CN1133213A - 回转锻造装置 - Google Patents

Abstract

一种回转锻造装置，第1模具301的加压端面和第2模具302的加压端面相对，第2模具302的加压端面形成为与其轴线垂直，在上述第1模具301和第2模具302之间安装毛坯零件10，上述第1模具301和上述第2模具302边同步回转边互相靠近，以成型圆盘部2，同时，从此压下区域突出的毛坯材料由成型辊4上下分离，从圆盘部2的周缘上下延伸成型边缘1，其特征在于：与第2模具302同轴的设置围绕第1模具301轴部的筒状辅助模具303，在成型辊4一侧，上述辅助模具303的成型用主体部的母线与第1模具301的成型用主体部311的母线在同一直线上延续。

Description

回转锻造装置

本发明涉及通过热锻造来制造圆盘的周缘上设有圆筒状边缘的带边缘盘形零件的回转锻造装置。

作为制造带边缘盘形零件的回转锻造装置，已有特愿平5—281510号装置。使用此装置，可以制造如图3所示的带边缘盘形零件，该零件由圆盘部2的周缘处沿一方突出的圆筒状第1边缘11及向另一方突出的与第1边缘相同的第2边缘12构成。

如图3所示，第1模具301的下表面和第2模具302的上表面相对。第1模具301的下表面形成为圆锥状，使第1模具301的轴线倾斜以使圆锥表面的一条母线大致呈水平。在第1模具301上外嵌套有与第2模具302同轴的筒状辅助模具303。此外，此辅助模具303的外圆周表面设成与上述第2边缘12的内圆周表面一致的成形用主体部，上述第2模具302的外圆表面设成与边缘11的内圆周表面一致的成形面。

如图1所示，此装置中，有一定壁厚的毛坯10，介于第1模具301的下表面和第2模具302的上表面之间，由上下模具同步回转的同时，使第1模具和辅助模具302的回转锻造作用而将上述毛坯10压下，此毛坯的外圆周部开始从第1模具301和第2模具302之间的分界处向外突出。此时，与从上述第1边缘11的端部到第2边缘一部分为至的区域的外圆柱表面相同的柱形成形辊位于上述模具分界处的一侧，并且与第1模具301的倾斜一侧有一定距离，所以，当上述突出的毛坯材料到达成形辊4的表面后，如图2所示，沿上下两方向分离并延伸，向下的毛坯材料与第2模具302的边缘成形面和成形辊4之间断面形状一致的第1边缘11，向上的毛坯材料从辅助模具303的下部和成形辊4的分界部位被挤压出，沿辅助模具303的成形用主体部延伸，最终形成第2边缘12(图3的状态)。

在使用辅助模具303的回转锻造装置中，毛坯10的内圆周表面以与辅助模具303的成形用主体部在整个圆周方向一致的状态延伸。所以，可以消除第2边缘12位于远离圆盘部2的开口一端的成形精度降低的问题。但是，在本装置中，第1模具301的下部外嵌有辅助模具303，故圆盘部2的周缘部偏离了第1模具301的周缘部(回转锻造区域)，这就造成了此圆盘周缘部的形状不能精确成形的问题。为解决此问题，使第模具301的下部的外径和第2模具302上端直径大致相等，将上述辅助模具303的主体部制成壁厚很薄的结构，但这种情况下，上述辅助模具303的主体部的强度就不足了。

鉴于此，在下述结构的装置中：第1模具301的加压端面与第2模具的加压端相对，第2模具302的加压端和其轴线垂直，同时又使第1模具的轴线与第2模具的轴线倾斜，毛坯10介于第1模具301和第2模具302的加压端面之间，上述第1模具301和第2模具302在同步回转的同时互相靠近压下毛坯10，以成形圆盘部2，同时，从此压下区域突出的毛坯材料由配置在模具分界处的侧面并位于第1模具301倾斜一侧的成形辊4上下分离，从圆盘部2的周缘上下延伸形成边缘1，本发明的课题在于：提高边缘1开口端部及圆盘部2的周缘部双方的成形精度。

