CN112024795A - 一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置，通过主辊、芯辊、下压辊和上顶辊先将毛坯环件进行预扩，然后再将仿形碾扩机构安装在芯辊上，对预扩后的环件内径面进行滚道碾扩，该方法相较于传统的车削加工，省去了环件搬运的步骤，从而使得加工效率高，并且滚道为碾扩成型，因此滚道的流线形状更加自然、滚道部分的组织更加致密，还不需要留有过多的调制层，节省材料，最终还能跟提高滚道的抗疲劳性。

Description

一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置

技术领域

本发明涉及锻件成型技术领域，尤其是涉及一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置。

背景技术

公知的，对于一些大型的环状锻件，如风电偏航变浆42CrMo调质环件、大型轴承外圈等，往往需要在其内径加工一些滚道或者台阶，传统的内径加工工艺流程是：下料→加热→制坯→辗扩→粗车→调质→半精车→精车→数控车内双沟→后续加工，即通过车床车出滚道或台阶，该方法虽然能够加工出符合尺寸的滚道或者台阶，但是车削不仅会使环件的滚道部分组织较为稀疏、增加调制层的加工留量，而且还会降低滚道的抗疲劳性；

中国专利（CN201921654110.4）公开了一种角接触轴承的塔锻冷碾扩成型模具，虽然利用碾压轮和碾扩芯轴的配合工作，能够对坯件进行碾扩，并且在碾扩芯轴的轴身直接开设凹槽，能够让碾扩后的坯件内环具有要求的形状；但是若要对坯件的内径加工不同的形状，则需要用到多种不同的碾扩芯轴，从而造成材料的浪费，并且该专利没有描述锻件碾扩的具体步骤；因此，综上所述，目前市场上需要一种能够让环件滚道的流线形状更好、环件滚道部分的组织更加致密、减少调质层的加工留量，并且能够提高滚道抗疲劳性的仿形辗扩装置及方法。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法为：

a、将毛坯环件的一端放置于主辊和芯辊之间，毛坯环件的另一端由下压辊和上顶辊对应压紧；

b、驱动主辊、芯辊、下压辊和上顶辊转动，并控制芯辊向主辊移动；

c、当毛坯环件碾扩成预扩环件的尺寸后，停止芯辊转动，并控制芯辊回退；

d、将仿形碾扩机构安装在芯辊的辊身；

e、驱动芯辊转动，并控制芯辊再次向主辊方向移动，利用仿形碾扩机构中的仿形碾压套辊对环件的内径面进行滚道碾扩；

f、当环件内径面的滚道碾扩成型后，停止主辊、芯辊、下压辊和上顶辊的转动，并取出环件。

优选的，所述步骤e是利用仿形碾扩机构中的仿形碾压套辊在环件的内径面加工出边缘滚道；

优选的，所述步骤e是利用仿形碾扩机构中的仿形碾压套辊在环件的内径面中部加工出双滚道；

上述方法所用到的仿形碾扩装置，包含主辊、芯辊、下压辊和上顶辊；所述主辊位于环件的外侧，且主辊的辊面与环件一端的外径面对应抵触，环件该端的内侧设有与主辊相对应的芯辊，所述芯轴的轴身安装有用于加工环件内径面的仿形碾扩机构，且芯辊、环件的圆心和主辊位于同一竖面；所述下压辊的辊面与环件另一端的上盘面对应抵触，环件该端的下盘面与上顶辊的辊面对应抵触，且下压辊与上顶辊互为镜像设置；

优选的，所述芯辊的辊面设有环形台阶，所述仿形碾扩机构包含安装套管、上挡边、下挡边和仿形碾压套辊，安装套管对应套设于芯辊的辊身，安装套管的底部面设有与环形台阶对应卡合的凹槽，且安装套管管身的底部固定设有下挡边，下挡边的顶部面与环件的下盘面对应抵触，安装套管管身的顶部设有上挡边，上挡边的底部面与环件的上盘面对应抵触，安装套管上挡边和下挡边之间的管身套设有仿形碾压套辊；

优选的，所述上挡边的顶部面设有压环，压环通过锁紧螺母与安装套管对应固定连接；

优选的，所述上挡边的底部面边缘和上挡边的顶部面边缘均设为圆角；

优选的，所述仿形碾压套辊的端部设有环形的碾扩凸台；

优选的，所述仿形碾压套辊的辊身中部设有两道平行的环形碾扩凸台；

优选的，所述下压辊和上顶辊均设为锥辊。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法及装置，通过主辊、芯辊、下压辊和上顶辊先将毛坯环件进行预扩，然后再将仿形碾扩机构安装在芯辊上，对预扩后的环件内径面进行滚道碾扩，该方法相较于传统的车削加工，省去了环件搬运的步骤，从而使得加工效率高，并且滚道为碾扩成型，因此滚道的流线形状更加自然、滚道部分的组织更加致密，还不需要留有过多的调制层，节省材料，最终还能跟提高滚道的抗疲劳性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为仿形碾扩机构的结构示意图；

