[发明专利]径轴双向立式辗环机

说明书

技术领域：

本发明是问世多年的立式辗环机的创新和发展，它改变了昔日立式辗压机的结构，增加了轴向辗压功能，从而彻底解决了立式辗环中常出现的侧面毛刺和端面凹陷的锻造缺陷，提高了锻件质量，同时也简化了辗压轮的形状，使辗压轮模具实现通用化。属机械设计制造领域。 

背景技术：

辗环机被广泛应用在各种环件的大批量生产中，全世界年产量达数千万吨。目前国内外的所有各种立式辗环机只具有径向辗压功能，环件的扩孔过程中，环件两侧面的毛刺和端面凹陷，是常见又难免的缺陷。这就需要加大环件毛坯的轴向高度和后续的机加工费用，从而降低了材料利用率并提高了制造成本，此外，为了防止辗压时环件的轴向窜动及保证环件的高度，在主辗压轮上须设置相应的凹槽，不同的环件其主辗压轮上的槽宽、槽深也不同，企业常须备有大量不同槽形的主辗压轮，不仅增加了生产成本，而且频繁更换模具也影响了生产效率。。 

辗环机主要有立式辗环机和卧式辗环机两大类。前者常用于直径小于400毫米的中小型环件的生产；后者用于大型环件，现今的卧式辗环机构造复杂并已实现数控，它安置了体积庞大、结构复杂的的轴向辗压部件，它的上下两个锥形轧辊分别由直流调速电机经变速箱驱动，上轧辊用油缸拖动对环件端面施压，整个部件又借助液压伺服系统随环件直径扩大而沿径向导轨作跟踪运动。它虽较好地解决了大型环件端面凹陷和毛刺之类的缺陷，但结构复杂庞大、造价高昂，一台卧式辗环机的售价常为普通立式辗环机的十几倍、甚至数十倍。仅其轴向辗压部件的造价就超过了几台立式辗环机的总价，难以用到数量大得多的广泛使用的立式辗环机上，使数量巨大的中小型环件的有关问题长期无法解决。。 

昔日的各种规格的立式辗环机加工的环件直径一般都不超过400毫米，随着技术的发展和环件需求量的增长，现在设计制造的立式辗环机已能轧制直径达1200毫米的环件，由于其售价仅是卧式辗环机售价的零头，而受到大多数中小企业的欢迎。目前国内外的立式辗环机由于多种原因都没有设置轴向辗压部件，因此无法解决立式辗环机生产的环件的侧面毛刺和端面凹陷的惯性质量问题，对辗扩比大于5或直径大于500毫米的环件，为克服上述缺陷，常需采取多火加热、火间锻平端面 的措施，而且生产一种环件就须有一套专用模具。显然，这不仅影响了环件质量、提高了成本，而且降低了生产效率。 

发明内容：

本发明就是针对立式辗环机的上述不足，设计制造了一种径轴双向立式辗环机，它不同于卧式辗环机的庞大和复杂，其结构紧凑实用、且调整操作方便，实现了半自动化生产。在环件径向辗压(扩径)过程中，同时对环件的两端面进行连续地滚动轴向辗压，使用外形简单的通用型模具就能生产不同直径和高度的环件，而且消除了环件侧面毛刺和端面凹陷的缺陷，提高了环件的制造精度和产品质量，明显降低了立式辗环机生产环件的成本。 

本发明径轴双向立式辗环机的设计方案如下： 

机床的机械结构主要由床身部件A、信号轮部件B、轴向辗压部件C、径向辗压部件D和推力轮部件E组成。在床身部件A的工作台面上设置了有一定夹角的两条径向导轨，一条供径向辗压部件D进给使用，另一条供轴向辗压部件C进入或退出工作位置使用。径向辗压部件D与原立式辗环机类似，它们由电动机通过减速箱、万向轴带动主辗压轮转动，主辗压轮在油缸推动下沿床身上的一条径向导轨作下压运动，主辗压轮和芯辊构成一对轧辊，对环坯进行周而复始的径向辗压使环坯扩径，在推力辊部件和信号辊部件的协同作用下成形。轴向辗压部件上安装了一对用油路串联的两个油马达驱动的反向同速的锥形辗压轮，它们在油缸推动下，进入或退出工作位置，并在径向辗压部件对环件径向辗压扩径的同时，对环件的两侧端面实施连续的滚动轴向辗压，其终点位置可由电气开关设定，保证了环件的高度尺寸，并消除了侧面毛刺和端面凹陷。该对锥形辗压轮还起着环坯轴向定位的作用，防止环坯因主辗压轮无槽而轴向窜动，使辗环顺利进行。，此外，径向辗压的主辗压轮和轴向辗压的锥形辗压轮是各自独立驱动的，它们的转速所引起的环件外周线速度须相互一致，否则不仅会造成模具与环件表面的相对滑动而加速模具的磨损，而且两者会互相干扰，影响环件的几何精度，油马达传动的柔性和可调性，易于实现它与主辗压轮的相互协调。为提高工作效率，信号轮部件和推力轮部件的后部设有油缸，便于调整信号轮和推力轮的工作位置，以适应不同直径的环件，它们可用电气开关耒设定(也可用螺杆副手动调整它们的工作位置)。由于该机的各部件均由液压驱动，可方便地实现半自动化和自动化操作。