一种辊锻件长度超过辊锻机允许最大长度的辊锻工艺

摘要

本发明公开一种辊锻工艺，即一种超长轴类件分段辊锻的辊锻方法，包括：辊锻件长度超过辊锻机允许的辊锻件最大长度；第一道、第二道辊锻先使辊锻件的后半部分成形，即第一道使辊锻件的后半部分压扁，第二道使辊锻件后半部分压扁的部分辊圆；第三道、第四道再使前半部分成形，即第三道使辊锻件的前半部分压扁，第四道使第三道压扁的部分辊圆；第一道、第二道有效辊锻模安装在起始垫块之后；第三道、第四道有效辊锻模安装在起始位置上，以保证辊锻件先使后半部分变形再使前半部分变形。整个成形过程为两道次成形分四道次辊锻。本工艺用现有较小的辊锻机设备辊锻超长辊锻件，不需要再采购较大辊锻机以节约经济成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种辊锻件长度超过辊锻机允许的辊锻件最大长度的辊锻工艺，尤其是一种先成形辊锻件的后半部分，然后再成形辊锻件的前半部分，用于两道次成形四道次辊锻的分段成形辊锻工艺。

背景技术

随着锻造行业的迅速发展，辊锻是近几十年来发展起来的一种锻造新工艺。辊锻是坯料的延伸变形过程。坯料在高度方向经辊锻模压缩后，除一小部分金属横向流动而使坯料宽度略有增加外，大部分被压缩的的金属沿坯料的长度方向流动。被辊锻的毛坯横截面积减小，长度增加。由辊锻变形的特点可见，它适于减少坯料截面，如杆件的拔长。辊锻是一个逐步连续的变形过程。变形时，模具只与毛坯的一部分接触，所需变形力较小。辊锻是静压的变形过程，冲击、振动、噪音公害小，劳动条件好。

辊锻是锻造中一种新型工艺，属于回转压缩成型类。辊锻多用于延伸变形为主的锻造过程，除为模锻制坯外，对长轴类，板件类中某些锻件可实现终成形。因此在工业应用中，辊锻分为制坯和成型辊锻两类，而辊锻机是专门为辊锻工艺设计、制造的专用设备。该设备结构简单，易操作，若配备辊锻机械手及微机控制，可实现自动化生产，因此它比模锻具有较高的技术经济优势。凡是几何形状复杂，厚度差较大的模锻件，如连杆、前轴、履带等锻件，可采用初成形辊锻工艺，再配制小能力的模锻设备进行整形的成形方法。由这种工艺组成的生产线，在实践中表明，生产线投资少，生产效率高，锻件质量优良，技术经济效益十分显著。

一般制坯辊锻，辊锻件长度不超过辊锻机允许的最大值，辊锻件变形是从机械手夹持端由前向后逐步变形，不需要一部分一部分的辊锻。本发明的优点是这种辊锻工艺能使超过辊锻机要求的长度的轴类件能够在较小型号的辊锻机上完成辊锻制坯，这样有利于选择较低辊锻机吨位，从而节约经济成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种辊锻件长度超过辊锻机允许最大长度的辊锻方法。以解决上述问题。

本发明的目的是这样实现的，即第一道辊锻是后半部分压扁，先在第一道辊锻模中辊锻坯料后半部分，前半部分不变形；第二道辊锻是后半部分辊圆，把第一道压扁的部分在第二道中辊圆，前半部分不变形；第一道、第二道辊锻后的部分已经达到制坯的尺寸要求，在第三道、第四道辊锻过程中不参与变形；第三道辊锻是前半部分压扁，后半部分已经成形不参与变形，前半部分压扁变形部位如附图说明书中图3标号为31部位。第四道辊锻是前半部分辊圆，把第三道压扁的部分在第四道中辊圆，后半部分已经成形不参与变形。在整个辊锻过程中机械手的前后位置保持不变。

本发明的辊锻件长度，其特征在于用D370辊锻机辊锻时，D370辊锻机允许辊锻件最大长度570mm，本权利要求的辊锻件长度大于其允许值570mm；用D460辊锻机辊锻时，D460辊锻机允许辊锻件最大长度710mm，本权利要求的辊锻件长度大于其允许值710mm；用D560辊锻机辊锻时，D560辊锻机允许辊锻件最大长度870mm，本权利要求的辊锻件长度大于其允许值870mm；

附图说明

图1为四道辊锻模具安装在辊锻机上的示意图，虚线为辊锻机机体部分；

图2为机械手夹持辊锻件第一道辊锻刚刚咬入时位置图；

图3为经过图1的四道次辊锻后辊锻件的辊锻工步图；

图4为第一道辊锻模的前端处于两轧辊的中心线的位置图；

图5为第一道、第二道辊锻模垫块沿法向N-N方向的截面视图；

图6为第二道辊锻模的前端处于两轧辊的中心线的位置图；

图7为第三道辊锻模的前端处于两轧辊的中心线的位置图；

图8为第四道辊锻模的前端处于两轧辊的中心线的位置图；

具体实施方式

本发明的辊锻装置：包括第一道辊锻模具，第二道辊锻模具，第三道辊锻模具，第四道辊锻模具；本发明的四道辊锻模具可安装在D370、D460或D560辊锻机上，图1中的Z1和Z1′分别为辊锻机上、下轧辊；N1和N1′为第一道辊锻模具上、下辊锻模的内环、分别与辊锻机的轧辊Z1和Z1′配合；N2和N2′为第二道辊锻模具上、下辊锻模的内环、分别与辊锻机的轧辊Z1和Z1′配合；N3和N3′为第三道辊锻模具上、下辊锻模的内环、分别与辊锻机的轧辊Z1和Z1′配合；N4和N4′为第四道辊锻模具上、下辊锻模的内环、分别与辊锻机的轧辊Z1和Z1′配合。

