CN112475160A - 一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法，其装置包括，包括毛坯压制机构、辗扩机构和需要加工的环件，所述环件由毛坯压制机构和辗扩机构依次加工，所述辗扩机构还包括定心机构和端面轧制机构，其方法包括a、毛坯制坯；b、分料压制；c、仿形加工；d、加热毛坯；e、成型辗扩。本风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法，可以提高滚道金属流线的连续性和滚道部分的组织致密性，使锻件外径仿形滚道达到设计要求，提高滚道抗疲劳性，提升产品质量，同时减少车加工留量，提高加工效率，节约原材料。
Description
技术领域
本发明涉及锻件加工技术领域，具体为一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法。
背景技术
目前风电主轴锻件内套环件的加工工艺流程是下料→加热→制坯→辗扩→粗车→半精车→精车外径滚道→后续加工。一般锻件截面加工成矩形截面，把滚道以外的材料车掉。其存在以下缺陷：环件滚道的流线连续性差，滚道部分的组织致密度和滚道抗疲劳性较低，同时车加工留量多，需要车掉的材料较多，造成了原料的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法，可以提高滚道金属流线的连续性和滚道部分的组织致密性，使锻件外径仿形滚道达到设计要求，提高滚道抗疲劳性，提升产品质量，同时减少车加工留量，提高加工效率，节约原材料，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，包括毛坯压制机构、辗扩机构和需要加工的环件，所述环件由毛坯压制机构和辗扩机构依次加工，所述辗扩机构还包括定心机构和端面轧制机构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述毛坯压制机构包括滑块、工作上垫板、仿形分料模具和移动工作台板，所述滑块与外部升降机构连接，工作上垫板固定设置在滑块的下表面，仿形分料模具固定设置在工作上垫板的下表面，仿形分料模具的下表面开设有台阶槽，所述移动工作台板的上表面固定设置有马架，移动工作台板和马架之间设置有定位销，所述马架的顶端转动设置有马杆，马杆与外部驱动机构连接，环件套接在马杆的外侧表面，仿形分料模具设置在环件的正上方。
作为本发明的一种优选技术方案，所述辗扩机构包括芯辊和主轴，主轴的外侧表面设置有轴套，轴套外侧从上到下依次设置有上主辊和下主辊，下主辊的周侧表面开设有台阶槽，所述上主辊的上表面固定设置有上压膜，所述下主辊的下表面固定设置有下压膜，所述环件设置在芯辊和下主辊之间。
作为本发明的一种优选技术方案，所述定心机构包括对称设置在环件两侧的抱辊架，抱辊架的中心轴外侧从上到下依次设置有上辊、抱辊和定心下辊轮，所述抱辊的周侧表面开设有台阶槽，抱辊通过台阶槽卡接在环件外侧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述端面轧制机构包括上轧辊和下轧辊，上轧辊和下轧辊均为锥形，且上轧辊和下轧辊分别设置在环件的上表面和下表面。
本发明还提供一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
a、毛坯制坯：锻件制坯后，用油压机镦粗冲孔后的毛坯，形成环件，使毛坯制坯高度与锻件热尺寸接近；
b、分料压制：在仿形分料模具上开设梯形的阶梯槽，然后将环件套接在马杆上，再将马杆安装到马架上，通过外部升降机构带动滑块上下运动，从而通过工作上垫板带动仿形分料模具对还是毛坯的环件进行轧制，操作外部驱动机构带动马杆转动，马杆通过摩擦力带动环件朝着一个方向转动，每次旋转一定角度，依次对环件的外径进行轧制，压出两边的台阶，均匀旋转轧制两圈后，完成环件的分料；
c、仿形加工：采用DK卧式辗环机，将其主轴上的下主辊做成与锻件的外径形状一致，再将抱辊架上的抱辊也做成与锻件的外径形状一致，完成对下主辊和抱辊的仿形加工；
d、加热毛坯：将分料后的环件放在加热炉内进行加热，达到始锻温度后进行仿形辗扩；
