專利名稱:輕型汽車后橋半軸套管及其橫軋機的制作方法
本實用新型涉及的是一種汽車零件和它的加工設備，特別是輕型汽車后橋半軸套管及其成型用橫軋機。
汽車后橋半軸套管是汽車后橋的主要結構件之一，它是一個帶有法蘭盤的變徑套管，其縱向斷面為不等厚的階梯形，在汽車后橋部位傳遞扭矩。目前，輕型載重汽車通常使用的后橋半軸套管都是整體結構，即法蘭盤與套管部分合為一體。由于這種結構決定了它的加工方法都是采用模鍛工藝。就已知資料查，日本豐田汽車采用熱擠壓工藝，三菱汽車該件采用錘上模鍛，西德空心半軸也采用熱模鍛成型。我國130汽車的后橋半軸套管是采用胎模鍛的方法生產(chǎn)。這種結構及其相應的工藝方法，主要缺點是材料利用率低，僅為40％左右，大量金屬被切削掉，另外生產(chǎn)效率低，勞動強度大，質(zhì)量也不穩(wěn)定，操作安全性差。為了提高材料利用率，機械工業(yè)部北京機電研究所和北京內(nèi)燃機總廠聯(lián)合研究的《130汽車整體半軸套管溫擠工藝》，列為六五國家科技攻關項目，編號84201212.85年底經(jīng)國家鑒定，材料利用率可提高到63％，單件工時下降。但是它需要用900噸平鍛機備坯，1000噸、300噸液壓機兩次溫擠，250噸壓床切邊，設備投資太高(約300萬)，工序多，模具壽命低，所以難以推廣，到目前為止還沒有廠家采用。
本實用新型的任務是提供一種分離結構的輕型汽車后橋半軸套管，以及加工輕型汽車后橋半軸套管的專用橫軋機，達到投資少，見效快，提高工效又降低材料消耗的目的。
本實用新型的任務是以如下方式完成的將輕型汽車的整體后橋半軸套管分離為法蘭盤和套管兩部分，并改進套管的形狀，在不改變裝配尺寸的條件下，使外表面臺階落差均勻，以降低收縮率，并將內(nèi)表面變徑過渡段的圓弧面改為圓錐面，使其適于橫軋加工，分離的兩個零件焊接成半軸套管整體。
設計三輥橫軋機，它由機座、機體、電動機、軋輥箱、減速器、進給箱、進給機構、退料機構、受料機構以及冷卻和電氣系統(tǒng)構成。工作原理是由主電機驅(qū)動減速箱，通過三個聯(lián)接器聯(lián)接三根軸帶動軋輥箱中的三個具有型面的軋輥同向、同步回轉(zhuǎn)；由進給電機帶動進給箱的絲杠作直線運動，帶動進給機構將套在芯軸上的工件送進軋輥箱。工件的外型面由三個軋輥的型面保證，并靠軋輥臺階的阻力積聚金屬，形成縱向階梯形不等壁厚的套管，工件的內(nèi)型面由芯軸的幾何形狀決定。
現(xiàn)有的橫軋機有楔形凸模軋輥或光輥，前者用來加工對稱軸類工件，后者靠仿形液壓系統(tǒng)使軋輥徑向運動來完成周期斷面對稱軸類軋件。與已有技術相比，本橫軋機的主要特征是三個軋輥的相對位置、距離固定，軋輥本身具有能確定工件外形和積聚金屬的型面，不需要仿形液壓系統(tǒng)；軋輥箱是分體式的，由三層箱體組成；另外退料機構的拉桿與進給機構的滑套相連，并且兩根拉桿與套筒滑動聯(lián)接，實現(xiàn)退料機構相對進給機構的回程滯后隨動；進給箱的絲杠用球面付與進給機構相聯(lián)接，可以消除絲杠的同軸度誤差。
本實用新型采用分離式焊接半軸套管，使這一輕型汽車上的重要零件的加工工藝，有可能擺脫模鍛方法，而采用橫軋加工，套管內(nèi)、外表面形狀的改進，成功地解決了橫軋加工中出現(xiàn)的技術問題。本實用新型所包括的三輥橫軋機具有能確定工件外形的型面軋輥，因此不需要仿形液壓裝置，結構簡單；由于它可以使用管材一次輥軋成成品，節(jié)約原材料，提高工效；由于采用分體式軋輥箱，便于維修、換件；整套機器工作平穩(wěn)，安全性好。
以下結合實施例及其附圖對本實用新型做進一步描述圖1是130汽車用分離式后橋半軸套管結構圖圖2是輕型汽車后橋半軸套管三輥軋機結構圖圖3是圖2局部放大圖圖4是圖2的俯視圖圖5是圖4的a－a剖視圖6是圖4的b－b剖視圖7是軋輥箱結構示意圖圖8是圖7的左視圖圖9是軋輥箱與進、退料機構圖圖10是圖9的A向視圖圖11是進給箱展開結構示意圖圖12是受料機構示意圖圖13是圖12的c－c剖視圖14是減速箱齒輪傳動示意圖結合附圖1130汽車后橋半軸套管由套管Ⅰ和法蘭Ⅱ兩部分焊接而成。法蘭Ⅱ用普通模鍛或胎模鍛加工，套管Ⅰ由管材經(jīng)專用橫軋機軋制而成。為了保證輥軋成型的質(zhì)量，在不改變裝配尺寸的條件下，外表面具有六層直徑差均勻的臺階，內(nèi)表面變徑的過渡段由原來的圓弧面改為圓錐面。