图3为仿形碾扩机构的另一结构示意图。

图中：1、主辊；2、芯辊；2.1、环形台阶；3、仿形碾扩机构；3.1、安装套管；3.2、下挡边；3.3、上挡边；3.4、仿形碾压套管；3.4.1、碾扩凸台；3.5、压环；3.6、锁紧螺母；4、下压辊；5、上顶辊；6、预扩环件。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

结合附图1-3所述的一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法为：

a、将毛坯环件的一端放置于主辊1和芯辊2之间，利用主辊1和芯辊2对环件6进行径向轧制，毛坯环件的另一端由下压辊4和上顶辊5对应压紧，利用下压辊4和上顶辊5对环件6进行轴向轧制；

b、驱动主辊1、芯辊2、下压辊4和上顶辊5转动，并控制芯辊2向主辊1移动；

c、当毛坯环件碾扩成预扩环件6的尺寸后，停止芯辊2转动，并控制芯辊2回退；

d、将仿形碾扩机构3安装在芯辊2的辊身；

e、驱动芯辊2转动，并控制芯辊2再次向主辊1方向移动，利用仿形碾扩机构3中的仿形碾压套辊3.4对环件6的内径面进行滚道碾扩；

此外，由于实际工作中需要的环件6不同，因此在步骤e中，通过利用不同的仿形碾压套辊3.4，即可在环件6的内径面加工出不同形状的滚道，以满足生产需要，如利用端部设有环形的碾扩凸台3.4.1的仿形碾压套辊3.4，即可在环件6的内径面加工出边缘滚道；利用辊身中部设有两道平行的环形碾扩凸台3.4.1，即可在环件6的内径面中部加工出双滚道；

f、当环件6内径面的滚道碾扩成型后，停止主辊1、芯辊2、下压辊4和上顶辊5的转动，并取出环件6；

上述方法所用到的仿形碾扩装置，包含主辊1、芯辊2、下压辊4和上顶辊5；所述主辊1位于环件6的外侧，且主辊1的辊面与环件6一端的外径面对应抵触，主辊1能够带动环件6径向转动，环件6该端的内侧设有与主辊1相对应的芯辊2，通过芯辊2向主辊1方向进给，以此进行对环件6的碾扩处理，所述芯辊2的轴身安装有用于加工环件6内径面的仿形碾扩机构3，该仿形碾扩机构3则是为了在对环件6进行碾扩的同时，在环件6的内径面加工出滚道，且芯辊2、环件6的圆心和主辊1位于同一竖面，保证芯辊2的碾扩效果，并且芯辊2的转动方向与主辊1的转动方向为相反；

此外，所述芯辊2的辊面设有环形台阶2.1，该台阶能够为安装套管3.1提供定位功能，保证下挡边3.2顶部面、环件6的下盘面和上顶辊5的上水平线处于一个平面内，从而保持环件6在碾扩过程中的轴向水平，所述仿形碾扩机构3包含安装套管3.1、上挡边3.3、下挡边3.2、锁紧螺母3.6和仿形碾压套辊3.4，安装套管3.1对应套设于芯辊2的辊身，安装套管3.1的底部面设有与环形台阶2.1对应卡合的凹槽，通过凹槽与环形台阶2.1卡合后，既完成了安装套管3.1的安装，又对安装套管3.1的位置有了限定，且安装套管3.1管身的底部固定设有下挡边3.2，下挡边3.2的顶部面与环件6的下盘面对应抵触，安装套管3.1管身的顶部设有上挡边3.3，上挡边3.3的底部面与环件6的上盘面对应抵触，通过上挡边3.3和下挡边3.2来对仿形碾压套辊3.4的两端进行限位，从而让仿形碾压套辊3.4的辊面与环件6的内径面保持对应，安装套管3.1上挡边3.3和下挡边3.2之间的管身套设有仿形碾压套辊3.4；另外，该仿形碾扩机构3的安装方法为：首先将安装套管3.1套在芯辊2的辊身，并且将凹槽与环形台阶2.1进行配合，之后将仿形碾压套辊3.4套在安装套管3.1的管身上，最后再将上挡边3.3安装在安装套管3.1的顶部，根据需要，所述上挡边3.3的顶部面设有压环3.5，压环3.5通过锁紧螺母3.6与安装套管3.1对应固定连接，使得仿形碾扩机构3的整体拆卸更加方便，并且保证了上挡边3.3的稳定性，特别的，所述上挡边3.3的底部面边缘和上挡边3.3的顶部面边缘均设为圆角，通过该圆角能够使芯辊2带动仿形碾扩机构3进给时，环件6能够顺利进入上挡边3.3和下挡边3.2之间，减少部件边缘之间的相互摩擦；