为解决上述问题，本发明的技术手段为：围绕第1模具301的轴部的筒状辅助模具303设成与第2模具同轴，在成形辊一侧，上述辅助模具303的成形用主体部的母线和第1模具301的成形用主体部311的母线在同一条直线上延续，第1模具301和辅助模具303在轴向并排。本发明的上述技术手段具有下述作用。

在此装置中，第1模具301的加压端和第2模具的加压端之间安装毛坯零件10，使上述第1及第2模具同步旋转的同时，互相接近。由模具的旋转锻压作用将毛坯10压下，毛坯的外圆周部开始从模具分界处向外突出。而且，突出的毛坏材料在到达成形辊4的表面后被上下分离，并沿各自的方向延伸。

突出到第1模具301一侧的毛坯材料通过第1模具301的成形用主体部311和成形辊4之间并进一步延伸。在第1模具301的轴部外嵌有辅助模具303。此辅助模具303的下端和成形用主体部311之间形成有间隙，但是，辅助模具303的成形主体部上成形辊4一侧的母线和成形主体部311上的成形辊4一侧的母线在同一条直线上沿续，故上述毛坯材料可以越过间隙达到辅助模具303的成形用主体部。

此后，突出的毛坯材料的内圆周面，以与上述辅助模具303的成形用主体部的外圆周表面在整个圆周上一致的状态沿伸，并且，向上下沿伸的毛坯材料最终形成边缘1。

在此装置中，在成形过程结束时的第1模具301一侧的边缘1在整个圆周上与辅助模具303的成形用主体部总呈一致的状态。此外，第1模具301的加压端面完全接触到圆盘部2的周缘部。

由于本发明具有上述结构，故有下述的特有效果。在此装置中，边缘1的上方开口端部在整个圆周上呈与辅助模具303的形成用主体部一致的状态，故开口端部的成形精度提高。

此外，由于第1模具301的加压端面可接触圆盘部2的周缘部，故此圆盘部的周缘部成形精度提高。

本发明的回转锻造装置可用于制造下述形式的带边缘盘形零件，此零件为：从圆盘部2向一侧凸出的边缘部是向开口端呈直径扩大的喇叭口形状。其锻造的技术手段是：使辅助模具303的成形用主体部为向其底部呈直径扩大的喇叭口形状。

在此装置中，由于辅助模具303的成形主体部呈向其底部直径扩大的喇叭口状，故通过成形辊4和成形用主体部311之间的毛坯材料以沿上述辅助模具303的成形用主体部扩大其直径的状态延伸。

所以，可以制造从圆盘部2向一侧凸出的边缘部呈向其开口端直径扩大的喇叭口状形状的带边缘盘形零件。

利用本发明的回转锻造装置可以制造汽车车轮的轮辋，该装置的特征在于：第2模具302的加压端面和成形用主体部的形状与汽车轮辋圆盘部2的外侧平面及外边缘的内圆周表面、与内表面相连的凸缘外侧面的形状相同，辅助模具主体部为与汽车轮辋的凹形轮缘的内边缘侧的内圆周侧壁表面形状相同的边缘成形面，上述成形用主体部311的外圆周面形状与上述凹形轮缘的底壁内圆周面一致，在成形辊4的外圆周主体部，具有与从边缘1的外圆周面上的上述凹形轮缘底壁部(汽车轮辋最小直径部分)到外边缘端部这一段形状相同的第1成形部41。根据此方法，可以由回转锻造成形车轮轮辋内边缘的胎座及凸缘以外的部分，故可以提高汽车轮辋的生产率。

利用上述装置，采用下述技术手段可以正确地成形圆盘部2的外侧平面部上形成的凹凸形状，该技术手段为：在与第2模具302的加压端面外周相连的凸缘成形部的外圆周上，形成高度等于凸缘壁厚的环形壁37，将上述凸缘的成形部形成为凹陷形状，并且，以成形辊4的下端面与上述环形壁的上端面接触或非常接近的状态配置成形辊4。

