CN112719202B - 一种矿用链轮整体锻造成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿用链轮整体锻造成型工艺，包括设计毛坯，下料，加热，墩粗，终锻，使用机械手将墩粗好的坯料转运到另一台压力机的终锻模具上进行终锻；去毛边及中间连皮，将锻造好的带毛边的毛坯平稳的放置到去毛边装置的切边凹模中，切边冲头与冲孔冲头安装在上模，先冲孔后切边。本发明加工余量小，产品质量高，在保证齿部全部加工出来的前提下，比直接用自由锻造毛坯节省了45％左右的材料，本工艺链轮体的金属流线沿齿部外形均匀分布，并且在后续加工过程中也不会破坏金属流线的连续性，金属流线方向与齿受力方向垂直，大大提高了齿部的抗拉强度与抗冲击性能，本发明涉及链轮制造技术领域。

Description

一种矿用链轮整体锻造成型工艺

技术领域

本发明涉及链轮制造技术领域，更具体而言，涉及一种矿用链轮整体锻造成型工艺。

背景技术

传统的工艺为用自由锻锻出毛坯，该毛坯根据成品件的最大外圆、最小内孔以及厚度尺寸制造出一个圆环锻坯，单边留有20-25mm不等的加工余量才能将其加工出来，原材料的利用率不足40％；而且加工工时较长，加工成本高，效率低；该毛坯加工出成品链轮体后链轮体的齿部金属流线是断开的，并且金属流线方向与齿部受力方向是平行的，抗冲击性低，综合机械性能差，在设备运转过程中经常会出现链轮体齿部出现断齿的现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，提供一种加工余量小、加工效率高的矿用链轮整体锻造成型工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种矿用链轮整体锻造成型工艺，包括以下步骤：

S1、设计毛坯，根据成品链轮外形结构设计产品毛坯，根据毛坯图纸测算出毛坯重量；

S2、下料，依照毛坯重量、所产生的毛边重量以及经验公式得来的加热消耗数值，测算出所用原材料重量，根据合理的锻造比选择原材料的直径以及长度，用自动带锯锯床下料；

S3、加热，采用天然气炉子将料加热；

S4、墩粗，使用机械手将加热好的料夹到第一台压力机中进行墩粗，墩粗后的坯料直径要与下一道工序的型腔相匹配；

S5、终锻，使用机械手将墩粗好的坯料转运到另一台压力机的终锻模具上进行终锻，终锻完成后利用模具预设的顶杆将锻件顶出型腔，用机械手将工件转到下一道工序；

S6、去毛边及中间连皮，将锻造好的带毛边的毛坯平稳的放置到去毛边装置的切边凹模中，切边冲头与冲孔冲头安装在上模，先冲孔后切边，使用机械手将切边后的毛坯夹出来。

进一步的，所述S2中，毛边重量经过理论计算以及有限元分析得出。

进一步的，所述S3中，加热温度要求为1250℃±30。

进一步的，所述S4中，墩粗过程中需要不断清除掉落的氧化皮，防止最终终锻时产生的氧化皮对锻件表面产生氧化坑而造成表面缺陷。

进一步的，所述S4中，墩粗后坯料要求毂型均匀。

进一步的，所述S5中，终锻过程中需要不断向锻件上喷洒锯沫。

进一步的，所述S6中，去毛边装置的冲孔冲头与切边冲头可以相对转动，切边后工件粘在冲孔冲头上，将冲孔冲头旋转一定角度，工件也会随着冲孔冲头旋转一定角度，切边凹模将工件卡在凹模座中，上模抬起时工件会自动脱落于凹模座内。

进一步的，所述冲孔冲头的上端设置有支撑板，支撑板上固定设置有凸块，去毛边装置还包括与凸块相配合的凹块，通过凹块带动所述凸块转动。

进一步的，所述切边凹模下端设置有第二横板，第二横板的底部固定连接有伸缩杆，伸缩杆的底部贯穿下工作台后与第二升降装置相连接，脱落在凹模座的工件掉落在第二横板上，并通过伸缩杆下降，将工件转移。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：

1、本发明采用直接锻出齿部形状后再加工，毛坯的单边加工余量仅为0-2mm，而自由锻毛坯的单边余量为20-25mm，材料利用率不足40％，本发明的工艺在保证齿部全部加工出来的前提下，比直接用自由锻造毛坯节省了45％左右的材料。

2、工时的节省：传统的自由锻毛坯在加工成品时用线切割方式将齿部切割出来，这道工序的加工工时长，大约占到整个链轮体加工工时的2/3；本发明是直接将齿部锻造出来，并且均匀留有加工余量，在后期加工链窝的时候将齿部的余量加工掉，保证产品表面的光洁度，本发明对于工件的加工工时是自由锻毛坯加工工时的1/2，大大降低了能耗，提高了生产效率。

