CN205056764U - 一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其包括旋压机上主轴、旋压机下主轴、圆形板料、加热喷枪和旋压轮，所述旋压机上主轴和旋压机下主轴用于夹持所述圆形板料，并带动其旋转；所述加热喷枪用于加热所述圆形板料的环形外缘，使其温度保持在奥氏体转变温度以上；所述旋压轮具有环形轧槽，其用于沿着所述圆形板料的径向进给，以挤压所述圆形板料的环形外缘。本实用新型利用加热喷枪和旋压轮的相互配合，提高了金属塑性，有利于金属流动，使得圆形板料在加热的同时实现环形边缘的逐步增厚，成形所需旋压机吨位小，旋压轮模具简单，不需要大型压力机及冲锻模具，减少了制造成本。
Description
技术领域
本实用新型属于圆形板料外缘增厚技术领域，更具体地，涉及一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置。
背景技术
随着机械、汽车等传统制造业的发展以及节能减排、轻量化生产的社会需求越来越高，不等厚零件在能满足定制化需求的同时节材节能，得到了越来越广泛的运用。例如薄辐板厚轮缘盘形件，其厚壁化的环形周壁便于铣出具有充分强度和齿厚零件；同时，由于其辐板壁薄，在制造时还能有效节省材料、减轻零件重量，特别适合于制造汽车零部件，如发动机驱动圆盘等。
目前，圆形板料局部增厚的方式主要有两种。一种是板料冲锻复合成形，如李雪松等研究了汽车离合器衬套的冲锻成形工艺，其通过改变模具形状，增加聚料工序，减小最终的冲锻成形载荷，在冲出底部中心孔的同时使孔外侧边缘厚度增大；夏巨谌等开发了一种飞轮盘温冲锻成形技术，其采用正向拉深、然后将底部反向拉深、冲孔并翻孔，最后对反向拉深和翻孔区的金属进行斜面型腔锻造增厚，以期得到增厚的侧壁。另一种是旋压成形，如夏琴香等开发了一种侧壁增厚多楔带轮的旋压成形工艺，其将拉深件通过预成形、腰鼓成形、增厚及整形四个工步旋压成形为多楔带轮；又如CN201010518349.6公开的一种圆形板料环形外缘增厚方法，该方法为圆形板料多道次旋压增厚成形薄辐板厚轮缘盘形件的新工艺。
根据上述现有技术可以看到，冲锻复合成形工艺的模具结构复杂，且往往受到零件结构和模具载荷的限制而难以做到单工序整体成形不等厚零件；而目前的旋压成形虽然减小了所需成形力和设备吨位，但仍需多道次工序才能达到板件局部增厚需求。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其中结合圆形板料环形外缘自身的特点，利用加热喷枪提高金属塑性，利于金属流动成形的优势，解决现有圆形板料局部增厚存在的成形力大，成形道次过多的问题，适用于飞轮齿圈制坯，皮带盘制坯等圆盘形或环形零件的外缘增厚。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，包括旋压机上主轴、旋压机下主轴、圆形板料、加热喷枪和旋压轮，所述旋压机上主轴和旋压机下主轴用于夹持所述圆形板料，并带动其旋转；所述加热喷枪用于加热所述圆形板料的环形外缘，使其温度保持在奥氏体转变温度以上；所述旋压轮具有环形轧槽，其用于沿着所述圆形板料的径向进给，以挤压所述圆形板料的环形外缘。
作为进一步优选的，所述加热喷枪的个数为两个。
作为进一步优选的，所述旋压轮的进给速度为180mm/min～300mm/min。
作为进一步优选的，所述旋压机上主轴和旋压机下主轴的转速为250rpm～500rpm。
作为进一步优选的，所述加热旋压增厚装置还设置有用于对所述圆形板料环形外缘进行温度检测的红外线测温仪。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本实用新型利用加热喷枪和旋压轮的相互配合，使得圆形板料在加热的同时实现环形边缘的逐步增厚，提高了金属塑性，有利于金属流动，成形力小，可以将单道次增厚比提高到2.5以上，且成品强度高，质量好，解决了现有圆形板料局部增厚存在的成形力大，成形道次过多的问题，可用于飞轮齿圈制坯，皮带盘制坯等圆盘形或环形零件的外缘增厚。
2.采用本实用新型制造飞轮盘时可将齿圈坯料与连接盘整体成形，然后通过机械加工或者轧齿成形齿圈，相比齿圈和连接盘的焊接成形而言产品强度高，质量稳定；此外，本实用新型所需旋压机吨位小，旋压轮模具简单，不需要大型压力机及冲锻模具，减少了制造成本和模具摆放空间。
附图说明
图1是圆形板料示意图；
图2是本实用新型的成形原理图；
图3(a)～3(b)是本实用新型圆形板料外径为D1时的实施例图；
图4(a)～4(b)是本实用新型圆形板料外径为D2时的实施例图；
图5(a)～5(b)是本实用新型圆形板料外径为D3时的实施例图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图2所示，本实用新型的一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其包括旋压机上主轴1、旋压机下主轴3、圆形板料2、加热喷枪4和旋压轮6，旋压机上主轴1和旋压机下主轴3用于夹持圆形板料2，并带动其旋转；加热喷枪4用于加热圆形板料2的环形外缘，使其温度保持在奥氏体转变温度以上；旋压轮6具有环形轧槽，用于沿着圆形板料2的径向进给，以挤压圆形板料的环形外缘。
更为具体的，加热喷枪4的个数为两个，用于加热圆形板料2的上下两个端面，旋压轮6的进给速度为180mm/min～300mm/min，旋压机上主轴1和旋压机下主轴3的转速为250rpm～500rpm。此外，本实用新型的加热旋压增厚装置还设置有用于对圆形板料2环形外缘进行温度检测的红外线测温仪。