結合附圖2、3、4、5、6半軸套管的套管Ⅱ由專用三輥橫軋機加工，本設備包括進給箱1、進給絲杠2、機體3、進給機構4、支承座5、擋料架6、受料機構7、軋輥箱8、聯(lián)軸器10、減速器11、主電機12、退料機構13、機座14、進給電機15、氣缸16、冷卻機構17。
整個設備分為兩個運動系統(tǒng)一是主運轉(zhuǎn)系統(tǒng)由主電機12經(jīng)一組三角皮帶傳給減速箱11，再由三個聯(lián)軸器10使軋輥箱8的三個軋輥同向、同步回轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)軋機主運轉(zhuǎn)；二是進給與退回運轉(zhuǎn)系統(tǒng)由進給電機15經(jīng)三角皮帶傳動給進給箱1，由電磁閥控制的氣缸16操縱的摩擦離合器推動絲杠進給機構4，將工件9推到軋輥箱8內(nèi)，工件軋制完成后，以進給機構4的回程，將退料機構13拉回原位，擋料架6將套在芯軸上的工件留到翻轉(zhuǎn)機構7上，從而完成加工程序。
結合附圖14減速箱11是一個常規(guī)的齒輪減速機構，由一根主動軸1101，通過二對齒輪付，帶動軸1102，由軸1102上的齒輪1103同時帶動三個齒輪1104，通過聯(lián)軸器實現(xiàn)三個軋輥軸同時、同向、同步回轉(zhuǎn)。
結合附圖7～9軋輥箱8由上箱體815、中箱體818、下箱體819組成，上箱體815頂部有上蓋816，下箱體819有側(cè)蓋820，三層箱體相互分離，以銷817定位，用雙頭螺栓821、螺母822緊固。箱內(nèi)成三角形位置安裝三根軋輥軸804，每根軋輥軸804上以普通平鍵805聯(lián)接具有臺階型面的軋輥806，軋輥軸804兩端支承在軸承808、810上，兩軸承之間有墊圈809，左軸端有軸承壓蓋801，調(diào)整墊片802，右軸端有密封圈811。軋輥806兩端有密封圈803、墊片807。箱體的空腔部位充裝冷卻水。
工作時由主電機12通過皮帶輪帶動減速箱11工作，通過三個聯(lián)軸器使軋輥箱內(nèi)的三個軋輥806同時、同向、同步回轉(zhuǎn)，依靠軋輥806的外型面使工件表面成形，依靠芯軸使工件內(nèi)腔成形。軋輥箱8內(nèi)的軸承冷卻是這樣實現(xiàn)的由進水閥1701接外部水源，冷卻水從上箱體815的空腔經(jīng)上冷卻水管1704流入中箱體818，再通過下冷卻水管1705由中箱體818流入下箱體819，再由出水閥門1703排出機外，進出水量可以由1701進水閥控制。
軋坯在加工過程中工件尾部需要適當冷卻，所以在軋輥箱8的進料孔外緣裝環(huán)形水套1702，當軋坯被推入軋輥箱8內(nèi)接觸軋輥806時，打開環(huán)形水套閥門，冷卻水即從水套1702的噴口射向軋坯的尾端，完成對軋坯的冷卻。
結合附圖9進給箱1包括箱體102、內(nèi)裝絲杠2，B軸106、A軸116、C軸125及安裝在各軸上的齒輪付。絲杠2左端支持在螺母101上，右端穿過裝在箱體102上的進給絲母127。在進給絲母127外圓以鍵103聯(lián)接進給絲母齒輪104。B軸106裝在箱體102的滾珠軸承上，軸上裝有B軸齒輪107和與絲母齒輪104嚙合的雙聯(lián)齒輪105。A軸116安裝在支承座111和123的軸承中，在A軸116上的兩對軸承上分別裝有A軸左齒輪112、A軸右齒輪115。兩個齒輪之間有雙向摩擦離合器，它包括兩組摩擦片113及裝在兩組摩擦片之間的制動銷114、制動塊124。A軸116的中心孔有制動桿121通過，制動桿121的右端穿過支承座123中的滑套122，用聯(lián)接叉架118、銷軸119與氣缸16的活塞桿相接，左端用制動銷114與制動塊124相固定。C軸125裝在箱體102的軸承座上，C軸齒輪126用鍵聯(lián)接在C軸125上，它可以和Ⅰ軸右齒輪115嚙合，同時與B軸雙聯(lián)齒輪105的多齒端嚙合。