在此装置中，从模具分界处突出的流向第2模具一侧的毛坯材料，形成相同于由成形辊4的下端面和环形壁围成的断面形状，而被加工成外边缘。并且，此后，在上述外边缘的外周被约束的状态下，进行圆盘部2及内边缘的后半部分的成形。所所圆盘部2外侧平面部上形成的凹凸部在上述外圆周被约束的状态下成形，这这样就可以准确地成形上述凹凸形状，不会产生不完全成形部。

在上述装置的基础上，还可以进一步提高车轮轮辋的生产率，其技术手段是：设置环状的弯曲断面部35，使之与辅助模具的喇叭状边缘成形面的根部相连，并与车轮轮辋内边缘的胎座及凸缘的内圆周表面形状一致。

在此装置中，将具有相当内边缘部分的半成品装在回转锻造装置上，在这种状态下，上述相当内边缘部分端部以下的一定范围可以通过辊压成形制造内边缘的胎座及凸缘，所以提高了车轮轮辋的生产率。

利用本发明的回转锻造装置，还可以进一步提高车轮轮辋的生产率，其技术手段是：在与成形辊4的第1成形部41相对的另一端，具有形状与汽车轮辋的胎座及凸缘外圆周之间形状相同的第2成形部42。

在此装置中，由回转锻造形成相当内边缘部分后，把成形辊4移动到辅助模具303的根部，将上述相当内边缘部分的所定范围用成形辊4的第2成形部42和辅助模具的弯曲断面部进行辊压成形，则加工出从内边缘胎座到凸缘部分的工序，以及将上述相当于内边缘部分辊压成形的工序中，可以不用更换成形辊4，可以连续加工，故可以进一步提高生产率。

下面结合图说明本发明的实施例。其中，

图1是使用先有技术的回转锻造装置时，加工初期的说明图。

图2、图1的加工进行到中期时的说明图。

图3、图2的加工进行到终期时的说明图。

图4使用本发明实施例1的回转锻造装置装置加工初期的说明图。

图5、图4的加工进行到中期的说明图。

图6、图5的加工进行到终期时的说明图。

图7实施例1制造的零件的剖面图。

图8使用本发明实施例2的装置时，加工中期的说明图。

图9、图8的加工进行到终期时的说明图。

图10实施2制造零件的剖面图。

图11使用第3实施例的装置时，加工初期的说明图。

图12、图11的加工进行到中期时的说明图。

图13、图12的加工进行到终期时的说明图。

图14实施例3制造的汽车轮断面图。

图中符号表示：301—第1模具、302—第2模具、303—辅助模具、10—毛坯、4—成形辊、2—圆盘部、1—边缘、311—成形用主体部、321—轴部、121—相当于内边缘部分、37—环形壁、35—弯曲断面、41—第1成形部、42——第2成形部。

实施例1

本实施例1是制造有下述形状的带边缘盘形零件的回转锻造装置，如图7所示，与圆盘部2的外周连接设置的边缘1由向一侧突出且为筒形的第1边缘及向其对面一侧凸出的具有与之相同形状的第2边缘12组成。

如图4所示，第2模具302大致形成为圆柱状，其回转轴线与水平面垂直。而且与加压端面接续的主体部上，形成与第1边缘11的内圆周表面及与之相连的凸缘11a的端面形状相同的第1边缘成形面32。另外，此第2模具302与其下方配置的驱动装置(末图示)的回转轴52相连，在一定的位置时被驱动回转。

第1模具301设成其下面的加压端面33为顶角很大的圆锥面，其主体部从整体上看是上端比下端直径小的圆台形，与上述加压端面33相连的成形用主体部311的上方设有与之相连的轴部321。

而且，第1模具301的轴线设置成与第2模具的轴线呈2°—5°的倾斜状态。在此倾斜状态中，上述加压端面33的一条母线大致呈水平方向地设置其形状。而且，在第1模具301和上述第2模具的交界处的侧面，第1模具301倾斜的一侧，设置后述的成形辊4。

