CN1919491A - 单向连续辊锻精成形机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向连续辊锻精成形机，它把传统的辊锻和闭式模锻综合于一体，特别适合于大型轴对称件的精成形。它由锻辊、导轨圈、齿圈、凹模板框架、矩形导向套和导向轮组成。上下锻辊装在机架上，凸模装在锻辊上，凹模板装在凹模板框架中，在上锻辊的两端有导轨圈，在下锻辊的两端有齿圈，在凹模板框架两侧的上下方有导轨槽和齿条，导轨圈与导轨槽滑动配合，齿圈与齿条啮合，能分段叠折的凹模板框架是由导向轮传动，并在矩形导向套中滑动。当上下锻辊异向旋转时，齿圈带动齿条使凹模板同步向前移动，工件便在由凸模和凹模组成的闭合模腔中辊锻精成形。这就解决了辊锻不能精成形的问题，而且显著地提高了生产效率和能量利用率，并便于实现自动化。

Description

单向连续辊锻精成形机

技术领域：

本发明涉及连续局部塑性精成形的技术领域，是把辊锻和闭式模锻综合于一体，坯料能在单向连续运行中精成形，特别适合于轴对称件塑性精成形的单向连续辊锻精成形机。

背景技术：

在现代制造的塑性加工技术中辊锻占有重要的地位，由于在辊锻成形过程中工件沿轴向的长度不受约束，而且又无法控制前滑后移和温度等的影响，致使多年来一直认为辊锻至多能精制坯，不能精成形，本发明人的发明专利“辊压塑性精成形机”(ZL 95 1 09871.3)，如图8所示，在上锻辊83和下锻辊90的两端增加了齿圈88，在上锻辊与下锻辊之间增加了凹模板87，在凹模板两侧的上下两方对称的设有齿条89，齿圈与齿条啮合，上扇形凸模84、下扇形凸模85与凹模板87组成闭合模腔86，当上下锻辊异向旋转时，齿圈便带动齿条使凸模与凹模同步运动，坯料便在模腔中成形，这就解决了辊锻不能精成形的问题，但是每道工序结束后，下道工序必须使锻辊和凹模板反向运动，这不利于能量利用率的提高，特别是不能成形大锻件，此外，上下锻辊的水平距离调整困难，送料和工件顶出机构也不够完善等都是亟需解决的问题。

发明内容：

本发明为解决上述存在的问题，提出一种能单向连续运行的辊锻精成形机，以满足轴对称件，甚至大型件，对辊锻机提出的技术新要求，而且能提高生产效率、能量利用率、更便于实现自动化。

本发明上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种单向连续辊锻精成形机，由主机、传动系统、组合模板单向滑动装置、送料装置和工件顶出装置组成，主机的机架1固设在主机座18上，在机架1的上方分别设有左矩形窗口3和右矩形窗口13，上锻辊6的左轴承座4和右轴承座14是装在左右矩形窗口中，上锻辊6是装在左轴承座4和右轴承座14内，在机架1的下方设有左右轴承座29和16，下锻辊15是装在左右轴承座内，凹模板框架22的后上矩形导向套9是用固定压板57固定在机架上，后下矩形导向套10是对称的直接固定在机架上，前上矩形导向套55是用固定压板56固定在机架上，前下矩形导向套54是对称地直接固定在机架上，在上锻辊6的左右两端分别装有导轨圈5和12，在下锻辊15的左右两端分别装有左齿圈28和右齿圈17。

所述的传动系统是由电动机、齿轮、离合器、制动器和万向节组成，电动机41的旋转能量借助小皮带轮40、皮带39、大皮带轮38(兼做飞轮)、齿轮副37、36和齿轮副35、34经离合器33传至齿轮副31、42，齿轮31与下锻辊主轴30连接，齿轮42通过万向节43和44与上锻辊6的主轴连接，在工作时制动器32打开，离合器33合上，便将能量同时输至上锻辊6和下锻辊15，制动时将离合器33打开，制动器32合上即可制动。

所述的上锻辊6和下锻辊15的水平距离可以调节，调节时分别松开左调节螺杆2和右调节螺杆11，施力推动调节楔块45，待调整到预定高度时，将调节螺杆旋紧，并将轴承座限位板46固紧便可，在轴承座的上方装有安全臼47，调节螺杆的下端与安全臼中的脆性断裂板接触，当辊锻机过载时，脆性断裂板便被压坏，起到安全保护作用。