進給箱1的工作原理是，進給電機15經(jīng)三角皮帶及皮帶輪110傳遞動力，并經(jīng)花鍵座109和固定塊108將轉(zhuǎn)動傳遞給主動軸－A軸116。A軸116上的左齒輪112和右齒輪115是通過軸承裝在A軸上的，所以當A軸轉(zhuǎn)動時，它們并未轉(zhuǎn)動。需工件進給時，通過電磁換向閥操縱氣源120，使氣缸16的活塞向左推動聯(lián)接叉架118，滑套122，推動制動桿121，再由制動銷114帶動制動塊124，使摩擦片113靠緊A軸左齒輪112，使其旋轉(zhuǎn)，并通過與B軸齒輪107嚙合，使B軸106轉(zhuǎn)動，B軸雙聯(lián)齒輪105的少齒端與絲杠2上的進給絲母齒輪104嚙合，帶動進給絲母127轉(zhuǎn)動，使絲杠2向前進給。當電磁換向閥使氣缸16的活塞反向運動，拉動滑塊122，經(jīng)制動桿121、制動銷114、制動塊124，使摩擦片113靠緊于A軸右齒輪115，使其旋轉(zhuǎn)，并通過與C軸齒輪126嚙合，使C軸旋轉(zhuǎn)，C軸齒輪126又與B軸并聯(lián)齒輪105的多齒端嚙合，使B軸106旋轉(zhuǎn)，而B軸并聯(lián)齒輪105的少齒端與絲母齒輪104嚙合，從而使絲母127回轉(zhuǎn)，帶動絲杠2向退回方向移動。
結合附圖9、10，進給機構4和退料機構13的結構是這樣的進給絲杠2頭部用螺栓聯(lián)接球頭座401，球頭座401的球面裝配在滑塊403內(nèi)，形成球面付聯(lián)接，用鍵402固定，防止球頭座401轉(zhuǎn)動?；瑝K403的另一端以軸承支持推桿404，推桿404中部架在支承座5上，前端與芯軸406用螺紋聯(lián)接，并用緊定螺釘405固定。當工件進給時，絲杠2推動球頭座401、滑塊403，沿機體3的導軌向前滑動，使芯軸406推動軋坯進入軋輥箱8，由行程開關407控制軋坯推進位置。
退料機構13中的拉桿1301的一端固定在滑塊403的凸耳部分，另一端穿過端蓋1302進入支座1303上的套筒1305內(nèi)，并在端部有一擋塊。另一根同樣的拉桿1304由套筒1305的右端穿出，以螺紋連接拉桿軸1306，1306的端部安裝一個退料盤1307。當工件退回時，滑塊403隨絲杠2回程拉動拉桿1301，使1301在套筒內(nèi)向左滑動一段距離后(本例350mm)，拉桿1301端部的擋塊開始拉動套筒1305一起向左滑動，再滑動一段距離(350mm)時，拉桿1304的端部的擋塊受到套筒1305的牽動，和拉桿軸1306、退料盤1307一起隨同向左滑動，同時退料桿1308推動工件退回(這段行程約200mm)，工件被擋料架6擋住，落到受料機構7上，滑塊403正好走回原位。
結合附圖12、13，翻轉(zhuǎn)受料機構7安裝在推桿404的下方，支架板708橫跨床身，氣缸701、滑座709安裝在支架板708上，齒條710與氣缸701活塞桿相連，可在滑座709內(nèi)移動。齒輪705用鍵聯(lián)接在翻轉(zhuǎn)軸706上，軸兩端裝在支架707上，翻轉(zhuǎn)架702用螺釘704固定在翻轉(zhuǎn)軸706上。
工作過程是上料時，由人工或機械將軋坯送到翻轉(zhuǎn)架702上，由進給機構的推桿404將坯料推入軋輥箱8。軋制完畢，由退料機構13將工件拉回，落到翻轉(zhuǎn)架702上，此時，由電磁換向閥控制的氣缸701拉動齒條710，使被動齒輪705旋轉(zhuǎn)，帶動翻轉(zhuǎn)軸706轉(zhuǎn)動，翻轉(zhuǎn)架702向滾動架703方向翻轉(zhuǎn)，工件落到滾動架703上，然后由人工或機械取走。
本實用新型由于改變了產(chǎn)品結構，設計了專用橫軋機，使勞動效率明顯提高，原胎模鍛工藝共二火五工序，需生產(chǎn)工人22人，而班產(chǎn)量不足100件，采用橫軋機生產(chǎn)只需工人5人，班產(chǎn)量達到300件。而且，工件表面質(zhì)量好，較胎模鍛每件可節(jié)約鋼材5.4公斤，材料利用率也達到“溫擠工藝”的水平。87年本廠生產(chǎn)半軸套管48，000件，可節(jié)約鋼材259噸，相當人民幣38.5萬元，同時較原工藝節(jié)約燃油、工時，降低廢品率，全年總計可為本廠創(chuàng)效益85.5萬元。全國87年產(chǎn)130型汽車約10萬臺，需半軸套管25萬件，預計其經(jīng)濟效益是可觀的。另外，本實用新型易于實施，設備投資僅為10萬元，相當六五攻關項目“溫擠工藝”的三十分之一，且本橫軋機的型輥可以更換，從而擴大使用范圍，適于軋制各種空心或?qū)嵭膶ΨQ軸類單向變徑工件。