还有，此第1模具301由其上方突出的支承轴通过支承体5自由回转地支承，此支承体5与从固定于装置主体部框架上的液压升降装置垂下的输出轴51下端相连，此第1模具可沿第2模具的轴线方向升降。

并且，上述模具301的轴部321上，以一定的裕度外嵌有筒状的辅助模具303，辅助模具的上端通过后述的支承环6保持成“旋转对偶状态”(旋转运动副状态)。

此辅助模具303的回转轴线与上述第2模具的回轴线相同，在辅助模具303的外圆周表面上，设置从上端到下端的，与第2边缘内径相同的第2边缘成形面34作为成形用主体部。并且，此第2边缘成形面34的成形辊一侧的母线与上述第1模具301的成形主体部311外圆周表面上的成形辊4一侧的母线在同一直线上沿续形成。

还有，为实现上述旋转运动副，在此辅助模具303的上端内圆周表面设有环形凸台36。支承环6具有从其下端面中央突出的筒部63的下端面外圆表面上的凸缘62。上述环状凸台36嵌入筒部63和凸缘62之间，辅助模具303的上表面和支承环6之间，以及环形凸台36下表面与凸缘62之间装有承受轴向负荷的轴承。环形凸台36的内圆周表面和筒部63之间装有承受圆周方向载荷的轴承。此支承环体6上连接有从与前面一样的多个液压升降装置垂下的输出轴61、61，这样，辅助模具303可沿第2模具302的轴线方向升降。

上述成形辊4可自由转动地由立轴支承，同时它又可沿第2模具302的半径方向移动地被支承。而且，其外圆周主体部大致形成为圆柱形，与从第1边缘11的凸缘11a的端部到第2边缘12的一部分的范围内的外圆周表面一致。

使用上述装置制造图7所示的带边缘的盘形零件。首先，如图4所示，将毛坯10装于第1模具301的加压端面和第2模具302的加压端面之间。此时，使成形辊4向模具一侧移动，成形辊4的主体部分固定在与第1边缘11及第2边缘12最终的外圆周表面一致的位置上。此外，本实施例中使用的毛坯10为具有一定壁厚的圆盘形状且其体积设定比最终形成的带边缘盘形零件的体积稍大。

在此状态下，一边驱动第2模具302回转，一边使第1模具301和辅助模具303同步下降。

因此，第1模具301通过毛坯10与第2模具302沿同一方向同步回转，由第2模具302和第1模具301的回转锻造作用，毛坯10被压扁。然后，其外圆周部逐渐地从模具的分界处向外圆周侧突出，突出的毛坯材料在到达成形辊4的表面后，由形成辊4上下分离，下方的毛坯材料在成形辊4和第模具302的第1边缘成形面32之间延伸，最终形成与成形辊4和成形表面34之间断面相同的第1边缘11。上方的毛坯材料从成形用主体部311和成形辊4的分界处，被挤压向上方(如图5的状态)。

这里，虽然辅助模具303的下端和成形用主体部311之间存在间隙，但在成形辊4一侧，由于辅助模具303的第2边缘成形面34与成形用主体部311的外圆周表面的母线在同一直线上沿续，故上述毛坯材料越过此间隙，顺利地到达第2边缘成形面34。此时，通过辅助模具303和毛坯材料内圆周表面的磨擦阻力，此辅助模具同毛坯材料一起开始沿同一方面回转。并且，上述毛坯材料沿第2成形面34向上方延伸，形成第2边缘12(图6)。

实施例2

实施例2是制造如图10所示的带边缘盘形零件的回转锻造装置的实施例。如图10所示，上述第2边缘12形成为其开口端为直径扩大的喇叭口形状。此外，上述第2边缘12的圆盘部2一侧为与第1边缘11具有相同直径的直筒形12a。