所述下压辊4的辊面与环件6另一端的上盘面对应抵触，环件6该端的下盘面与上顶辊5的辊面对应抵触，且下压辊4与上顶辊5互为镜像设置，通过下压辊4和上顶辊5对环件6进行轴向轧制，保证环件6的高度尺寸，此外，所述下压辊4和上顶辊5均设为锥辊，能够有效增强下压辊4和上顶辊5的轧制效果。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种大型环状锻件内径的仿形碾扩方法，其特征是：

a、将毛坯环件的一端放置于主辊（1）和芯辊（2）之间，毛坯环件的另一端由下压辊（4）和上顶辊（5）对应压紧；

b、驱动主辊（1）、芯辊（2）、下压辊（4）和上顶辊（5）转动，并控制芯辊（2）向主辊（1）移动；

c、当毛坯环件碾扩成预扩环件（6）的尺寸后，停止芯辊（2）转动，并控制芯辊（2）回退；

d、将仿形碾扩机构（3）安装在芯辊（2）的辊身；

e、驱动芯辊（2）转动，并控制芯辊（2）再次向主辊（1）方向移动，利用仿形碾扩机构（3）中的仿形碾压套辊（3.4）对预扩环件（6）的内径面进行滚道碾扩；

f、当预扩环件（6）内径面的滚道碾扩成型后，停止主辊（1）、芯辊（2）、下压辊（4）和上顶辊（5）的转动，并取出预扩环件（6）。

2.如权利要求1所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩方法，其特征是：所述步骤e是利用仿形碾扩机构（3）中的仿形碾压套辊（3.4）在预扩环件（6）的内径面加工出边缘滚道。

3.如权利要求1所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩方法，其特征是：所述步骤e是利用仿形碾扩机构（3）中的仿形碾压套辊（3.4）在预扩环件（6）的内径面中部加工出双滚道。

4.上述方法所用到的仿形碾扩装置，其特征是：包含主辊（1）、芯辊（2）、下压辊（4）和上顶辊（5）；所述主辊（1）位于预扩环件（6）的外侧，且主辊（1）的辊面与预扩环件（6）一端的外径面对应抵触，预扩环件（6）该端的内侧设有与主辊（1）相对应的芯辊（2），所述芯辊（2）的轴身安装有用于加工预扩环件（6）内径面的仿形碾扩机构（3），且芯辊（2）、预扩环件（6）的圆心和主辊（1）位于同一竖面；所述下压辊（4）的辊面与预扩环件（6）另一端的上盘面对应抵触，预扩环件（6）该端的下盘面与上顶辊（5）的辊面对应抵触，且下压辊（4）与上顶辊（5）互为镜像设置。

5.如权利要求4所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述芯辊（2）的辊面设有环形台阶（2.1），所述仿形碾扩机构（3）包含安装套管（3.1）、下挡边（3.2）、上挡边（3.3）和仿形碾压套辊（3.4），安装套管（3.1）对应套设于芯辊（2）的辊身，安装套管（3.1）的底部面设有与环形台阶（2.1）对应卡合的凹槽，且安装套管（3.1）管身的底部固定设有下挡边（3.2），下挡边（3.2）的顶部面与预扩环件（6）的下盘面对应抵触，安装套管（3.1）管身的顶部设有上挡边（3.3），上挡边（3.3）的底部面与预扩环件（6）的上盘面对应抵触，安装套管（3.1）位于上挡边（3.3）和下挡边（3.2）之间的管身套设有仿形碾压套辊（3.4）。

6.如权利要求5所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述上挡边（3.3）的顶部面设有压环（3.5），压环（3.5）通过锁紧螺母（3.6）与安装套管（3.1）对应固定连接。

7.如权利要求5所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述上挡边（3.3）的底部面边缘和下挡边（3.2）的顶部面边缘均设为圆角。

8.如权利要求2所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述仿形碾压套辊（3.4）的端部设有环形的碾扩凸台（3.4.1）。

9.如权利要求3所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述仿形碾压套辊（3.4）的辊身中部设有两道平行的环形碾扩凸台（3.4.1）。

10.如权利要求4所述的大型环状锻件内径的仿形碾扩装置，其特征是：所述下压辊（4）和上顶辊（5）均设为锥辊。

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