一种齿轨冲孔整形装置及齿轨冲孔整形工艺

摘要

一种齿轨冲孔整形装置及齿轨冲孔整形工艺，齿轨冲孔整形装置包括：整形组件、冲孔组件、顶出组件；冲孔组件紧固在整形组件的上模板上，顶出组件放置在整形组件的下模板和下模内；整个装置结构紧凑，使用方便，可防止齿轨在冲孔过程中变形，保证了齿轨的整体品质。本发明还提供了一种齿轨冲孔整形工艺，将传统的切边冲孔工序和热校正工序设计为切边工序和冲孔整形工序，在冲孔的同时完成齿轨的整形，实现了通过分散切边、冲孔力来减少齿轨变形的目的，工艺流程设计简单，操作方便，便于机械自动化生产，大大降低了生产成本，减轻了操作者的劳动强度。

说明书

技术领域

本发明属于锻造领域，涉及一种齿轨冲孔整形装置及齿轨冲孔整形工艺。

背景技术

齿轨，又叫销轨，广泛应用于煤机等行业，在使用中，多个齿轨通过销轴连接在齿轨座上后形成一组轨道，一组或者多组轨道铺在地面上后，煤机依靠驱动轮的齿部和齿轨的啮合齿啮合传递运动行走。齿轨生产作业条件复杂恶劣，在工作中会承受较大及不均匀的冲击载荷，且由于除销轴孔外其它部位不再进行机加工，所以在工作中对齿轨的强度、尺寸精度和形状都有较高的要求。

目前国内锻造生产齿轨的工艺是：在模锻锤或锻压机上通过卡压、预锻及终锻锻打成型，在压床或者液压机上切边冲孔，然后通过热校正工序来校正切边冲孔过程中产生的变形，而切边冲孔产生的残留飞边及毛刺则通过后续打磨修整。

这种加工工艺的不足之处是：（1）齿轨在切边冲孔中受到切边力和冲孔力的双重作用，因受力过大及受力不均导致各个啮合齿变形，这种变形随着模具的磨损会越来越严重，甚至通过后续热校正也无法修复，影响齿轨啮合功能，严重时导致使用过程中齿轨断齿；（2）因切边冲孔复合模具无导向，使齿轨和冲子之间有错位，导致切边冲孔后各个内孔尺寸及形状无法保证，且残留飞边及毛刺较大，不仅需要花费大量时间去打磨修整，严重时冲子会伤及啮合齿本体，导致整个齿轨报废；（3）因齿轨在切边冲孔模具中是不受约束状态且该工序是同时切边冲孔，受力较大会导致齿轨出现弯曲变形，随着模具的磨损，齿轨整体平面度将会越来越差，甚至通过后续热校正也无法修复，导致无法安装或使用时煤机振动大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轨冲孔整形装置及齿轨冲孔整形工艺。通过准确导向给齿轨施加预紧力，从而防止啮合齿在冲孔过程中变形；通过模具准确定位齿轨，并给冲子设计导向，使冲孔后内孔尺寸精度较好且形状规整，残留飞边及毛刺较小，并采用从上往下的冲孔方式，使因冲子磨损出现的冲孔毛刺不会影响齿轨的啮合功能；通过将传统的切边冲孔工序和热校正工序设计为切边工序和冲孔整形工序，分散切边力和冲孔力，减少齿轨变形量，并采用模具整形进一步修复齿轨的变形，保证齿轨整体平面度。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种齿轨冲孔整形装置，包括：整形组件、冲孔组件、顶出组件；其中，冲孔组件紧固在整形组件的上模板上，顶出组件放置在整形组件的下模板和下模内。

所述的整形组件，包括：下模板、下模、导柱、定位键、压板、上模板、上模、中间承击块、左右承击块、定位杆，下模板与设备上的台面连接，下模通过下定位键和压板固定在下模板上，导柱安装在下模上，上模板与设备上的滑块连接，上模通过上导柱和上导柱座连接在上模板上面，左右承击块和中间承击块紧固在上模板上，定位杆安装在下模板和上模板之间。

所述的冲孔组件，包括：冲子、紧固座、冲子固定板、氮气弹簧、上导柱、上导柱座、楔块；冲子紧固在紧固座上，紧固座通过冲子固定板固定在上模板上，氮气弹簧紧固在上模板上，上导柱和上导柱座连接后安装在上模板上，楔块放在下模内。 

所述的顶出组件，包括：顶出器和条板，顶出器放在下模内，条板放在下模板内。

本发明还提供一种齿轨冲孔整形工艺，将传统的切边冲孔工序和热校正工序设计为切边工序和冲孔整形工序，包括：

（Ⅰ）预紧，将切完飞边的齿轨放置在齿轨冲孔整形装置的下模2中，滑块带动上模板下落，上模在导柱的导向下与放在下模内的齿轨接触，随后氮气弹簧通过上模开始给齿轨施加预紧力；