此实施例的回锻造装置具有与上述实施例1相同的构成。但此装置中，如图9所示，辅助模具303的第2边缘成形面34形成为向上方扩大直径的喇叭口状，并与上述第2边缘12的内圆周面一致。此外，成形辊4一侧的成形用主体部311的外圆周表面与上述直筒部12a的内圆周表面相同，第2边缘成形面34的成形辊4一侧的母线的下端与上述成形用主体部311的外圆周表面的成形辊一侧的母线延长线为同一直线。

还有，成形辊4的外圆周表面部分与第1边缘11的凸缘11a的端部到第2边缘12的直筒部12a这一范围内的外圆周表面一致。

使用此装置，与实施例1相同地压下毛坯10，则从模具分界处突出的毛坯材料由成形辊4上下分离，如图8所示，下方的毛坯材料在成形辊4和第2模具302的第1边缘成形面之间延伸，上方的毛坯材料被从成形用主体部311和成形辊4的分界部向上压出，并且，此上方的毛坯材料越过辅助模具303下端和成形用主体部311之间的间隙，到达第2边缘成形面34，然后，沿此成形表面以上方直径扩大的状态延伸，形成喇叭状的第2边缘12(图9)。

实施例3

实施例3是制造如图14所示的汽车轮的回转锻造装置。在车轮外侧平面部设有的凹凸形状的圆盘部2为与凹形轮缘110的底壁连成一体的形状，凹形轮缘110设在偏向边缘1外侧的位置。凹形轮缘110的底壁是指汽车轮中最小直径部分。

在这种情况下，如图11—图13所示，第2模具302的加压端31与圆盘部2的外侧平面部及圆盘部2的周缘部、外边缘114的内圆周表面及与之相连的凸缘14的外侧表面形状相同，凸缘14的成形部为其外周形成环形壁37的凹陷部。辅助模具303的第2边缘成形面34的上端连接有环形的弯曲断面部35。并且，从模具301的成形用主体311到辅助模具302的弯曲断面部35的形状与上述边缘1的内边缘113的内圆周表面及凸缘13的形状一致。

成形辊4形成其主体部下部与外边缘114的外圆周表面及凸缘14的内侧表面形状相同的第1成形部41，同时形成其主体部上部与凸缘13的内侧表面及和13相连的内边缘113的胎座部分外圆周表面形状相同的第2成形部42。此第2成形部42的形状也与凹形轮缘110底壁的外圆周表面一致。

用此装置成形边缘1时，如图11所示，使成形辊4与第2模具302的环形壁37上端以很小的间隙靠近，同时使其停止在其外圆表面与从凹形轮缘110的底壁部到外边缘114之间范围内的外圆表面一致的位置上。在此状态下，和实施例1相同地压下毛坯10，则从模具分界处毛坯材料呈环形向外突出，在到达成形辊4的表面后，上述毛坯材料上下分离，向下方的毛坯材料与成形辊4的第1成形部41和环形壁37围成的断面形状相一致，被加工成含有凸缘14的外边缘114(如图12所示)。此时由于毛坯材料的前端由环形壁37及成形辊4的下端阻塞，向下方的毛坯材料的流动被抑制，毛坯材料仅向上方流动。

另一方面，流向上方的毛坯材料从第1模具301的成形用主体部311和成形辊4上部的分界处沿轴线被压向上方，毛坯材料越过辅助模具303的下端和成形用主体部311的上端之间形成的间隙，在到达辅助模具303的第2边缘成形面34后，沿此表面以直径扩大的状态延伸，形成图13所示的以虚线表示的相当于边缘的部分121。

此后，在第1模具停下向下压的状态下，使形成辊4向上方移动(如图3中的双点划线)，由其第2成形部42及辅助模具303的弯曲断面部35将相当于内边缘部分121上端所定范围辊压成形，则这部分被辊压成凸缘13及与相连的胎座部分，内边缘113被加工成形。至此完成了边缘1的整体成形。