權利要求
1.一種輕型汽車后橋半軸套管，它包括套管Ⅰ、法蘭Ⅱ，其特征在于法蘭Ⅱ與套管Ⅰ為分離件，鍛造的法蘭Ⅱ焊接在軋制的套管Ⅰ上，套管Ⅰ縱剖面不等壁厚的階梯形階梯均勻、至少為六層，內(nèi)型面的變徑過渡部分為圓錐面。
2.一種生產(chǎn)分離式半軸套管的三輥橫軋機，它包括機座、機體、主電機、進給電機、減速箱、軋輥箱、進給箱、進給機構、退料機構、受料機構、以及冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)，其特征在于①軋輥箱8內(nèi)有三個位置、距離固定的軋輥806，而且軋輥806本身具有能確定工件外形的臺階型面；②軋輥箱8的箱體分為上箱體815、中箱體818、下箱體819，三層箱體之間以銷817定位，用雙頭螺栓821、螺母822緊固。
3.根據(jù)權利要求
2所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的軋輥箱8上還具有冷卻系統(tǒng)，它包括冷卻軸承的進水閥1701，從上箱體815通向中箱體818的上冷卻水管1704，從中箱體818通向下箱體819的下冷卻水管1705以及出水閥門1703；還包括冷卻軋坯的環(huán)形水套1702，它裝在箱體進料口外緣，水套上有噴口和進水閥。
4.根據(jù)權利要求
2所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的退料機構13，其拉桿1301一端固定在進給機構4上，另一端裝在套筒1305中，拉桿1304則由套筒另一端穿出與拉桿軸1306連接，拉桿1301與1304可在套筒1305中滑動。
5.根據(jù)權利要求
2所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的進給絲杠2與進給機構4中的滑塊403是以球面付聯(lián)接的。
6.根據(jù)權利要求
2或5所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的絲杠2與進給機構4的球面付聯(lián)接是指絲杠2頭部用螺栓聯(lián)接球頭座401，球頭座401的球面裝在滑塊403內(nèi)，并用鍵402固定。
7.根據(jù)權利要求
2所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的進給箱1，其中的摩擦離合器是由氣缸16通過制動桿121、制動銷114、制動塊124控制的，而氣缸16又是受電磁閥控制的氣源操縱的。
8.根據(jù)權利要求
2所述的三輥橫軋機，其特征在于所說的受料機構是安裝在進給機構下方的翻轉(zhuǎn)式受料機構7，支架板708橫跨在床身上，氣缸701和滑座709安裝在支架板708上，齒條710與氣缸701的活塞相聯(lián)，可在滑座709內(nèi)移動，齒輪705用鍵聯(lián)接在翻轉(zhuǎn)軸706上，軸兩端裝在支架707上，翻轉(zhuǎn)架702用螺釘704固定在翻轉(zhuǎn)軸706上。
專利摘要
本實用新型公開了一種輕型載重汽車后橋半軸套管和它的成型設備——專用三輥橫軋機。經(jīng)過結構和形狀改進的分離式半軸套管，可以擺脫傳統(tǒng)的模鍛工藝，而以橫軋機軋制成型。該橫軋機具有使工件成型的型面軋輥，結構簡單，工作平穩(wěn)，安全性好，較胎模鍛提高工效三倍，每件節(jié)約材料5.4公斤。
文檔編號B60B35/14GK87203484SQ87203484
公開日1988年8月17日 申請日期1987年7月22日
發(fā)明者胡成斌, 陳玉寶, 徐實林, 李文萍, 郭樹清 申請人:沈陽汽車制造廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan