[发明专利]一种大直径内齿型件多模具同步滚轧成形方法

权利要求书

1.一种大直径内齿型多模具同步滚轧成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，装夹工件坯料(1)，工件坯料(1)由转盘(4)驱动，若直径过大,大于5000mm，工件坯料(1)由多个双齿辊机构驱动；工件坯料(1)的中心轴线与转盘(4)的中心轴线或均布的多个双齿辊的中心轴线重合；所述的工件坯料沿轴向分为成形段与夹紧驱动段，其外径为R_b；成形段为内齿型件成形的区域，内径为高度为H₁，内径两端加工有倒角L₁；夹紧驱动段驱动工件坯料(1)旋转，其内径大于等于成形段内径高度为H₂；

步骤2，N对相同的滚轧模具沿工件坯料(1)周向均匀布置，N＝2～8，每一对滚轧模具分为内辊模具与外辊模具，内外配合使用，其中内辊模具为齿形模具，外辊模具为圆柱形模具；调整内辊模具和外辊模具的位置，使其轴线与工件坯料(1)轴线平行；调整外辊模具和内辊模具轴向送进到指定位置，到达指定位置时，外辊模具和内辊模具的中心与工件坯料(1)的成形段中心在一个水平面上；

步骤3，每个外辊模具的高度为H_out，半径为r_out，调整外辊模具与工件坯料(1)外表面接触，与工件坯料(1)的中心距为a_out，其中a_out＝r_out+R_b；

步骤4，调整每对内辊模具、外辊模具的中心与工件坯料(1)的中心在一条直线上；每个内辊模具的高度为H_in，齿型由所成形零件齿型确定；

若成形的内齿型件为内齿圈结构，内辊模具为齿轮或花键结构，其齿数均为Z_in，模数为m，由所成形的内齿圈模数决定，分度圆压力角为α₁，由所成形的内齿圈压力角所决定，齿高为其中h_in≥最终成形齿高；调整前内辊模具的齿顶与工件坯料(1)的成形段内径接触，内辊模具与工件坯料(1)的中心距为其中为内辊模具的齿顶圆直径；

若成形的内齿型件为内螺纹结构，内辊模具为螺纹结构，其螺纹中径为d₂，头数为n_in，导程为s，牙型角为α₂，螺纹牙高为其中旋向由所成形内螺纹旋向所确定；调整内辊模具的牙顶与工件坯料(1)的成形段内径接触，内辊模具与工件坯料(1)的中心距为其中为内辊模具的大径；

步骤5，N个相同的内辊模具沿工件坯料(1)周向等间距均匀布置，序号命名方向与滚轧过程中工件坯料(1)旋转方向相同，调整N个内辊模具相位关系，其相位关系根据内辊模具个数N，所成形工件和内辊模具的结构及参数决定；

若内辊模具为齿轮或花键结构，N个内辊模具沿着工件坯料(1)旋转方向相互错开角度δ_s,Z_w为所成形内齿圈齿数；若内辊模具为螺纹结构，N个内辊模具沿着工件坯料(1)旋转方向相互错开角度δ_t,n_w为所成形内螺纹头数，具体调整每个内辊模具相位方法如下：

当内辊模具为齿轮或花键结构时，第一个内辊模具(201_s)的相位调整角度为第一个内辊模具(201_s)固定；第二个内辊模具(202_s)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为第三个内辊模具(203_s)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为第j个内辊模具(20j_s)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为j＝2、…N；第N个内辊模具(20N_s)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为

当内辊模具为螺纹结构时，第一个内辊模具(201_t)的相位调整角度为第一个内辊模具(201_t)固定；第二个内辊模具(202_t)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为第三个内辊模具(203_t)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为第j个内辊模具(20j_t)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为j＝2、…N；第N个内辊模具(20N_t)沿工件坯料(1)旋转方向调整角度为

步骤6，转盘(4)或双齿辊机构驱动工件坯料(1)以角速度ω旋转；N个内辊模具以速度V同步径向进给，通过摩擦、齿形啮合跟随工件坯料(1)旋转，完成工件坯料(1)上齿形的塑性成形；N个外辊模具保持轴向固定，仅通过与工件坯料(1)的摩擦进行自转；

步骤7，N个内辊模具径向到达指定位置，进给完成：到达指定位置时，若成形件为内齿圈，内辊模具与工件坯料(1)的中心距为其中其中为所成形内齿圈的齿根圆直径，为内辊模具的齿顶圆直径；若成型件为内螺纹，内辊模具与工件坯料(1)的中心距为其中为所成形内螺纹的小径，为内辊模具的大径；进给完成后，转盘(4)带动工件坯料(1)继续旋转，带动内辊模具、外辊模具自转，实现工件坯料(1)的齿形精整；随后转盘(4)停止旋转，成形结束；

步骤8，内辊模具沿最终成形工件径向朝内轻微让刀，外辊模具径向朝外轻微让刀，卸料。