在本装置中，由于是在外圆周表面被约束的状态下进行圆盘部2的后半部分的成形加工，故可以正确地形成圆盘部2的外侧平面部的凹凸部。又由于相当于内边缘部分121的成形加工工序，和这部分的辊压成形工序中不用交换成形辊4，故可提高生产率。

本发明也可有下述的变化。

1、在实施例3的辊压加工加工可以使用不同于成形辊4的其它的旋压辊。

2、上述任何一个实施例中，虽然第1模具不是直接驱动的结构，但它可由直接驱动电机驱动，使第1模具301与第2模具302同步回转。此外，也可使辅助模具同步回转。

3、上述任何一个实施例中，都使用辅助模具303和第1模具301同步下降的方式，但只要毛坯材料可以从第1模具301的成形用主体部311的外圆周表面顺利移动到辅助模具303的成形用主体部，那么，将辅助模具保持在一定位置，只使第1模具301下降也是可以的。

Claims (8)

1、一种回转锻造装置，第1模具(301)的加压端面和第2模具(302)的加压端面相对，第2模具(302)的加压端面形成为与其轴线垂直，并且，使上述第1模具(301)的轴线与第2模具(302)的轴线呈倾斜状态，在上述第1模具(301)和第2模具(302)之间安装毛坯零件(10)，上述第1模具(301)和上述第2模具(302)边同步回转边互相靠近，压下毛坯零件(10)以成形圆盘部(2)，同时，从此压下区域突出的毛坯材料由位于模具分界处侧面、并配置于第1模具(301)倾斜一侧的成形辊(4)上下分离，从圆盘部(2)的周缘上下延伸成形边缘(1)，其特征在于：与第2模具(302)同轴地设置围绕第1模具(301)轴部的筒状辅助模具(303)，在成形辊(4)一侧，上述辅助模具(303)的成形用主体部的母线与第1模具(301)的成形用主体部(311)的母线在同一直线上沿续，第1模具(301)和辅助模具(302)并排在轴线方向。

2、如权利要求1记载的回转锻造装置，其特征在于：第1模具(301)的加压面整体上大致呈锥状，上述第1模具(301)的轴线倾斜方向一侧的加压端面的母线设成水平，第2模具(302)的加压面整体上大致呈水平面。

3、如权利要求2记载的回转锻造装置，其特征在于：第2模具(302)的加压端面为凹凸表面。

4、如权利要求1记载的回转锻造装置，其特征在于：辅助模具(303)的成形用主体部是朝上扩大直径的喇叭状。

5、如权利要求1记载的回转锻造装置，其特征在于：第2模具(302)的加压端面和成形用主体部的形状与汽车车轮辋圆盘部(2)的外侧平面及外边缘的内圆周表面、以及与此内圆周表面相连的凸缘的外侧表面形状一致，辅助模具(303)的主体部形成为与轮辋凹形轮缘内边缘侧的内圆周壁面一致的喇叭状成形面，使上述成形用主体部(311)的外圆周表面形状与凹形轮缘的底壁内圆周表面形状一致，在成形辊(4)的外圆周主体部上，形成形状与边缘(1)的外圆周表面上从凹形缘底壁部(轮辋最小直径处)到外边缘端部之间形状一致的第1成形部(41)。

6、如权利要求5记载的回转锻造装置，其特征在于：在与第2模具(302)的加压端面外周相连的凸缘成形部的外圆周上，形成高度等于凸缘壁厚的环形壁(37)，上述凸缘的成形部形成为凹状，并且，以成形辊(4)的下端面与上述环形壁的上端面接触或非常靠近的状态配置成形辊(4)。

7、如权利要求5或6记载的回转锻造装置，其特征在于：设置环状的弯曲断面部(35)，并使之与辅助模具的喇叭状边缘成形面的根部相连，且与轮辋内边缘的胎座及凸缘的内圆周表面形状一致。

8、如权利要求7记载的回转锻造装置，其特征在于：在与成形辊(4)的第1成形部(41)相对的一端，设置形状相同于从轮辋胎座到凸缘外圆周表面之间的形状的第2成形部(42)。

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