四道辊锻模具安装

四道辊锻模具在辊锻机上的装配关系如图1所示，其中1和1′是辊锻机机体部分；2和2′是辊锻机与第一道辊锻模具之间的上、下垫块，是防止机械手送料时碰撞辊锻机的凸缘；3和3′是第一道辊锻模的上模和下模，其止口是安装在垫块2和2′的凹环里；4和4′是第二道辊锻模的上模和下模，其止口安装在第一道辊锻模3和3′的凹环里；5和5′是第三道辊锻模的上模和下模，其止口安装在第二道辊锻模4和4′的凹环里；6和6′是第四道辊锻模的上模和下模，其止口安装在第三道辊锻模5和5′的凹环里；第四道辊锻模6和6′的凹环是靠辊锻机的止推环固定在辊锻机上。

辊锻机、辊锻模具及机械手夹钳之间关系

图2是沿辊锻机轧辊的轴向视图，此位置为辊锻机刚刚咬入辊锻件时的位置图，图中32和32′分别为辊锻机的上轧辊和下轧辊，33和33′分别为辊锻上模和辊锻下模，34为辊锻坯料，35为机械手的夹钳口，36为机械手。在辊锻机辊锻过程中，图2为第一道辊锻；第二道辊锻是机械手夹持辊锻件沿轧辊的轴向方向横移80mm后、辊锻件和机械手一起再旋转90°进入第二道辊锻模进行辊锻；第三道辊锻是机械手夹持辊锻件沿轧辊的轴向方向横移80mm后、辊锻件和机械手一起再旋转90°进入第三道辊锻模进行辊锻；第四道辊锻是机械手夹持辊锻件沿轧辊的轴向方向横移80mm后、辊锻件和机械手一起再旋转90°进入第四道辊锻模进行辊锻。

图3是辊锻工步图，标号7为辊锻第一道，标号8为辊锻第二道，标号9为辊锻第三道，标号10为辊锻第四道；图中标号A为辊锻过程中机械手夹持端，标号B为辊锻件的变形端。本发明是在第一道和第二道使辊锻件的后半部分变形，前半部分31是在第三道和第四道变形。第一道为后端压扁，第二道为后端辊圆成型；第三道是前端压扁，第四道是前端辊圆成型。

图4是辊锻模第一道，即图1中3和3′所指的部分。第一道辊锻模分为三部分，前端部分的13和13′是垫块部分，其结构如图5，与辊锻锻件的前端A部分贴合，其主要作用是在第一道辊锻中起导向作用，而不是成型辊锻件。12和12′是第一道辊锻模的上、下模，主要作用是使第一道辊锻压扁变形。11和11′是第一道辊锻模的垫块，其主要作用是保证11、12、13三块模块的角度之和为175°，以保证辊锻模具装卡在辊锻机轧辊的两个键之间。由垫块代替模具，能降低模具制造成本；第一道辊锻下模的三块作用也是如此。

图5为图4、图6中的垫块13和13′、18和18′沿法线方向N-N向展开视图，标号41和41′是凹槽，其尺寸是与图3中标号为A的圆棒料尺寸相配备，起导向作用。

图6是辊锻模第二道，即图1中4和4′所指的部分。第二道辊锻模分为三部分，前端部分的18和18′是垫块部分，其结构如图5所示，与辊锻锻件的前端A部分贴合，其主要作用是在第二道辊锻中起导向作用，而不是成型辊锻件。17和17′是第二道辊锻模的上、下模，主要作用是第二道辊锻模将第一道辊锻的压扁件在此道辊锻模中辊锻成圆形，即第二道的作用是辊圆。16和16′是第二道辊锻模的垫块，其主要作用是保证16、17、18三块模块的角度之和为175°，以保证辊锻模具装卡在辊锻机轧辊的两个键之间。由垫块代替模具，其作用与第一道辊锻模相同；第二道辊锻下模与第二道辊锻上模对称，作用与上模相同。

图7是辊锻模第三道，即图1中5和5′所指的部分。第三道辊锻模分为两部分，前端部分的20和20′是有效辊锻模部分，主要是在第三道辊锻模中使标号为9的辊锻件中使标号31的部分压扁变形，而不是成型辊锻件。19和19′是第三道辊锻模的垫块，主要作用是使19和20的扇形模块之和为175°，以保证辊锻模具装卡在辊锻机轧辊的两个键之间。由垫块代替模具，其作用与第一、二道辊锻模相同；第三道辊锻模下模与第三道辊锻上模对称，下模作用与上模相同。

图8是辊锻模第四道，即图1中6和6′所指的部分。第四道辊锻模分为两部分，前端部分的23和23′是有效辊锻模部分，主要是在第四道辊锻模中图3中标号为10的辊锻件中使标号31的部分辊锻成圆形，即第四道的作用是辊圆。22和22′是第四道辊锻模的垫块，主要作用是使22和23的扇形模块之和为175°，以保证辊锻模具装卡在辊锻机轧辊的两个键之间。由垫块代替模具，其作用与第一、二、三道辊锻模相同；第四道辊锻模下模与第四道辊锻上模对称，下模作用与上模相同。

综合以上所述，本发明提供一种辊锻件长度超过辊锻机允许的辊锻件最大长度的辊锻工艺，与现有技术相比，本发明属于分段辊锻的辊锻工艺，即先辊后半部分，再辊前半部分，两道次成形分四道次辊锻的工艺。此工艺解决了在较小设备辊锻机上不能辊锻超长轴类件的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡以本发明权利要求所做的改变，都应属于本发明的涵盖范围。