下面将详细说明本实用新型的圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置的具体操作过程，其具体包括以下步骤(本实施例采用的圆形板料如图1所示，厚度t0＝2～3mm，外径D<500mm，内径d<100mm)：
1)将待增厚的圆形板料2置于旋压机的下主轴3上，上主轴1下行，与下主轴3一起将圆形板料2夹紧，保持圆形板料2的中心线与上主轴1和下主轴3的中心线重合，将加热喷枪4和具有环形轧槽的旋压轮6置于旋压起点处，圆形板料2的环形外缘位于旋压轮6的环形轧槽内，加热喷枪4、圆形板料2及旋压轮6互不干涉；
2)启动旋压机，使圆形板料2随旋压机的上主轴1和下主轴3旋转，然后利用一对加热喷枪4同时加热圆形板料2环形外缘的上下端面，同时结合红外线测温仪对圆形板料2环形外缘进行温度检测，保证环形外缘温度保持在奥氏体转变温度Ac3以上；
3)随后控制具有环形轧槽的旋压轮6使其沿旋转的圆形板料2径向进给挤压圆形板料的环形外缘使其充填环形轧槽实现增厚，旋压轮在摩擦力作用下绕自身主轴被动旋转；与此同时，加热喷枪4也沿着圆形板料2径向移动，加热不断增厚的圆形板料环形外缘，保证其温度始终在奥氏体转变温度Ac3以上，进而便于旋压增厚过程的稳定进行，其中，加热喷枪的移动速度为180mm/min～300mm/min；
4)当旋压轮6的外缘与旋压机上主轴1、下主轴3的外缘接触时，旋压轮6退出，上主轴1和下主轴3停止转动，加热喷枪4停止加热，完成整个旋压增厚过程。
通过上述具体步骤可以看出，圆板外缘的增厚形状和尺寸由旋压轮环形轧槽形状控制，轧槽与板料的接触面为圆弧面，这样可以避免旋压时旋压轮对锻件表面造成啃伤，有利于提高工件表面的光洁程度；轧槽开口宽度由中心向边缘增大，随着旋压轮的进给，圆形板料外缘会不断增厚，直至增厚至该条件下的极限厚度。
下面以如图3(a)～5(b)所示圆形板料环形外缘加热旋压增厚过程为例，说明本实用新型的参数设计。
本实施例的圆形板料2材料为35号钢，原始厚度t0＝2.5mm，内径d＝64mm，外径有大小不同的三种，分别为D1＝392mm，D2＝402mm和D3＝412mm；旋压轮6环形轧槽圆角半径R＝2.5mm，下表面与水平方向夹角a＝3°。
加热参数：一对加热喷枪4对旋转的圆形板料2外缘的上下端面进行加热，为了获得较高塑性，同时得到理想的显微组织，用红外线测温仪进行温度检测确保加热区域温度控制在850℃左右。
旋压增厚参数：加热旋压增厚时，旋压轮6和加热喷枪4的径向进给速度为240mm/min，旋压机主轴转速为480rpm。
成形结束后，如图3(b)所示,当圆形板料外径D1＝392mm时，材料稳定增厚但并未充满旋压轮轧槽，最大增厚厚度为t1＝6.76mm；如图4(b)所示,当圆形板料外径D2＝402mm时，材料稳定增厚且基本充满旋压轮轧槽，最大增厚厚度为t2＝7.03mm；如图5(b)所示,当圆形板料外径D3＝412mm时，材料出现了堆积，增厚部位产生了折叠，不符合工件要求。故本例中圆形板料外缘最大增厚厚度为7.03mm，增厚比为2.8。
上述实施例仅列举了一组旋轮轧槽参数下的圆形板料外缘增厚极限，对于其他旋轮轧槽参数下的圆板外缘增厚极限值也可由相同的实验方法获得。因此，本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，包括旋压机上主轴(1)、旋压机下主轴(3)、圆形板料(2)、加热喷枪(4)和旋压轮(6)，所述旋压机上主轴(1)和旋压机下主轴(3)用于夹持所述圆形板料(2)，并带动其旋转；所述加热喷枪(4)用于加热所述圆形板料(2)的环形外缘，使其温度保持在奥氏体转变温度以上；所述旋压轮(6)具有环形轧槽，其用于沿着所述圆形板料(2)的径向进给，以挤压所述圆形板料的环形外缘。
2.如权利要求1所述的圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，所述加热喷枪(4)的个数为两个。
3.如权利要求1或2所述的圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，所述旋压轮(6)的进给速度为180mm/min～300mm/min。
4.如权利要求3所述的圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，所述旋压机上主轴(1)和旋压机下主轴(3)的转速为250rpm～500rpm。
5.如权利要求4所述的圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其特征在于，所述加热旋压增厚装置还设置有用于对所述圆形板料(2)环形外缘进行温度检测的红外线测温仪。
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|---|---|---|---|---|
| CN106363114A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-02-01 | 贵州航天新力铸锻有限责任公司 | 镍基合金盘形环件的成型制造方法 |
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2015
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