3、产品质量的提高：自由锻工艺生产的毛坯金属流线(纤维组织)方向是围绕圆环中心的同心圆，当加工成成品链轮体后金属流线(纤维组织)就会从中间切断，并且金属流线的方向是与链轮体齿部受力方向平行，这样，齿部的抗拉强度以及抗冲击性能就会大大削弱，寿命降低；本发明采用直接将优质合金钢放到模具中进行多次打击，最终将链轮体的齿部都成型出来，链轮体的金属流线(纤维组织)沿齿部外形均匀分布，并且在后续加工过程中也不会破坏金属流线(纤维组织)的连续性，金属流线方向与齿受力方向垂直，大大提高了齿部的抗拉强度与抗冲击性能，提高了使用寿命。

附图说明

下面将通过附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

图1为本发明原始坯料结构示意图；

图2为本发明坯料墩粗后的结构示意图；

图3为本发明终锻模具的立体结构示意图；

图4为本发明终锻模具工作状态示意图；

图5为本发明终锻后锻件的结构示意图；

图6为图4中终锻后锻件的左视图；

图7为去毛边装置的结构示意图；

图8为去毛边装置的冲孔组件的结构示意图；

图9为去毛边装置的切边凹模的结构示意图；

图10为切除毛边后的工件的俯视图。

图中：10为上工作台，20为下工作台，30为工件，40为第一连接组件，50为切边冲头，60为冲孔组件，70为固定板，80为第一垫板，90为支撑架，100为切边凹模，110为第二横板，120为伸缩杆，130为第二垫板，401为第一横板，402为第一竖板，601为冲孔冲头，602为支撑板，603为凹块，6021为凸块。

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。

实施例：

如图1至图10所示，一种矿用链轮整体锻造成型工艺，包括以下步骤：

第一步，设计毛坯，根据成品链轮外形结构设计产品毛坯，根据毛坯图纸测算出毛坯重量；

第二步，下料，依照毛坯重量、所产生的毛边重量以及经验公式得来的加热消耗数值，测算出所用原材料重量，根据合理的锻造比选择原材料的直径以及长度，用自动带锯锯床下料；

毛边重量经过理论计算以及有限元分析得出。

第三步，加热，采用天然气炉子将料加热，加热温度要求为1250℃±30；

第四步，墩粗，使用机械手将加热好的料夹到第一台压力机中进行墩粗，墩粗后的坯料直径要与下一道工序的型腔相匹配，即墩粗后的坯料直径要刚好放到下一道工序的型腔中，墩粗过程中需要不断清除掉落的氧化皮，防止到最终终锻时产生的氧化皮对锻件表面产生氧化坑而造成表面缺陷；

最终墩粗高度通过理论计算以及有限元分析模拟得出基础数据，再根据现场实际操作情况得出。

第五步，终锻，使用机械手将墩粗好的坯料转运到另一台压力机的终锻模具上进行终锻，终锻过程中需要不断向锻件上喷洒锯沫，目的是保证锻件不沾模具上模以及产生的高压气体将氧化皮冲打掉，终锻完成后利用模具预设的顶杆将锻件顶出型腔，用机械手将工件转到下一道工序；

第六步，去毛边、中间连皮，将锻造好的带毛边的毛坯平稳的放置到切边凹模中，切边冲头与冲孔冲头安装在上模，开始工作时先冲孔后切边，切边后工件会粘在冲孔冲头上，设计时冲孔冲头与切边冲头可以相对转动，此时将冲孔冲头旋转一定角度，工件也会随着冲孔冲头旋转一定角度，切边凹模就会将工件卡在凹模座中，上模抬起时工件会自动脱落于凹模座内，切边凹模下端设置有第二横板，第二横板的底部固定连接有伸缩杆，伸缩杆的底部贯穿下工作台后与第二升降装置相连接，脱落在凹模座的工件掉落在第二横板上，并通过伸缩杆下降，用机械手将切边后的毛坯夹出来放置到专用传送带中，运转到下一道工序。

所述去毛边装置，包括上模、下模、第一升降装置和对应设置的上工作台10、下工作台20，所述上工作台10与第一升降装置固定连接，所述上模固定设置在上工作台10的下端，所述下模固定设置在下工作台20的上端；

所述上模与上工作台10之间设置有第一连接组件40、第一垫板80和固定板70，第一垫板80与上工作台通过螺栓固定连接，所述第一连接组件40包括第一横板401，所述第一横板401的顶部设置有两个第一竖板402，两个第一竖板402的顶部均与第一垫板80固定连接，所述上模包括切边冲头50和冲孔组件60，所述切边冲头50与第一横板401之间通过固定板70固定连接，通过设置固定板，能够将第一连接组件和切边冲头的连接更加稳固，通过设置第一垫板，能够防止冲孔冲头和切边冲头工作时对上工作台的损坏，能够起到缓冲作用。

