[发明专利]一种变壁厚筒体零件辊挤成型装置

说明书

技术领域

本发明属于金属精密塑性成形技术，特别是涉及一种变壁厚筒体零件辊挤成型装置。

背景技术

变壁厚筒形零件其材料大都采用高强度合金钢，传统的生产方式采用“压型—冲孔—引伸”工艺形成直壁筒体，然后机械切削加工出不同的壁厚，材料利用率极低（40%），刀具消耗量大，生产成本高。此外，强力旋压的方法亦可成形出该种零件，但是存在旋压次数多，成产周期长，生产效率较低、旋压后筒体从芯棒脱模困难等缺点。故无法满足此零件该产品多品种、大批量生产的要求。

当前最好的办法是对变壁厚筒形零件采用辊挤的成形技术，通过变内径辊轮的辊压实现筒体的壁厚减薄和轴向伸长，实现节材、节能和高效生产。辊挤工艺中为提高辊轮寿命，需要开设飞边槽，然而坯料一般为高强度合金钢，产生的飞边采用机械加工的方法难以去除。二次辊挤的方法可以去除飞边，然而辊挤成形为热变形，飞边部位温度降低的很快，若采用两次成形的方法，不但影响生产效率，而且会因为变形温度不够，造成飞边部位难以去除，甚至产生折叠、断裂等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种变壁厚筒体零件辊挤成型装置，使得零件能够一次成型，并且生产效率高、缺陷少。

本发明所采用的技术方案是：一种变壁厚筒体零件辊挤成型装置，该装置由上下两层辊挤机构组成，每层均包括一个主动辊轮、与通过锥齿轮与主动辊轮啮合的两个从动辊轮、复位装置；复位装置包括气缸、齿条、活塞，在同层辊挤机构中，主动辊轮上的复位齿轮与齿条啮合，齿条连接活塞，活塞安装在气缸上；两层辊挤机构的每个辊轮圆周表面都开设有与变壁厚筒体外形相对应的型腔，上层辊挤机构在辊轮两两闭合部位开设有三个飞边槽，下层辊挤机构三个辊轮旋转60度后的两两闭合部位正对上层辊挤机构三个辊轮的两两闭合部位。

本发明的有益效果是：本发明装置封装了两层辊挤机构，能够一次成形出无飞边的变壁厚筒形零件，能够实现该零件的快速、精确成形；本发明的复合机构实现辊轮的自动精确复位，保证了生产的连续性。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的A-A视图；

图3是图1的B-B视图；

图4是本发明复位装置示意图。

其中1、机架，2、上层辊挤机构，3、下层辊挤机构，4、上层复位装置，5、下层服务装置，6、上层辊轮闭合部位，7、下层辊轮中间部位，8、从动轴，9、从动辊轮，10、飞边槽，11、主动轴，12、主动辊轮，13、锥齿轮，14、齿条，15、活塞，16、气缸，17复位齿轮。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明装置分为上下两层，每层均包括辊轮、机架、复位装置三个部分。其中上层辊挤机构在辊轮闭合部位开设三个飞边槽，下层辊轮的中间部位正对上层辊轮的闭合部位（两个辊轮相交的位置），下层辊挤机构的三个辊轮旋转60度后两两闭合部位正对上层辊轮的闭合部位，上下层辊轮上下位置一一对应，上层辊挤机构的主动轴轴与下层辊挤机构的主动轴处于同一垂直面，上层辊挤机构的主动辊轮与下层辊挤机构的主动辊轮处于同一垂直面，上层辊挤机构的从动辊轮与下层辊挤机构的从动辊轮两两处于同一垂直面。在一次辊挤过程中，坯料在冲头的带动下连续通过两层辊挤机构。通过上层机构（上层辊挤机构）时，三个辊轮在锥齿轮的作用下，同步向内旋转实现对坯料的咬入。冲头带动坯料下移的过程中，利用上层机构的辊轮的辊压作用可以实现坯料的轴向压缩和径向伸长，由于辊轮闭合的模腔与变壁厚筒形零件的外形完全相同并且在辊缝部位开设有飞边槽，所以能够成形出带飞边的变壁厚筒体零件；通过下层机构（下层辊挤机构）时，下层辊挤机构的三个辊轮正对坯料的飞边部位。由于飞边的存在，冲头带动坯料下移的过程中，挤压变形继续发生。而模腔没有改变，变形只发生在飞边部分，这样飞边就被推到坯料的底部，去除料头就能够得到无飞边的变壁厚筒形零件。

如图4所示，上下复位装置主要由气缸、齿条、复位齿轮组成。辊挤过程中，三个辊轮在锥齿轮的作用下同步被动向内旋转，其中主动轮通过轴承带动主动轴旋转，主动轴带动复位齿轮同步旋转，并引起齿条的运动，推动活塞，向气缸内充气，实现气体的压缩。辊挤完成后，由于动力消失，气缸内压缩气体推动齿条反向运动，带动复位齿轮旋转，实现主动轮的反向旋转，被动轮通过锥齿轮连动同时反向旋转。气缸处于完全封闭状态，所以齿条正反运动行程相同，能够实现主动轮的精确复位。由于主动轮与被动轮之间采用一拖二的连接方式，能够有效减小传动的行程误差，实现被动轮的精确复位。

本发明实现了零件的直接塑性成形，用精密塑性成形代替后续机械切削加工；简化了工序和工艺过程，减少了后续机械加工设备，降低了生产成本；省去后续机械加工工序，可以有效提高材料利用率，达到曲线回转外形厚壁筒体生产的高性能、高效率、低成本，可适合于多品种、变批量的新产品开发研制及批量生产。