所述的组合模板单向滑动装置是由导向轮、凹模板框架和凹模板框架矩形导向套组成，导向轮的安装是左右对称的，后导向轮左轴承架48和前导向轮左轴承架51是固定在左机架上，在其中分别设有轴承50和53，前导向轮63和后导向轮59装在相应导向轮的轮轴52和49上，再装入轴承53和50中，在主机座18和下机座23之间的左右两侧固设有中导向轮左右轴承架21和20，左中导向轮的滑动轴承块60是装在轴承架20中，用压板62压紧，而且能上下自由滑动，在滑动轴承块60中装有轴承61，中左导向轮26的轮轴19是装在轴承中，在导向轮的外缘设有凸起的梯形燕尾；所述的凹模板框架的矩形导向套分前后两部分设在锻辊的前后两方，每一部分凹模板框架的矩形导向套是上下对称的，前上矩形导向套55是用固定压板56固定在机架上，后上矩形导向套9是用固定压板57固定在机架上，而且对称的前下矩形导向套54和后下矩形导向套10，也固定在机架上；凹模板框架22(25)是与矩形导向套滑动配合，凹模板框架22的上燕尾槽65与矩形上导向套9的下燕尾7滑动配合，凹模板框架22的下燕尾槽74与矩形下导向套10的上燕尾8滑动配合，上锻辊6的左右导轨圈5、12与凹模板框架上方的左右导轨槽72、73滑动配合，而且导轨圈与导轨槽上下之间留有间隙以供上锻辊6的上下调节，下锻辊15的左右齿圈28、17与凹模板框架下方左右齿条69、66互相啮合，齿条69是固定在燕尾槽70的底部，齿条66是固定在燕尾槽67的底部，燕尾槽70和67与导向轮21、63、59外缘的凸起燕尾滑动配合，当上下锻辊6和15异向旋转时，下锻辊的齿圈便带动凹模框架下方的齿条使凹模板框架在矩形导向套中向前滑动。

所述的送料机构是把坯料放入送料口68中，在凹模板框架22的推动下使坯料在送料辊58上滚入上锻辊6和下锻辊15的扇形凸模之间；所述的工件顶出装置是由顶出块、顶出块导向套、凸轮和齿轮组成，顶出装置64是固定在左右机架和主机座18上，在顶出装置64中装有顶块导向套75，在顶出块导向套75中装有顶出块76，它与75滑动配合，在76的上端装有顶出模77，为了平衡地把工件顶出，在顶出块的下端设有两套相同的凸轮机构，顶出块76的下端与凸轮78自由接触，凸轮78固装在凸轮轴79上，大齿轮80也装在79上，小齿轮82与大齿轮80和81相互啮合，小齿轮82与步进电机同轴，在顶出工件时，启动步进电机使顶出模上升，工件便从顶出口71顶出。

本发明的有益效果是：

设计新颖、结构简单、能量利用率和生产效率高、操作简便、易于实现自动化，功能好，不但能用于辊锻精成形，而且能辊锻成形大型工件，因此有良好的应用前景和市场前景。

1.由于设计了能与上下锻辊上的扇形凸模同步移动的凹模板，便解决了辊锻精成形的问题。

2.由于凹模板框架可以在矩形导向套中单向连续滑动，便提高了设备的精度，能锻辊大型工件，而且提高了能量利用率。

3.由于设计了自动送料和工件顶出装置，便提高了生产效率，而且易于实现自动化。

4.冲击和震动小、易于操作、无公害。

附图说明：

图1是本发明单向连续辊锻精成形机的传动系统和主视图。

图2是图1的A-A向视图。

图3是图1的侧视图。

图4是凹模板框架与凹模板框架矩形导向套的关系图。

图5是图4的A-A剖面图。

图6是工件顶出装置图。

图7是图6的A-A剖面图。

图1至图7中：1是机架，2是左调节螺杆，3是左矩形窗口，4是左轴承座，5是左导轨圈，6是上锻辊，7是上矩形导向套的燕尾，8是下矩形导向套的燕尾，9是后上矩形导向套，10是后下矩形导向套，11是右调节螺杆，12是右导轨圈，13是右矩形窗口，14是右轴承座，15是下锻辊，16是下锻辊右轴承座，17是右齿圈，18是主机座，19是中导向轮的轮轴，20是中左导向轮轴承架，21是中右导向轮，22是右凹模板框架，23是下机座，24是地基，25是左凹模板框架，26是中左导向轮，27是中左导向轮轴承架，28是左齿圈，29是下锻辊左轴承座，30是下锻辊主轴，31是齿轮，32是制动器，33是离合器，34，35是齿轮副，36，37是齿轮副，38是大皮带轮，39是皮带，40是小皮带轮，41是电动机，42是齿轮，43，44是万向节，45是调节楔块，46是轴承座限位板，47是安全臼，48是后导向轮左轴承架，49是后导向轮的轮轴，50是后导向轮左轴承，51是前导向轮左轴承架，52是前导向轮的轮轴，53是前导向轮左轴承，54是前下矩形导向套，55是前上矩形导向套，56，57是固定压板，58是送料辊，59是后左导向轮，60是中导向轮的滑动轴承块，61是轴承，62是压板，63是前左导向轮，64是顶出装置，65是燕尾槽，66是右齿条，67是右梯形燕尾槽，68是送料口，69是左齿条，70是左梯形燕尾槽，71是工件顶出口，72是左导轨槽，73是右导轨槽，74是燕尾槽，75是顶出块导向套，76是顶出块，77是顶出模，78是凸轮，79是凸轮轴，80、81是大齿轮，82是小齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对单向连续辊锻精成形机的具体结构作进一步的说明：

参阅图1和图2，机架1是固设在主机座18上，主机座18与下机座23是由中左(右)导向轮轴承架27(20)固定连接，主机座18和下机座23是固定在地基24上，在机架1左右两侧的上端对称的设有调节螺杆2(11)，在机架上方左右两侧对称的设有矩形轴承座窗口3(13)，在矩形窗口中对称的装有上锻辊轴承座4(14)，轴承座与矩形窗口上下滑动配合，在轴承座的上端对称的装有安全臼47，在轴承座的下端对称的装有调节楔块45，在机架左右两侧的下方对称的装有下锻辊轴承座29(16)，上锻辊6是装在轴承座4和14中，下锻辊15是装在轴承座29和16中，在上锻辊左右两侧装有导轨圈5和12，在下锻辊15左右两侧装有齿圈28和17，矩形导向套分前55、54和后9、10两部分，而且每部分上下对称的固定在机架的左右两侧。

参阅图1和图3，在机架的左右两侧对称的固定有导向轮轴承架51(48)，在轴承架上装有轴承53(50)，前导向轮63的轮轴52装在轴承53中，后导向轮59的轮轴49装在轴承50中，在导向轮轴52上左右对称的装有导向轮63，在导向轮轴49左右对称的装有导向轮59，中导向轮轴承架27(20)与中导向轮的滑动轴承块60滑动配合，在滑动轴承块上装有轴承61，中导向轮的轮轴19装在轴承中，中导向轮26左右对称的装在轮轴19上。

参阅图3、图4、图5、图6和图7，在凹模板上导套9上设有燕尾7，在下导套10上设有燕尾8，在凹模板框架22上下方对称的设有燕尾槽65和74，燕尾与燕尾槽滑动配合，凹模板框架25(22)在凹模板上导套9和下导套10中滑动，在凹模板框架的上方左右对称的设有导轨槽72和73，导轨槽与设在上锻辊6左右两端的导轨圈5和12滑动配合，在凹模板框架的下方左右对称的设有梯形燕尾槽70和67，在梯形燕尾槽的底部固定有齿条69和66，齿条69和66与设在下锻辊15两端的齿圈28和17啮合，梯形燕尾槽70和67与设在导向轮26、59和63外缘的凸起梯形燕尾配合，在导向套的后上方9开有送料口68，在其下方装有送料辊58，在凹模板导向套的前上方55开有工件顶出口71，在其下方也对称的开有顶出口，顶出口与顶出装置64对应，顶出装置64是固定在主机座18和左右机架上，顶出块导向套75是装在64中，顶出块76与导向套75滑动配合，在顶出块的上方装有顶出模77，在顶出块的下方与凸轮78自由接触，凸轮78和大齿轮80是装在凸轮轴79上，大齿轮80和81与小齿轮82啮合，小齿轮82装在步进电机的轴上。

参阅图1，电动机与小皮带轮40同轴，皮带39是装在小皮带轮40和大皮带轮38上，大皮带轮38与齿轮副37、36的齿轮37同轴，齿轮36与齿轮副35、34的齿轮35同轴，齿轮34与离合器33和制动器32连接，制动器是装在齿轮副31、42的齿轮31的轴上，齿轮31与下锻辊15的主轴30同轴，齿轮42通过万向节43、44和上锻辊6的主轴连接。