（Ⅱ）冲料，随着滑块持续下滑，上模板带动冲子固定板、紧固座和冲子在上导柱的导向下冲掉齿轨内孔连皮，连皮掉在楔块上滑出。

（Ⅲ）整形，滑块继续下落，上模板带动左右承击块和中间承击块接触上模，并将设备力量通过上模传导给齿轨，最终将上模压紧在下模上，保压3~5秒后，完成齿轨整形。

（Ⅳ）卸料，滑块带动上模板上升，氮气弹簧释放压力压住上模开始卸料，使齿轨从冲子上脱离，随着上模板持续升高，氮气弹簧压力完全释放，上模在上导柱和上导柱座拉动下，离开下模。

（Ⅴ）顶出，随后下模板内的条板在设备顶出机构的作用下升高，通过顶出器将齿轨顶起，取走齿轨后顶出器回落，完成冲孔整形工序。

由于采用以上所述的技术方案，本发明可达到以下有益效果：

（1）本发明由于在装置中设计了预紧机构，使上模和下模在冲孔前压住齿轨，大大减少了齿轨的啮合齿在冲孔过程中的变形量。

（2）本发明由于在装置中设计了导向机构，使冲子能准确定位齿轨，使冲孔后齿轨内孔尺寸准确且形状规整，并大大减少冲孔过程产生的残留飞边及毛刺。

（3）本发明由于工艺设计为从上往下冲孔，使冲孔后产生的残留飞边及毛刺不会影响齿轨的啮合齿。

（4）本发明由于在装置中设计了整形机构，有效修复了切边过程导致的齿轨弯曲变形，保证了齿轨的整体平面度。

（5）本发明将传统的切边冲孔工序和热校正工序创新性的设计为切边工序和冲孔整形工序，在冲孔的同时完成齿轨的整形，实现了通过分散切边、冲孔力来减少齿轨变形的目的，装置结构新颖，工艺设计简单，操作方便，便于机械自动化生产，大大降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中齿轨结构示意图；

图2为本发明一种齿轨冲孔整形装置的结构剖面示意图；

图3为本发明一种齿轨冲孔整形装置的左视结构剖面示意图；

图4 为本发明齿轨冲孔整形工艺的示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，如图2~3所示：一种齿轨冲孔整形装置，包括：整形组件、冲孔组件、顶出组件。

所述的整形组件，包括：下模板1、下模2、导柱3、定位键4、压板8、上模板9、上模10、中间承击块11、左右承击块15、定位杆17，下模板1通过T形螺栓和键与设备上的台面C连接，下模2通过下定位键4和压板8固定在下模板1上，导柱3通过过盈配合安装在下模2上，上模板9通过T形螺栓和键与设备上的滑块D连接，上模10通过上导柱18和上导柱座19连接在上模板9上面，左右承击块15和中间承击块11通过螺钉紧固在上模板9上，定位杆17放置在下模板1的定位孔内用于支撑上模板9，便于将本装置安装在设备上，安装完后，定位杆17需要撤掉。

所述的冲孔组件，包括：冲子13、紧固座12、冲子固定板14、氮气弹簧16、上导柱18、上导柱座19、楔块7，冲子13通过螺钉紧固在紧固座12上，紧固座12通过冲子固定板14固定在上模板9上，氮气弹簧16通过螺钉紧固在上模板9上，用于提供预紧力和卸料力，楔块7放在下模2内，用于使冲掉的连皮滑出。 

所述的顶出组件，包括：顶出器5和条板6，顶出器5放在下模2内，条板6放在下模板1内。

如图4所示，本发明还公开了一种齿轨冲孔整形工艺，包括五个步骤，具体内容如下：

（Ⅰ）预紧，将切完飞边的齿轨放置在齿轨冲孔整形装置的下模2中，滑块D带动上模板9下落，上模10在导柱3的导向下与放在下模2内的齿轨接触，随后氮气弹簧16通过上模10开始给齿轨施加预紧力，防止齿轨在冲孔过程中出现变形。

（Ⅱ）冲料，随着滑块D持续下滑，上模板9带动冲子固定板14、紧固座12和冲子13在上导柱18的导向下冲掉齿轨内孔连皮，连皮掉在楔块7上滑出。

（Ⅲ）整形，滑块D继续下落，上模板9带动左右承击块15和中间承击块11接触上模10，并将设备力量通过上模10传导给齿轨，最终将上模10压紧在下模2上，保压3~5秒后，完成齿轨整形。

（Ⅳ）卸料，滑块D带动上模板9上升，氮气弹簧16释放压力压住上模10开始卸料，使齿轨从冲子13上脱离，随着上模板9持续升高，氮气弹簧16压力完全释放，上模10在上导柱18和上导柱座19拉动下，离开下模2。

（Ⅴ）顶出，随后下模板1内的条板6在设备顶出机构的作用下升高，通过顶出器5将齿轨顶起，取走齿轨后顶出器5回落，完成冲孔整形工序。