CN114653748B - 一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，其在第一道次轧制时，控制两组斜轧辊组同步向坯料的两端移动轧制，并将坯料基本轧制成形，这使得轧制得到的阶梯轴的两端形状及性能的一致性较好；而且斜轧辊由圆柱部和圆台部组成，再通过往复的二道次轧制和三道次轧制后，轧制得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴。

Description

一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法
技术领域
本发明涉及轴类件的斜轧方法，尤其涉及一种具有对称直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法。
背景技术
斜轧是指轧件在旋转方向相同、纵轴线相互交叉(或倾斜)的两个或三个轧辊之间沿自身轴线边旋转、边变形、边前进的轧制。其中应用较多的是三辊斜轧技术，主要用于空心长轴件的轧制成形，其具有轧制力小、模具通用性强、设备制造成本低等优点。但是三辊斜轧工艺由于轧辊形状的限制，轧辊头部成形区无法加工出直角台阶的阶梯轴，导致阶梯轴的台阶处需要进行二次机械加工，造成了材料的浪费；而且由于目前三辊斜轧轴类件自身工艺的限制（即从轧件的一端开始到另一端结束），导致轧制出的轴类件两端的外部形状和性能存在差别，且轴类件表面的材料会在成形过程中发生回流，大大降低了轴类件的成形精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，其可轧制出具有对称阶梯段的阶梯轴，且轧制得到的阶梯轴的两端形状及性能的一致性较好，且成品的成形精度好。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，包括以下具体步骤：
（1）、取圆柱形的坯料加热，然后将坯料进行楔横轧，在坯料的正中部轧制出环形的凹槽段；
（2）、在三辊斜轧机中设置两组相对设置的斜轧辊组，斜轧辊由圆柱部和圆台部组成，且两组斜轧辊组的圆柱部相对；
（3）、将带有凹槽段的坯料安装在上述三辊斜轧机中，两组斜轧辊组的初始位置位于坯料的凹槽段，然后控制坯料自转、两组斜轧辊组同向旋转并以相同的轴向速度分别向坯料的两端移动，同时控制两组斜轧辊组同步径向移动，完成对坯料的第一道次轧制，轧制出带有偶数个对称阶梯段的阶梯轴半成品，其中阶梯段的外端部为直角台阶；
（4）、控制两组斜轧辊组回到初始位置；
（5）、依次牵引阶梯轴半成品向右和向左移动，并通过其中一组斜轧辊组对阶梯轴半成品进行轧制，得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴成品。
进一步地，所述的步骤（5）的具体方法为：
（5-1）、牵引阶梯轴半成品先向左移动，控制位于左侧的斜轧辊组径向移动，将位于右半部分的阶梯段的左端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向右移动，位于左侧的斜轧辊组对阶梯轴半成品进行二道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行一次精整；
（5-2）、牵引阶梯轴半成品向左移动，使两组斜轧辊组回到初始位置；
（5-3）、再次牵引阶梯轴半成品先向右移动，控制位于右侧的斜轧辊组径向移动，将位于左半部分的阶梯段的右端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向左移动，位于右侧的斜轧辊组对阶梯轴半成品进行三道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行二次精整，得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴成品。
与现有技术相比，本发明的优点是由于在第一道次轧制时，控制两组斜轧辊组同步向坯料的两端移动轧制，并将坯料基本轧制成形，这使得轧制得到的阶梯轴的两端形状及性能的一致性较好；而且斜轧辊由圆柱部和圆台部组成，再通过往复的二道次轧制和三道次轧制后，可轧制得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴；此外，通过对阶梯轴的二道次轧制和三道次轧制后还可对阶梯轴的表面进行精整，大大降低第一道次轧制过程中因材料回流对轧件尺寸精度的影响，使得成品的成形精度好。
附图说明
图1为本发明步骤（1）的坯料状态图；
图2为本发明将坯料装到三辊斜轧机内后的初始状态图；
图3为本发明对坯料进行第一道次轧制后的状态图；
图4为本发明对坯料进行第二道次轧制前的状态图；
图5为本发明对坯料进行第二道次轧制的状态图；
图6为本发明对坯料进行第三道次轧制前的状态图；
