棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，包括上驅(qū)動輥、下驅(qū)動輥、左側(cè)輥、右側(cè)輥、支承輥、左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置和箱體，所述上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥的軸線位于同一垂直平面內(nèi)，上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥外圓面不接觸，上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥的一側(cè)為左側(cè)輥，另一側(cè)為右側(cè)輥，上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥之間的間距大于工件棒料徑向尺寸，右側(cè)輥位于使所述棒料可被卷彎的位置處，左側(cè)輥能通過左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置實現(xiàn)直線位移。本發(fā)明調(diào)整好工藝輥位置后，后續(xù)加工同尺寸的圓環(huán)無需再次調(diào)整，可連續(xù)完成進(jìn)料和一次成型可對焊圓環(huán)，具有滾圓工藝簡單、安全可靠、效率高、生產(chǎn)工藝周期短等優(yōu)點。
【專利說明】棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種卷圓裝置，具體涉及棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于一些尺寸較大的齒輪或蝸輪采取齒圈組裝的形式，這樣一來不僅可以節(jié)約貴重金屬，更重的是一旦齒輪有磨損或損壞便于更換。對于質(zhì)量要求較高的齒圈齒坯的生產(chǎn)一般不采用鑄造成型，而可采用:棒料下料-—彎成大圓環(huán)-—對焊成大圓環(huán)-—打磨焊縫-—加熱-—輾圓-—模鍛成矩形截面的圓環(huán)-—退火修整成環(huán)。如發(fā)動機(jī)上的飛輪齒圈、回轉(zhuǎn)體齒圈等。此種工藝成品質(zhì)量可靠、加工余量小、材料利用率高。將坯料卷成可對焊圓環(huán)是此工藝最為關(guān)鍵的一環(huán)，若成型圓環(huán)質(zhì)量不高，將導(dǎo)致對焊前期位置調(diào)整工作復(fù)雜、焊縫應(yīng)力增大、焊縫打磨時間長等問題，嚴(yán)重影響所成圓環(huán)工件質(zhì)量和后續(xù)加工的時間。
[0003]傳統(tǒng)圓環(huán)件的成型主要靠軋制，國內(nèi)外學(xué)者對軋制成環(huán)的工藝及有限元模擬分析都有了全面深入的研究，技術(shù)已趨于成熟。軋制成環(huán)工藝具有成品質(zhì)量可靠、精度高、材料利用率高、加工范圍廣等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、化工等行業(yè)，是軸承環(huán)、齒輪環(huán)、法蘭環(huán)、火車車輪、燃?xì)廨啓C(jī)環(huán)等各種無縫環(huán)件零件的加工。然而，軋制系統(tǒng)龐大且昂貴，大多用于大型企業(yè)無開口圓環(huán)的成型，成環(huán)效率取決于坯料的質(zhì)量，不利于中小型企業(yè)的經(jīng)營。反觀利用型材(棒料或矩形截面條材)冷彎后對焊成環(huán)的工藝則顯得更為簡單、靈活性也高，但目前研究甚少。冷彎卷園研究主要集中板材上，對棒料(型材)的卷園成環(huán)究相對較少。雖然棒料冷彎的方式多種多樣，但從冷彎原理來說主要有:拉彎、壓彎、繞彎、推彎、滾彎等。拉彎是指坯料在彎曲的同時在坯料兩端加以切向拉力，使坯料截面內(nèi)的應(yīng)力為拉應(yīng)力的一種型材彎曲工藝。此種工藝有彎曲精度高，回彈小，表面質(zhì)量好等優(yōu)點，但對設(shè)備要求高、工藝實施難度大，適用于變曲率彎曲件，不適合成型圓環(huán)件。拉彎成型彎曲件廣泛應(yīng)用于汽車、航天等行業(yè)。壓彎是最早用于棒料彎曲的工藝。它是在油壓機(jī)的作用下通過模具使棒料成型，工藝簡單，成型效率高，但是配套設(shè)施多、模具種類多造成生產(chǎn)成本高且不能成型彎曲角度大于180°的棒料。適合工廠大批量生產(chǎn)彎頭和帶直邊彎曲件。繞彎加工是指將棒料通過夾緊機(jī)構(gòu)夾緊在彎曲模上，隨彎曲模一起轉(zhuǎn)動，棒料通過壓料機(jī)構(gòu)后即可成型。此工藝靈活性強(qiáng)、彎曲效率高操作方便且能彎曲小曲率半徑工件，是冷彎大開口彎曲件應(yīng)用最為廣泛工藝。推彎工藝即借助簡單的模具(模具尺寸遠(yuǎn)小于零件尺寸)，在型材軸向施壓，毛坯沿軸向在模具的作用下逐點成形，能夠制造其它方法難以成形的復(fù)雜形狀零件。與其他冷彎工藝相比，推彎的模具結(jié)構(gòu)簡單、彎曲件曲率一致性好、能成型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。但是冷推彎對壓力源要求高，模具制約了其工藝的靈活性。滾彎是通過調(diào)整輥輪位置對棒料施加變形力，利用輥輪滾壓棒料使其產(chǎn)生連續(xù)變形達(dá)到預(yù)定的形狀與尺寸。通過調(diào)整滾輪的位置來完成多種尺寸的棒料加工，所以滾彎的加工工藝范圍較廣，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單通用性好,是最適合成型螺旋線型棒料和大曲率半徑圓環(huán)的工藝。本文需成型大尺寸360°圓環(huán)，所以選用滾彎成型工藝。[0004]棒料滾彎成型主要有三輥滾圓機(jī)和四輥滾圓機(jī)。其中三輥滾圓機(jī)有對稱式和非對稱式兩種。對稱式三輥卷圓機(jī)結(jié)構(gòu)最為簡單，但是成型后圓環(huán)兩端有較長一段不能彎曲即剩余直邊，導(dǎo)致圓環(huán)接口處呈“八”字形，圓環(huán)不能對焊，在不要求彎邊的場合應(yīng)用廣泛。非對稱式三輥滾圓機(jī)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、剩余直邊小，但是坯料須掉頭彎邊，操作不方便，工人勞動強(qiáng)度大，卷圓效率低。四輥滾圓機(jī)處理剩余直邊的效率高、截面變形小、卷圓精度高、是目前自動化水平較高的滾圓設(shè)備，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且滾圓時下輥、兩側(cè)輥都需動作，每滾圓一次工藝輥就須按給定的工藝參數(shù)動作一次來完成進(jìn)料和直邊預(yù)彎等工藝步驟，工藝繁瑣。無論是三輥還是四輥滾圓機(jī)都需對剩余直邊做相應(yīng)的處理才能使圓環(huán)對焊，直接導(dǎo)致卷圓效率低，工人勞動強(qiáng)度大等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種只需一次調(diào)整工藝輥位置，便可連續(xù)完成進(jìn)料和一次成型為可對焊圓環(huán)、滾圓工藝簡單、加工效率高、生產(chǎn)工藝周期短的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，包括上驅(qū)動輥、下驅(qū)動輥、左側(cè)輥、右側(cè)輥、支承輥、左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置和箱體，所述上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥的軸線位于同一垂直平面內(nèi)，所述上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥外圓面不接觸，所述上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥的一側(cè)為左側(cè)輥，另一側(cè)為右側(cè)輥，所述下驅(qū)動輥和右側(cè)輥之間設(shè)有支撐棒料15的支撐輥，所述支撐輥位于靠近下驅(qū)動輥的位置處，所述左側(cè)輥安裝于左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置上，所述左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置安裝固定于箱體上。
[0007]所述左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置包括固定螺母、螺桿、六角沉頭孔、滑塊、連接銷和滑槽，所述固定螺母固定于箱體上，所述螺桿放置于固定螺母內(nèi)，所述六角沉頭孔設(shè)置在螺桿底部，所述螺桿與滑塊經(jīng)過連接銷相連接，所述滑塊兩側(cè)設(shè)置有滑槽。
[0008]所述箱體在左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置部位設(shè)置有槽，所述槽的邊緣尺寸不大于滑槽的尺寸。
[0009]所述棒料15支撐于右側(cè)輥上且其一端插設(shè)于上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥之間時，棒料
與上驅(qū)動輥和下驅(qū)動輥的軸線所在平面的夾角為初始放置角f，所述初始放置角f的大小
滿足以下公式
【權(quán)利要求】
1.棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:包括上驅(qū)動輥(I)、下驅(qū)動輥(2)、左側(cè)輥(3)、右側(cè)輥(4)、支承輥(5)、左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置(6)和箱體(7)，所述上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2 )的軸線位于同一垂直平面內(nèi)，上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2 )外圓面不接觸，上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2 )的一側(cè)為左側(cè)輥(3 )，另一側(cè)為右側(cè)輥(4 )，下驅(qū)動輥(2)和右側(cè)輥(4)之間設(shè)有支撐輥(5)，支撐輥(5)位于靠近下驅(qū)動輥(2)的位置處，左側(cè)輥(3)安裝于左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置(6)上，左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置(6)安裝固定于箱體(7)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:所述左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置(6)包括固定螺母(8)、螺桿(9)、六角沉頭孔(10)、滑塊(11)、連接銷(12)和滑槽(14)，所述固定螺母(8)固定于箱體(7)上，所述螺桿(9)放置于固定螺母(8)內(nèi)，所述六角沉頭孔(10)設(shè)置在螺桿(9)底部，所述螺桿(9)與滑塊(11)經(jīng)過連接銷(12)相連接，所述滑塊(11)兩側(cè)設(shè)置有滑槽(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:所述箱體(7)在左側(cè)輥直線位移驅(qū)動裝置(6)部位設(shè)置有槽，所述槽的邊緣尺寸不大于滑槽(14)的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:所述棒料(15)支撐于右側(cè)輥(4)上且其一端插設(shè)于上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2)之間時，棒料(15)與上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2)的軸線所在平面的夾角為初始放置角f，所述初始放置角f的大小滿足以下公式
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:所述上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2)之間的間距h的范圍為2lmnT50mm之間，所述上驅(qū)動輥(I)和下驅(qū)動輥(2)之間的間距h大于工件棒料(15)徑向尺寸d。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:所述上驅(qū)動輥(I )、左側(cè)輥(3)、右側(cè)輥(4)和下驅(qū)動輥(2)外圓面上均設(shè)有包夾所述棒料(15)的弧形定位槽(13)，所述支撐輥(5)外圓面也設(shè)置為弧形定位槽(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的棒料成型為可對焊圓環(huán)的五輥卷圓裝置，其特征在于:左側(cè)輥(3)的位移量s與卷圓半徑R的對應(yīng)關(guān)系為:
【文檔編號】B21D7/08GK103521570SQ201310536175
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】毛漢領(lǐng), 葉朋, 毛漢穎, 黃振峰, 熊永敬, 高劍波 申請人:廣西大學(xué)