所述切边冲头50的中部沿竖直方向设置有第一通孔，所述第一横板401的中部设置有第二通孔，所述第二通孔与第一通孔同轴心设置，所述固定板70的中部设置有第三通孔，所述冲孔组件60的下端依次贯穿第二通孔、第三通孔和第一通孔。冲孔冲头的外壁与第一通孔相贴合，在切边冲头与冲孔冲头呈同轴分布的基础上，能够保证切除毛边时更加精确，不会发生倾斜，导致冲孔冲头和工件的损坏。

所述冲孔组件60包括冲孔冲头601和支撑板602，冲孔冲头601与切边冲头50同轴设置，能够保证切除毛边时精确，不会发生倾斜，导致工件的损坏，冲孔冲头601下端依次贯穿第二通孔、第三通孔和第一通孔并延伸出切边冲头50，所述冲孔冲头601的上端与支撑板602固定连接，所述第二通孔为上大下小的阶梯孔，支撑板602转动设置于第二通孔中并第二通孔的阶梯面相抵触。

所述支撑板602上固定设置有凸块6021，所述冲孔组件60还包括与凸块6021相配合的凹块603，所述凹块603带动所述凸块6021水平转动。

所述凸块6021设置于所述支撑板602的顶部，凹块603的顶部与所述第一垫板80的底部相贴合，凹块的顶部与第一垫板的底部相贴合，能够防止冲孔组件相对于第一连接组件发生竖直方向上的移动，在工作时不会对冲孔组件造成损坏。

所述下模包括与成品链轮尺寸相对应的切边凹模100。

下工作台20的上方固定设置有支撑架90，所述切边凹模100固定设置在支撑架90的上方；所述支撑架90的上端中部设置有第四通孔，第四通孔的直径大于成品链轮的齿顶圆直径。切边凹模能够对工件起到固定作用，防止工件在受力时倾斜。

支撑架的内部设置有第二横板110，所述第二横板110的底部固定连接有伸缩杆120，所述伸缩杆120的底部贯穿下工作台20后与第二升降装置相连接。

工作时，将工件30放置于切边凹模100上，切除毛边后，第二升降装置通过控制伸缩杆的上升，将工件平缓地落入支撑架90内部的第二横板110上，然后伸缩杆120下降，将工件30取出即可。

所述下工作台20与所述支撑架90之间设置有第二垫板130，第二垫板130能够防止工作时对下工作台和支撑架90造成损坏。

所述第一升降装置和第二升降装置均为液压升降装置。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、设计毛坯，根据成品链轮外形结构设计产品毛坯，根据毛坯图纸测算出毛坯重量；

S2、下料，依照毛坯重量、所产生的毛边重量以及经验公式得来的加热消耗数值，测算出所用原材料重量，根据合理的锻造比选择原材料的直径以及长度，用自动带锯锯床下料；

S3、加热，采用天然气炉子将料加热；

S4、墩粗，使用机械手将加热好的料夹到第一台压力机中进行墩粗，墩粗后的坯料直径要与下一道工序的型腔相匹配；

S5、终锻，使用机械手将墩粗好的坯料转运到另一台压力机的终锻模具上进行终锻，终锻完成后利用模具预设的顶杆将锻件顶出型腔，用机械手将工件转到下一道工序；

S6、去毛边及中间连皮，将锻造好的带毛边的毛坯平稳的放置到去毛边装置的切边凹模中，切边冲头与冲孔冲头安装在上模，先冲孔后切边，使用机械手将切边后的毛坯夹出来；

去毛边装置的冲孔冲头与切边冲头可以相对转动，切边后工件粘在冲孔冲头上，将冲孔冲头旋转一定角度，工件也会随着冲孔冲头旋转一定角度，切边凹模将工件卡在凹模座中，上模抬起时工件自动脱落于凹模座内；所述冲孔冲头的上端设置有支撑板，支撑板上固定设置有凸块，去毛边装置还包括与凸块相配合的凹块，通过凹块带动所述凸块转动。

2.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述S2中，毛边重量经过理论计算以及有限元分析得出。

3.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述S3中，加热温度要求为1250℃±30。

4.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述S4中，墩粗过程中需要不断清除掉落的氧化皮，防止最终终锻时产生的氧化皮对锻件表面产生氧化坑而造成表面缺陷。

5.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述S4中，墩粗后坯料要求毂型均匀。

6.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述S5中，终锻过程中需要不断向锻件上喷洒锯沫。

7.根据权利要求1所述的一种矿用链轮整体锻造成型工艺，其特征在于：所述切边凹模下端设置有第二横板，第二横板的底部固定连接有伸缩杆，伸缩杆的底部贯穿下工作台后与第二升降装置相连接，脱落在凹模座的工件掉落在第二横板上，并通过伸缩杆下降，将工件转移。

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