e、成型辗扩：把加热到始锻温度后的环件放置到芯辊与下主辊之间，将抱辊对称设置在环件的两侧，并将上轧辊和下轧辊分别设置在环件的上表面和下表面，芯辊通过摩擦力带动环件旋转，主轴带动下主辊旋转，对环件的外径进行轧制，使环件的外径形状和尺寸达到工艺要求，抱辊对环件进行定位，上轧辊和下轧辊分别对环件的上端面和下端面进行轧制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明示例的风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法，可以提高滚道金属流线的连续性和滚道部分的组织致密性，使锻件外径仿形滚道达到设计要求，提高滚道抗疲劳性，提升产品质量，同时减少车加工留量，提高加工效率，节约原材料。
附图说明
图1为本发明毛坯压制前的示意图；
图2为本发明毛坯压制后的结构示意图；
图3为本发明成型辗扩的侧视结构示意图；
图4为本发明抱辊的结构示意图；
图5为本发明成型辗扩装置的侧视结构示意图；
图6为本发明环件即外径仿形辗扩后的锻件截面示意图。
图中：1下轧辊、2环件、3上轧辊、4芯辊、5主轴、6上压膜、7上主辊、8下主辊、9下压膜、10轴套、11抱辊架、12上辊、13抱辊、14定心下辊轮、15滑块、16工作上垫板、17仿形分料模具、18马杆、19马架、20定位销、21移动工作台板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，包括毛坯压制机构、辗扩机构和需要加工的环件2，所述环件2由毛坯压制机构和辗扩机构依次加工，所述辗扩机构还包括定心机构和端面轧制机构。
优选的，所述毛坯压制机构包括滑块15、工作上垫板16、仿形分料模具17和移动工作台板21，所述滑块15与外部升降机构如油压机等连接，工作上垫板16固定设置在滑块15的下表面，仿形分料模具17固定设置在工作上垫板16的下表面，仿形分料模具17的下表面开设有台阶槽，所述移动工作台板21的上表面固定设置有马架19，移动工作台板21和马架19之间设置有定位销20，所述马架19的顶端转动设置有马杆18，马杆18与外部驱动机构连接，环件2套接在马杆18的外侧表面，仿形分料模具17设置在环件2的正上方，用于对环件2进行分料压制；
优选的，所述辗扩机构包括芯辊4和主轴5，主轴5的外侧表面设置有轴套10，轴套10外侧从上到下依次设置有上主辊7和下主辊8，下主辊8的周侧表面开设有台阶槽，所述上主辊7的上表面固定设置有上压膜6，所述下主辊8的下表面固定设置有下压膜9，所述环件2设置在芯辊4和下主辊8之间，通过芯辊4带动环件2旋转，下主辊8对其外径进行轧制；
优选的，所述定心机构包括对称设置在环件2两侧的抱辊架11，抱辊架11的中心轴外侧从上到下依次设置有上辊12、抱辊13和定心下辊轮14，所述抱辊13的周侧表面开设有台阶槽，抱辊13通过台阶槽卡接在环件2外侧，用于对环件2起到定位作用。
优选的，所述端面轧制机构包括上轧辊3和下轧辊1，上轧辊3和下轧辊1均为锥形，且上轧辊3和下轧辊1分别设置在环件2的上表面和下表面，分别对环件2的上端面和下端面进行轧制。
本发明还提供一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
a、毛坯制坯：锻件制坯后，用油压机镦粗冲孔后的毛坯，形成环件2，使毛坯制坯高度与锻件热尺寸接近；
b、分料压制：在仿形分料模具17上开设梯形的阶梯槽，然后将环件2套接在马杆18上，再将马杆18安装到马架19上，通过外部升降机构带动滑块15上下运动，从而通过工作上垫板16带动仿形分料模具17对还是毛坯的环件2进行轧制，操作外部驱动机构带动马杆18转动，马杆18通过摩擦力带动环件2朝着一个方向转动，每次旋转一定角度，依次对环件2的外径进行轧制，压出两边的台阶，均匀旋转轧制两圈后，完成环件2的分料，在步骤b分料压制中，按等截面相等原则进行分料，分料完成后才能放在数控辗环机上对毛坯进行外径仿形辗扩，如果分料不均达不到等截面要求，锻件外径就会出现缺料，形成大凹坑，后续车工加工不出来，形成黑皮，使锻件报废；
c、仿形加工：采用D53K卧式辗环机，将其主轴上的下主辊8做成与锻件的外径形状一致，再将抱辊架11上的抱辊13也做成与锻件的外径形状一致，完成对下主辊8和抱辊13的仿形加工；
d、加热毛坯：将分料后的环件2放在加热炉内进行加热，达到始锻温度后进行仿形辗扩；
e、成型辗扩：把加热到始锻温度后的环件2放置到芯辊4与下主辊8之间，将抱辊13对称设置在环件2的两侧，并将上轧辊3和下轧辊1分别设置在环件2的上表面和下表面，芯辊4通过摩擦力带动环件2旋转，主轴5带动下主辊8旋转，对环件2的外径进行轧制，使环件的外径形状和尺寸达到工艺要求，抱辊13对环件进行定位，上轧辊3和下轧辊1分别对环件2的上端面和下端面进行轧制。
本风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置及方法，可以提高滚道金属流线的连续性和滚道部分的组织致密性，使锻件外径仿形滚道达到设计要求，提高滚道抗疲劳性，提升产品质量，同时减少车加工留量，提高加工效率，节约原材料。
本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，其特征在于：包括毛坯压制机构、辗扩机构和需要加工的环件（2），所述环件（2）由毛坯压制机构和辗扩机构依次加工，所述辗扩机构还包括定心机构和端面轧制机构。
2.根据权利要求1所述的风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，其特征在于：所述毛坯压制机构包括滑块（15）、工作上垫板（16）、仿形分料模具（17）和移动工作台板（21），所述滑块（15）与外部升降机构连接，工作上垫板（16）固定设置在滑块（15）的下表面，仿形分料模具（17）固定设置在工作上垫板（16）的下表面，仿形分料模具（17）的下表面开设有台阶槽，所述移动工作台板（21）的上表面固定设置有马架（19），移动工作台板（21）和马架（19）之间设置有定位销（20），所述马架（19）的顶端转动设置有马杆（18），马杆（18）与外部驱动机构连接，环件（2）套接在马杆（18）的外侧表面，仿形分料模具（17）设置在环件（2）的正上方。
3.根据权利要求2所述的风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，其特征在于：所述辗扩机构包括芯辊（4）和主轴（5），主轴（5）的外侧表面设置有轴套（10），轴套（10）外侧从上到下依次设置有上主辊（7）和下主辊（8），下主辊（8）的周侧表面开设有台阶槽，所述上主辊（7）的上表面固定设置有上压膜（6），所述下主辊（8）的下表面固定设置有下压膜（9），所述环件（2）设置在芯辊（4）和下主辊（8）之间。
4.根据权利要求3所述的风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，其特征在于：所述定心机构包括对称设置在环件（2）两侧的抱辊架（11），抱辊架（11）的中心轴外侧从上到下依次设置有上辊（12）、抱辊（13）和定心下辊轮（14），所述抱辊（13）的周侧表面开设有台阶槽，抱辊（13）通过台阶槽卡接在环件（2）外侧。
5.根据权利要求4所述的风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的装置，其特征在于：所述端面轧制机构包括上轧辊（3）和下轧辊（1），上轧辊（3）和下轧辊（1）均为锥形，且上轧辊（3）和下轧辊（1）分别设置在环件（2）的上表面和下表面。
6.一种风电主轴锻件内套外径滚道成型辗扩的方法，其特征在于：采用上述装置，包括以下步骤：
a、毛坯制坯：锻件制坯后，用油压机镦粗冲孔后的毛坯，形成环件（2），使毛坯制坯高度与锻件热尺寸接近；
b、分料压制：在仿形分料模具（17）上开设梯形的阶梯槽，然后将环件（2）套接在马杆（18）上，再将马杆（18）安装到马架（19）上，通过外部升降机构带动滑块（15）上下运动，从而通过工作上垫板（16）带动仿形分料模具（17）对还是毛坯的环件（2）进行压制，操作外部驱动机构带动马杆（18）转动，马杆（18）通过摩擦力带动环件（2）朝着一个方向转动，每次旋转一定角度，依次对环件（2）的外径进行轧制，压出两边的台阶，均匀旋转轧制两圈后，完成环件（2）的分料；
c、仿形加工：采用D53K卧式辗环机，将其主轴上的下主辊（8）做成与锻件的外径形状一致，再将抱辊架（11）上的抱辊（13）也做成与锻件的外径形状一致，完成对下主辊（8）和抱辊（13）的仿形加工；
d、加热毛坯：将分料后的环件（2）放在加热炉内进行加热，达到始锻温度后进行仿形辗扩；
e、成型辗扩：把加热到始锻温度后的环件（2）放置到芯辊（4）与下主辊（8）之间，将抱辊（13）对称设置在环件（2）的两侧，并将上轧辊（3）和下轧辊（1）分别设置在环件（2）的上表面和下表面，芯辊（4）通过摩擦力带动环件（2）旋转，主轴（5）带动下主辊（8）旋转，对环件（2）的外径进行轧制，使环件的外径形状和尺寸达到工艺要求，抱辊（13）对环件进行定位，上轧辊（3）和下轧辊（1）分别对环件（2）的上端面和下端面进行轧制。
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