本发明单向连续辊锻精成形机工作原理是：

把坯料置入送料口68，打开制动器32，合上离合器33，动力通过齿轮副31、42使下锻辊15和上锻辊6同步异向旋转，设在下锻辊两端的齿圈28和17便通过设在凹模框架22(25)上的齿条69和66带动凹模板框架在矩形导向套中向前滑动，凹模板框架下面的梯形燕尾槽与导向轮26、59、63外缘的凸起梯形燕尾配合，同时切入后上下矩形导向套9和10中，并向前滑动，坯料便在凹模板框架22(25)中的凹模板上的凹模与装在上下锻辊6和15上的扇形凸模组成的模腔中辊锻成形，凹模板框架继续移入前上下矩形导向套55和54中，在一道辊锻工序结束时，打开离合器33，合上制动器32，凹模板便停在顶出装置64的位置，启动步进电机，顶出装置便将工件从工件出口71顶出。

应用本发明单向连续辊锻精成形机生产实例：

传统的辊锻工艺不能精成形，至多只能精制坯，专利“辊压塑性精成形机”虽然把辊锻和闭式模锻综合于一体，解决了辊锻精成形的问题，但是每道工序之间锻辊和凹模板都必须交替反向运动，这不利于生产效率和能量利用率的提高，而且上下锻辊的水平距离调节困难，送料和顶出机构也不完善，本发明的单向连续辊锻精成形机解决了上述的问题；下面结合图1、图3和图5说明在本发明的辊锻精成形机上精成形连杆的实施例，把上下扇形凸模分别装在上下锻辊6和15上，把凹模板装入凹模板框架22(25)中，把坯料置入送料口68，打开制动器32，合上离合器33，凹模板框架便在后上下矩形导向套9和10中向前滑动，坯料经送料辊58进入上下扇形凸模之间，便在上下凸模和凹模组成的闭合模腔中辊锻成形，同时继续滑向前上下矩形导向套55和54中，在一道工序结束时，打开离合器33合上制动器32，凹模板框架便停在顶出装置64所对应的位置，启动步进电机，顶出装置工作，从工件出口71顶出工件。

本发明的优异技术效果在于：

1.参阅图1和图2，主机架1的左右机架是固定在主机座18上，在左右机架的下方固设有轴承座29和16，下锻辊15是装在左右轴承座中，在左右机架的上方设有矩形窗口3和13，在矩形窗口中装有左右轴承座4和14，上锻辊6装在左右轴承座中，在左右机架上方设有调节螺杆2和11，在轴承座4的下方设有调节楔块45，松开左右调节螺杆2和11，使力推动45，当上锻辊调节到预定高度时，可旋紧调节螺杆和轴承座限位板46，在轴承座4的上方装有安全臼47，调节螺杆2与安全臼中的脆性断裂板接触，在辊锻机过载时，脆性板被压坏，起到安全保护作用。

2.参阅图1和图3，在机架1左右对称的固设有前、后、中导向轮，前导向轮左轴承架51和后导向轮左轴承架48分别固定在机架上，轴承53和50是固定在51和48上，前左导向轮63的轮轴52是装在轴承53中，后左导向轮59的轮轴49是装在轴承50中，中导向轮轴承架20是固定在主机座18和下机座23之间，中导向轮滑动轴承块60与轴承架20滑动配合，轴承61是固设在60上，中左导向轮26是固定在中导向轮的轮轴19上，轮轴19是装在轴承61中，在前、后、中导向轮的外缘设有凸起的梯形燕尾。

3.参阅图1、图3、图4和图5，在上锻辊6的两端装有导轨圈5和12，在下锻辊15两端装有齿圈28和17，在凹模板框架22、25上方的两侧有导轨槽72、73，导轨圈5、12与导轨槽72和73滑动配合，在凹模板框架22、25下方的两侧有梯形燕尾槽70、67，在燕尾槽的底部固定有齿条69和66，梯形燕尾槽70和67与导向轮26、59、63外缘凸起的梯形燕尾配合，左右齿圈28、17与齿条69、66啮合，凹模板框架25和22与矩形导向套9和10滑动配合。

4.参阅图1、图2和图3，上扇形凸模和下扇形凸模是分别装在上锻辊6和下锻辊15上，导向轮26、63、59支撑凹模板框架22(25)，凹模板是装在凹模板框架中，凹模板框架与矩形导向套9和10滑动配合，下锻辊15齿圈28、17的旋转带动凹模板框架的齿条69和66向前移动，坯料便在凸模和凹模板构成的模腔中辊锻成形。

5.参阅图1、图4、图5、图6和图7，在后上矩形导向套9的上方设有送料口68，在前上矩形导向套55的上方设有工件顶出口71，在后下矩形导向套10的下方设有送料辊58，在主机座的上方和左右机架上固定有顶出装置64，当工件由送料口置入经送料辊送至上凸模和下凸模之间进行辊锻，并随凹模板进入工件顶出口的相应位置时，辊锻机制动，顶出装置启动，将工件顶出。