图7为本发明对坯料进行第三道次轧制的状态图；
图8为本发明轧制得到的直角阶梯轴的成品图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，包括以下具体步骤：
（1）、取圆柱形的坯料1加热到950℃～1250℃，然后将坯料1进行楔横轧，在坯料1的正中部轧制出环形的凹槽段11，如图1所示；
（2）、在三辊斜轧机中设置两组相对设置的斜轧辊组2、3，斜轧辊组2、3中的斜轧辊由圆柱部21和圆台部22组成，且两组斜轧辊组2、3的圆柱部21相对；
（3）、将带有凹槽段11的坯料1安装在上述三辊斜轧机中，两组斜轧辊组2、3的初始位置位于坯料1的凹槽段11，如图2所示，然后控制坯料1自转、两组斜轧辊组2、3同向旋转并以相同的轴向速度分别向坯料1的两端移动，同时控制两组斜轧辊组2、3同步径向移动，完成对坯料1的第一道次轧制，轧制出带有两个对称阶梯段12、13的阶梯轴半成品，其中阶梯段12、13的外端部为直角台阶，如图3所示；
（4）、控制两组斜轧辊组2、3回到初始位置，如图4所示；
（5-1）、通过牵引系统牵引阶梯轴半成品先向左移动，同时控制位于左侧的斜轧辊组2径向移动，右侧的斜轧辊组3不工作，通过左侧的斜轧辊组2的圆柱部21将位于右半部分的阶梯段13的左端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向右移动，位于左侧的斜轧辊组2对阶梯轴半成品进行二道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行一次精整，如图5所示；
（5-2）、牵引阶梯轴半成品向左移动，使两组斜轧辊组2、3回到初始位置，如图6所示；
（5-3）、再次牵引阶梯轴半成品先向右移动，控制位于右侧的斜轧辊组3径向移动，左侧的斜轧辊组2不工作，通过右侧的斜轧辊组3的圆柱部21将位于左半部分的阶梯段12的右端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向左移动，位于右侧的斜轧辊组3对阶梯轴半成品进行三道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行二次精整，如图7所示，最终得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴成品，如图8所示。
上述实施例中，牵引系统由直线驱动机构和夹具组成，直线驱动机构可采用液压缸、气缸或者电动推杆等，斜轧辊组2、3的轴向移动也可通过现有的直线驱动机构来实现。此外，通过本方法可轧制具有偶数个对称直角阶梯段的阶梯轴，如四个或六个直角阶梯段等。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，其保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，其特征在于包括以下具体步骤：
（1）、取圆柱形的坯料加热，然后将坯料进行楔横轧，在坯料的正中部轧制出环形的凹槽段；
（2）、在三辊斜轧机中设置两组相对设置的斜轧辊组，斜轧辊由圆柱部和圆台部组成，且两组斜轧辊组的圆柱部相对；
（3）、将带有凹槽段的坯料安装在上述三辊斜轧机中，两组斜轧辊组的初始位置位于坯料的凹槽段，然后控制坯料自转、两组斜轧辊组同向旋转并以相同的轴向速度分别向坯料的两端移动，同时控制两组斜轧辊组同步径向移动，完成对坯料的第一道次轧制，轧制出带有偶数个对称阶梯段的阶梯轴半成品，其中阶梯段的外端部为直角台阶；
（4）、控制两组斜轧辊组回到初始位置；
（5）、依次牵引阶梯轴半成品向右和向左移动，并通过其中一组斜轧辊组对阶梯轴半成品进行轧制，得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴成品。
2.如权利要求1所述的一种直角阶梯轴的三辊斜轧成形方法，其特征在于：所述的步骤（5）的具体方法为：
（5-1）、牵引阶梯轴半成品先向左移动，控制位于左侧的斜轧辊组径向移动，将位于右半部分的阶梯段的左端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向右移动，位于左侧的斜轧辊组对阶梯轴半成品进行二道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行一次精整；
（5-2）、牵引阶梯轴半成品向左移动，使两组斜轧辊组回到初始位置；
（5-3）、再次牵引阶梯轴半成品先向右移动，控制位于右侧的斜轧辊组径向移动，将位于左半部分的阶梯段的右端部轧制成直角台阶，然后再牵引阶梯轴半成品向左移动，位于右侧的斜轧辊组对阶梯轴半成品进行三道次轧制，以对阶梯轴半成品的表面进行二次精整，得到具有对称直角阶梯段的阶梯轴成品。
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