[發明專利]一種變壁厚筒體零件輥擠成型裝置

有效

• 申請號: 201310440820.8
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103495617A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 張治民;趙熹;張寶紅;薛勇;孟模
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C37/00
• 分類號: B21C37/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發明屬于金屬精密塑性成形技術，特別是涉及一種變壁厚筒體零件輥擠成型裝置。

背景技術

變壁厚筒形零件其材料大都采用高強度合金鋼，傳統的生產方式采用“壓型—沖孔—引伸”工藝形成直壁筒體，然后機械切削加工出不同的壁厚，材料利用率極低（40%），刀具消耗量大，生產成本高。此外，強力旋壓的方法亦可成形出該種零件，但是存在旋壓次數多，成產周期長，生產效率較低、旋壓后筒體從芯棒脫模困難等缺點。故無法滿足此零件該產品多品種、大批量生產的要求。

當前最好的辦法是對變壁厚筒形零件采用輥擠的成形技術，通過變內徑輥輪的輥壓實現筒體的壁厚減薄和軸向伸長，實現節材、節能和高效生產。輥擠工藝中為提高輥輪壽命，需要開設飛邊槽，然而坯料一般為高強度合金鋼，產生的飛邊采用機械加工的方法難以去除。二次輥擠的方法可以去除飛邊，然而輥擠成形為熱變形，飛邊部位溫度降低的很快，若采用兩次成形的方法，不但影響生產效率，而且會因為變形溫度不夠，造成飛邊部位難以去除，甚至產生折疊、斷裂等缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種變壁厚筒體零件輥擠成型裝置，使得零件能夠一次成型，并且生產效率高、缺陷少。

本發明所采用的技術方案是：一種變壁厚筒體零件輥擠成型裝置，該裝置由上下兩層輥擠機構組成，每層均包括一個主動輥輪、與通過錐齒輪與主動輥輪嚙合的兩個從動輥輪、復位裝置；復位裝置包括氣缸、齒條、活塞，在同層輥擠機構中，主動輥輪上的復位齒輪與齒條嚙合，齒條連接活塞，活塞安裝在氣缸上；兩層輥擠機構的每個輥輪圓周表面都開設有與變壁厚筒體外形相對應的型腔，上層輥擠機構在輥輪兩兩閉合部位開設有三個飛邊槽，下層輥擠機構三個輥輪旋轉60度后的兩兩閉合部位正對上層輥擠機構三個輥輪的兩兩閉合部位。

本發明的有益效果是：本發明裝置封裝了兩層輥擠機構，能夠一次成形出無飛邊的變壁厚筒形零件，能夠實現該零件的快速、精確成形；本發明的復合機構實現輥輪的自動精確復位，保證了生產的連續性。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是圖1的A-A視圖；

圖3是圖1的B-B視圖；

圖4是本發明復位裝置示意圖。

其中1、機架，2、上層輥擠機構，3、下層輥擠機構，4、上層復位裝置，5、下層服務裝置，6、上層輥輪閉合部位，7、下層輥輪中間部位，8、從動軸，9、從動輥輪，10、飛邊槽，11、主動軸，12、主動輥輪，13、錐齒輪，14、齒條，15、活塞，16、氣缸，17復位齒輪。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本發明裝置分為上下兩層，每層均包括輥輪、機架、復位裝置三個部分。其中上層輥擠機構在輥輪閉合部位開設三個飛邊槽，下層輥輪的中間部位正對上層輥輪的閉合部位（兩個輥輪相交的位置），下層輥擠機構的三個輥輪旋轉60度后兩兩閉合部位正對上層輥輪的閉合部位，上下層輥輪上下位置一一對應，上層輥擠機構的主動軸軸與下層輥擠機構的主動軸處于同一垂直面，上層輥擠機構的主動輥輪與下層輥擠機構的主動輥輪處于同一垂直面，上層輥擠機構的從動輥輪與下層輥擠機構的從動輥輪兩兩處于同一垂直面。在一次輥擠過程中，坯料在沖頭的帶動下連續通過兩層輥擠機構。通過上層機構（上層輥擠機構）時，三個輥輪在錐齒輪的作用下，同步向內旋轉實現對坯料的咬入。沖頭帶動坯料下移的過程中，利用上層機構的輥輪的輥壓作用可以實現坯料的軸向壓縮和徑向伸長，由于輥輪閉合的模腔與變壁厚筒形零件的外形完全相同并且在輥縫部位開設有飛邊槽，所以能夠成形出帶飛邊的變壁厚筒體零件；通過下層機構（下層輥擠機構）時，下層輥擠機構的三個輥輪正對坯料的飛邊部位。由于飛邊的存在，沖頭帶動坯料下移的過程中，擠壓變形繼續發生。而模腔沒有改變，變形只發生在飛邊部分，這樣飛邊就被推到坯料的底部，去除料頭就能夠得到無飛邊的變壁厚筒形零件。

如圖4所示，上下復位裝置主要由氣缸、齒條、復位齒輪組成。輥擠過程中，三個輥輪在錐齒輪的作用下同步被動向內旋轉，其中主動輪通過軸承帶動主動軸旋轉，主動軸帶動復位齒輪同步旋轉，并引起齒條的運動，推動活塞，向氣缸內充氣，實現氣體的壓縮。輥擠完成后，由于動力消失，氣缸內壓縮氣體推動齒條反向運動，帶動復位齒輪旋轉，實現主動輪的反向旋轉，被動輪通過錐齒輪連動同時反向旋轉。氣缸處于完全封閉狀態，所以齒條正反運動行程相同，能夠實現主動輪的精確復位。由于主動輪與被動輪之間采用一拖二的連接方式，能夠有效減小傳動的行程誤差，實現被動輪的精確復位。

本發明實現了零件的直接塑性成形，用精密塑性成形代替后續機械切削加工；簡化了工序和工藝過程，減少了后續機械加工設備，降低了生產成本；省去后續機械加工工序，可以有效提高材料利用率，達到曲線回轉外形厚壁筒體生產的高性能、高效率、低成本，可適合于多品種、變批量的新產品開發研制及批量生產。