6.参阅图3、图4、图6和图7，顶出装置64是固定在主机座18和左右机架上，由顶出块导向套、顶出块、凸轮和齿轮组成，顶出块导向套75是固设在顶出装置64中，顶出块76与顶出块导向套75滑动配合，在顶出块76的上面装有顶出模77，顶出块76的下面与凸轮78自由接触，凸轮78和齿轮80是装在凸轮轴79上，大齿轮80、81与小齿轮82啮合，小齿轮是装在步进电机的轴上，启动步进电机，顶出模77便可将工件由顶出口71顶出。

7.参阅图1，传动系统由电动机、小皮带轮、大皮带轮、齿轮副、离合器、制动器组成，打开制动器32，合上离合器33，上下锻辊6和15在齿轮副31、42的带动下，便异向旋转，打开离合器33，合上制动器32，锻辊便制动。

Claims (4)

1.一种单向连续辊锻精成形机，其特征在于它由主机、传动系统、组合模板单向滑动装置、送料装置和工件顶出装置组成，其主机包括机架(1)，上锻辊(6)和下锻辊(15)，凹模板框架(22)和(25)，矩形导向套(9)、(10)和(55)、(54)，导向轮(21)、(26)和(61)组成，扇形凸模是分别装在上锻辊和下锻辊上，凹模板是装在凹模板框架(22)和(25)中；其传动系统由电动机、齿轮、离合器和制动器组成，工作时把坯料置入送料口(68)，打开制动器(32)，合上离合器(33)，齿圈便借助齿条使凹模板框架在矩形导向套内向前滑动，同时借助送料辊(58)使坯料向前滚入上下扇形凸模之间，结束时打开离合器(33)，合上制动器(32)，启动步进电机，凸轮(78)便推动顶出模(77)把工件从顶出口(71)顶出；其组合模板单向滑动装置由矩形导向套分前后对称的两部分组成，而且各部分上下对称，后上矩形导向套(9)和后下矩形导向套(10)都固定在机架(1)的右侧，凹模板框架(22)与矩形导向套滑动配合，并在其中自由滑动；其送料装置是由设在上后矩形导向套(9)的送料口(68)和设在下后矩形导向套(10)上的一组送料辊(58)组成；其工件顶出装置(64)是固定在左右机架与主机座(18)上，在其中装有顶出块导向套(75)，在导向套(75)中装有顶出块(76)，(76)与(75)滑动配合，在顶出块(76)的上端装有顶出模(77)，顶出块下端与凸轮(78)接触，凸轮(78)是装在凸轮轴(79)上，前后两部分凸轮机构相同，在前后两个凸轮轴上装有大齿轮(80)和(81)，它们分别与小齿轮(82)啮合，小齿轮装在步进电机的轴上。

2.根据权利要求1所述的一种单向连续辊锻精成形机，其特征在于主机的下锻辊(15)是装在机架(1)下方的左右轴承座(29)和(16)中，在机架上方设有左右矩形窗口(3)和(13)，左右轴承座(4)和(14)是装在矩形窗口内，上锻辊(6)是装在左右轴承座中，松开左调节螺杆(2)和右调节螺杆(11)，施力推动调节楔块(45)便可调节上锻辊(6)的水平高度。

3.根据权利要求1所述的一种单向连续辊锻精成形机，其特征在于主机的上锻辊(6)的左右两端装有导轨圈(5)和(12)，在下锻辊(15)的左右两端装有齿圈(28)和(17)，在凹模板框架(22)和(25)的上方设有导轨槽(72)和(73)，在与它们对称的下方设有齿条(69)和(66)，导轨圈与导轨槽滑动配合，齿圈与齿条互相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种单向连续辊锻精成形机，其特征在于主机的导向轮是左右对称的，前导向轮(63)的轮轴(52)是装在轴承(53)中，轴承是固定在轴承架(51)中、后导向轮(59)的轮轴(49)是装在轴承(50)中，轴承是固定在轴承架(48)中，中导向轮(26)的轮轴(19)是装在轴承(61)中，轴承是固定在滑动轴承块(60)中，滑动轴承块与中导向轮轴承架(20)滑动配合，轴承架(20)是固定主机座(18)和下机座(23)之间，在左右凹模板框架(22)和(25)的下方设有梯形燕尾槽(70)和(67)，齿条(69)和(66)是固定在燕尾槽的底部，梯形燕尾槽与导向轮外缘的凸起梯形燕尾配合。

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