[发明专利]一种楔横轧成形轴向轧制力与轧件转速测量装置

说明书

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种楔横轧成形轴向轧制力与轧件转速测量装置，包括模具、坯料、导板及测量单元；模具为半锲模具；测量单元用于实时测量坯料在轧制过程中的轴向轧制力和转速；导板用于轧制过程中坯料的支撑与导向；测量单元一端设置有连接套筒，测量单元通过连接套筒与坯料同轴连接；测量单元整体固定安装在轧机机架上。本发明结构简单紧凑，制造成本低，使用方便，测量精度高，可实时测量楔横轧成形过程中轧件所受轴向轧制力与转速变化情况，进而对于深入研究楔横轧成形运动和力能参数测定具有重要意义，同时还可验证楔横轧成形有限元仿真模拟结果的正确性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种楔横轧成形轴向轧制力与轧件转速测量装置。

背景技术

楔横轧是一种无切削或者少切削成形轴类零件的新工艺、新技术，属于先进近净成形制造技术。由于其具有生产效率高、材料利用率高、产品质量好等优点，世界上许多国家采用楔横轧工艺生产轴类零件及其毛坯等。楔横轧技术目前已被广泛应用于航空、汽车、铁路等领域，取得了良好的经济效益。

随着楔横轧技术的广泛应用，楔横轧理论的不断完善与深入研究变得非常重要。现阶段对于楔横轧理论的研究多停留在有限元数值模拟研究阶段，缺乏准确的实验数据验证有限元分析结果的准确性，导致楔横轧理论深入研究变得尤为困难。

发明内容

本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种楔横轧成形轴向轧制力与轧件转速测量装置，解决了现有楔横轧成形过程中轧件所受轴向轧制力变化情况与轧件转速变化情况无法准确测量的问题，对于研究楔横轧成形过程中金属流动规律、轧制半径变化情况等楔横轧理论深入研究具有重要意义。

本发明采用如下技术方案：

一种楔横轧成形轴向轧制力与轧件转速测量装置，包括模具、坯料、导板及测量单元；

所述模具为半锲模具，使用完整楔横轧模具沿中心对称面剖切得到，避免楔横轧成形过程中轧件所受轴向力相互抵消；

所述测量单元，用于实时测量所述坯料在轧制过程中的轴向轧制力和转速；

所述导板，用于轧制过程中所述坯料的支撑与导向；

所述测量单元包括连接套筒且设置在其一端，所述测量单元通过连接套筒与所述坯料同轴连接；所述测量单元整体固定安装在轧机机架上。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述测量单元包括壳体、连接套筒、传动轴、轴向压力传感器、光电编码器；

所述连接套筒一端连接所述坯料，另一端连接所述传动轴；所述坯料、连接套筒及传动轴在所述模具的轧制作用下均同步旋转；

所述轴向压力传感器设置在所述传动轴上，用于测量所述传动轴所受到的轴向拉力；

所述光电编码器与所述传动轴同轴连接，用于测量所述传动轴的转速；

所述传动轴及轴向压力传感器均设置在所述壳体内，所述壳体固定在轧机机架上。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述坯料一端为承受轧制作用力的圆柱体，另一端为连接头部，圆柱体和连接头部通过连接杆连接为整体。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述连接套筒包括与所述坯料连接的第一端，及与所述传动轴连接的第二端；

所述第一端采用半封闭式结构，加工有与所述坯料的连接头部相配合的非圆截面贯通孔，及与所述坯料的连接杆相配合的半圆凹槽；

所述第二端加工有与所述传动轴相配合的腰圆孔，所述传动轴穿过所述腰圆孔并通过螺栓与所述第二端固定连接。