[發明專利]一種與棒料純滾動接觸的低應力下料模具及方法

有效

• 申請號: 202011392928.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112588937B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張立軍;徐嘉怡;周強;房紹偉;楊寧;張德瀟;郭偉健;傅術林;孫旭東;陶繼紹;楊博涵;王杭
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B21D28/14
• 分類號: B21D28/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種與棒料純滾動接觸的低應力下料模具及方法，屬于低應力精密下料技術領域。本發明在現有下料模具基礎上進行結構的優化設計，通過在現有錘頭滑塊內設置自轉減磨錘頭，從而將棒料表面與下料模具之間的滑動摩擦接觸轉化為純滾動接觸，極大減小甚至消除棒料與下料模具之間的摩擦磨損，顯著提高了下料機的使用性能與壽命，同時也極大提升了棒料的表面質量。其中，自轉減磨錘頭包括與軸承內圈過盈配合的內錘頭，內錘頭通過聯軸器與內錘頭電機相連，內錘頭電機的內錘頭電機座固定安裝在錘頭滑塊內腔，錘頭滑塊下端通過連桿與軸頭連接，主軸與棒料的軸線重合。

技術領域

本發明涉及一種與棒料純滾動接觸的低應力下料模具及方法，屬于低應力精密下料技術領域。

背景技術

低應力下料是將裂紋技術應用于棒材下料中，先人為在棒材表面上預制一條環向裂紋，然后對帶有環向裂紋的棒材施加一定外力，使其以低應力脆斷的形式動態分離。低應力彎曲斷裂下料被公認為是未來最有發展潛力的精密下料方法，它充分利用環向V型槽的缺口效應和彎曲效應，實現材料在低應力水平下的脆斷，獲得無幾何畸變、斷口垂直平整、無需倒角的毛坯。目前學者們已就低應力彎曲下料技術從應力集中、機構設計、斷口形貌等方面進行了一些研究。但低應力彎曲下料的材料分離機理、高效精密實現方法和質量評價標準等關鍵核心技術仍未突破，因而提高產品精度和生產效率，降低能耗以及減少污染等的綜合目標也未能真正實現。為加快振興我國裝備制造業發展，研究高效、高品質、節能、環境友好型金屬材料近凈成形下料新技術及材料分離機理勢在必行。

參考附圖1、附圖2所示，現有技術中的基于液壓補償的低應力下料機主要包括變頻電機100、液壓傳動系統200、雙滑塊機構300、下料模具400、可移動夾持機構500和機架600，下料模具400是下料機的主要磨損部件，很大程度上決定了下料機的使用性能與壽命，主要包括軸頭700、錘頭滑塊800和軸承900，并且軸承900內圈與棒料表面接觸。下料過程中，將開有V型槽的棒料一端放入下料模具400的軸承900內，另一端固定在可移動夾持機構500中，變頻電機100通過液壓傳動系統200、雙滑塊機構300帶動下料模具400進行旋轉；因下料機主軸轉速較高，較小的質量和旋轉半徑即可產生較大的離心力，并通過軸承900作用于棒料，從而在棒料V型槽尖端產生裂紋，通過控制加載力，V型槽尖端裂紋萌生后會迅速地沿著徑向擴展，最終完全斷裂，實現下料。申請人通過以往的大量下料試驗發現，棒料與下料模具400之間摩擦副的摩擦劇烈導致棒料磨損嚴重，其主要原因是在下料過程中棒料表面與下料模具400的軸承900內圈一直在發生滑動摩擦，使得棒料表面與軸承900內圈接觸面都產生較大磨損，且棒料表面磨損更加嚴重。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供了一種與棒料純滾動接觸的低應力下料模具及方法，極大減小甚至消除了棒料與下料模具之間的摩擦磨損，顯著提高了下料機的使用性能與壽命，同時也極大提升了棒料的表面質量。其采用的技術方案如下：

本發明提供一種與棒料純滾動接觸的低應力下料模具，包括錘頭滑塊、設置于錘頭滑塊內的軸承、與錘頭滑塊滑動連接的軸頭，所述軸頭與主軸固定連接，其特征在于，還包括設置于所述錘頭滑塊內部的自轉減磨錘頭，所述自轉減磨錘頭包括與軸承內圈過盈配合的內錘頭，所述內錘頭通過聯軸器與內錘頭電機相連，所述內錘頭電機的內錘頭電機座固定安裝在所述錘頭滑塊內腔，所述錘頭滑塊下端通過連桿與軸頭連接，所述主軸與棒料的軸線重合，所述軸頭、主軸和連桿用于控制錘頭滑塊相對棒料做偏心圓轉動，所述內錘頭電機通過聯軸器帶動所述內錘頭相對于頭滑塊進行反向自轉。

優選的，所述內錘頭內表面開設有多個等間距分布的環形槽，在所述環形槽內嵌入一定量的潤滑油，用于棒料與內錘頭的潤滑與冷卻，同時降低二者接觸時的磨損。

優選的，所述連桿包括與所述錘頭滑塊鉸接的橫桿以及與所述軸頭鉸接的豎桿，并且所述橫桿與所述豎桿鉸接在一起。