一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种辊环的锻制方法，具体的说是一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法。
【背景技术】
[0002]生产辊环类锻件，目前采用的生产工艺是先利用径轴向数控辗环机辗制毛坯件，再机加工成型。数控辗环机碾环制坯相比传统的自由锻扩孔工艺，大大降低了锻件的加工余量。但是数控辗环机的成型碾环装置都是直型轧辊配合直型芯辊，碾制成型的毛坯件呈圆环直桶型结构。而辊环类锻件的成品形状大多为台阶形，为了保证辊环毛坯件满足机加工要求，就需要加工很大的余块、余量。参考附图1的台阶形辊环的成品图、附图2中的采用传统工艺成型的台阶形辊环的毛坯图，采用传统工艺成型的毛坯件的重量为505kg，成品件净重为180kg，净毛比为0.356。利用传统成型碾环装置制坯，原材料利用率低，原材料浪费严重；粗加加工序长，生产周期较长，综合成本高。
【发明内容】
[0003]本发明需要解决的技术问题是提供一种能够节约原材料、缩短生产周期的利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法，所述方法包括以下步骤:
A.根据设计尺寸下料得到圆柱胚料；
B.对圆柱胚料锤上镦粗，冲压制作带中心通孔的环柱形的初毛坯；
C.安装初毛坯并调试数控碾环机的碾环装置，所述碾环装置包括主轧辊、芯辊、辅助辊，初毛坯的外环面与主轧辊的外环面抵接，芯辊间隙穿设在初毛坯的中心通孔内，辅助辊位于初毛坯相对主轧辊的另一端，主轧辊、芯辊和初毛坯的中心轴线平行设置；
所述主轧辊为配合碾制台阶形辊环毛坯件的外环面的异形结构，主轧辊的辊压面为与台阶形辊环毛坯件的台阶形匹配的阶梯结构，所述芯辊为穿设在初毛坯的中心通孔内用于配合主轧辊的柱体结构，所述辅助辊包括对称设置在初毛坯的上端面和下端面的两个锥辊，两个锥辊的中心轴线的延长线在初毛坯的中心交汇；
D.启动数控碾环机的数控程序，主轧辊与芯辊相对旋转联合辅助辊将初毛坯碾制成外环面呈台阶结构的台阶形辊环毛坯件。
[0005]本发明的进一步改进在于:所述最终成型的台阶形辊环毛坯件为斜面台阶结构，主轧辊的阶梯结构也为斜面阶梯，台阶形辊环毛坯件的斜面台阶与中心轴线呈40?50°角。
[0006]本发明的进一步改进在于:所述最终成型的台阶形辊环毛坯件为三级台阶结构，主轧辊为三级阶梯结构。
[0007]本发明的进一步改进在于:所述主轧辊为分体结构，包括本体和成型瓦片，所述本体的中间设有用于安装旋转轴的竖直过孔，所述成型瓦片设有两块以上，各成型瓦片通过螺栓固定在本体的外周，成型瓦片与本体的外侧面共同形成主轧辊的辊压面；所述主轧辊的本体的外侧面设置环形的台阶面，所述成型瓦片卡装在台阶面上；本体与成型瓦片之间通过预设置的凹槽安装有垫片。
[0008]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
本发明利用阶梯型结构的主轧辊作为主要部件，芯辊与主轧辊共同作用碾制毛坯件，同时利用对称的锥辊作为辅助辊限位，能够稳定的加工成型台阶形辊环的毛坯件。这种成型方式，可以减少毛坯件的加工余量，提高原材料利用率。以【背景技术】所述的成品件为例，使用本发明锻制的毛坯件的形状更接近成品的形状，毛坯件的重量为455kg，净毛比提高到0.396，节省原材料50 kg,即加工量减少50kg ;按平均每月生产500件台阶形辊环毛坯计算，每年节约原材料50X500X12=300000kg=300吨，节本降耗，取得良好的经济效益。
[0009]所述主轧辊在本体的外周通过螺栓固定连接多个成型瓦片，制作不同的环类毛坯时，只需更换不同的成型瓦片，与传统主轧辊相比，使用所述主轧辊更换周期大大缩短，换辊灵活，提高了工作效率。
【附图说明】
[0010]图1是台阶形辊环的成品图；
图2是采用传统工艺成型的台阶形辊环的毛坯图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明的主轧辊为分体结构的示意图；
图5是采用本发明成型的台阶形辊环的毛坯图。
[0011]其中，1、成品件，2、采用传统工艺成型的毛坯件，3、采用本发明成型的毛坯件，4、主轧辊，41、主体，42、成型瓦片，43、螺栓，44、垫片，5、芯辊，6、锥辊。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明:
一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法，以图1所示的成品件为例说明，所述方法包括以下步骤:
A.根据设计尺寸下料，下料尺寸为:直径550mm，高度270mm，重量为500kg的圆柱胚料。
[0013]B.对圆柱胚料锤上镦粗，冲压制作带中心通孔的环柱形的初毛坯；初毛坯的尺寸为:大径680mm，小径220mm，高度190mm。
[0014]C.安装初毛坯并调试数控碾环机的碾环装置。所述碾环装置如图3所示，包括主轧辊4、芯辊5、辅助辊，初毛坯的外环面与主轧辊的外环面抵接，芯辊间隙穿设在初毛坯的中心通孔内，辅助辊位于初毛坯相对主轧辊的另一端，主轧辊、芯辊和初毛坯的中心轴线平行设置。
[0015]采用本发明成型的台阶形辊环毛坯件如图5和图3中标号3所示，台阶形辊环毛坯件具有中心通孔，台阶形辊环毛坯件的外环面呈台阶结构。图中，所述台阶形辊环毛坯件为两级台阶结构，台阶为斜面，斜面台阶与中心轴线呈40?50°角。也可以根据需要设计三级台阶结构，或者其他结构。
[0016]所述主轧辊4用于碾制形成毛坯件的外环面，为异形结构。主轧辊4的外环面为辊压面，辊压面为与毛坯件的台阶匹配的阶梯结构，即主轧辊4为两级阶梯结构，台阶面也为斜面，并且斜面与中心轴线也为40?50°角。当毛坯件的外环面为三级台阶或者其他结构时，主轧辊4的辊压面对应匹配变化，保证与芯辊5配合碾制成型毛坯件的外环面。
[0017]进一步的，为了便于安装，所述主轧辊设计为如图4所示的分体结构，包括本体41和成型瓦片42。所述本体41的中间设有用于安装旋转轴的竖直过孔，本体41的外侧面设置环形的台阶面。所述成型瓦片42设有两块以上，成型瓦片42卡装在台阶面上，各成型瓦片42通过螺栓43固定在本体41的外周，本体41与成型瓦片42之间通过预设置的凹槽安装有垫片，成型瓦片42与本体的外侧面共同形成主轧辊的辊压面。
[0018]所述芯辊5穿设在毛坯件的中心通孔内，用于配合主轧辊4碾轧成型毛坯件，芯辊5为柱体结构，芯辊5的直径远小于毛坯件的中心通孔的孔径。
[0019]所述辅助辊设置在毛坯件的与主轧辊4相对的一端，辅助辊包括对称设置在毛坯件的上端面和下端面的两个锥辊6。两个锥辊6的中心轴线的延长线在毛坯件的中心交汇。
[0020]D.启动数控碾环机的数控程序，主轧辊与芯辊相对旋转，联合辅助辊将初毛坯碾制成如图5所示的外环面呈台阶结构的台阶形辊环毛坯件。
【主权项】
1.一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: A.根据设计尺寸下料得到圆柱胚料； B.对圆柱胚料锤上镦粗，冲压制作带中心通孔的环柱形的初毛坯； C.安装初毛坯并调试数控碾环机的碾环装置，所述碾环装置包括主轧辊(4)、芯辊(5)、辅助辊，初毛坯的外环面与主轧辊(4)的外环面抵接，芯辊(5)间隙穿设在初毛坯的中心通孔内，辅助辊位于初毛坯相对主轧辊的另一端，主轧辊(4)、芯辊(5)和初毛坯的中心轴线平行设置； 所述主轧辊(4)为配合碾制台阶形辊环毛坯件的外环面的异形结构，主轧辊(4)的辊压面为与台阶形辊环毛坯件的台阶形匹配的阶梯结构，所述芯辊(5)为穿设在初毛坯的中心通孔内用于配合主轧辊(4)的柱体结构，所述辅助辊包括对称设置在初毛坯的上端面和下端面的两个锥辊(6)，两个锥辊(6)的中心轴线的延长线在初毛坯的中心交汇； D.启动数控碾环机的数控程序，主轧辊(4)与芯辊(5)相对旋转联合辅助辊将初毛坯碾制成外环面呈台阶结构的台阶形辊环毛坯件。
2.根据权利要求1所述的一种用于成型台阶形辊环毛坯件的碾环装置，其特征在于:所述最终成型的台阶形辊环毛坯件为斜面台阶结构，主轧辊(4)的阶梯结构也为斜面阶梯，台阶形辊环毛坯件的斜面台阶与中心轴线呈40?50°角。
3.根据权利要求1所述的一种用于成型台阶形辊环毛坯件的碾环装置，其特征在于:所述最终成型的台阶形辊环毛坯件为三级台阶结构，主轧辊(4)为三级阶梯结构。
4.根据权利要求1?3任一项所述的一种用于成型台阶形辊环毛坯件的碾环装置，其特征在于:所述主轧辊为分体结构，包括本体(41)和成型瓦片(42)，所述本体的中间设有用于安装旋转轴的竖直过孔，所述成型瓦片(42)设有两块以上，各成型瓦片(42)通过螺栓(43)固定在本体(41)的外周，成型瓦片(42)与本体的外侧面共同形成主轧辊的辊压面； 所述主轧辊的本体(41)的外侧面设置环形的台阶面，所述成型瓦片(42)卡装在台阶面上；本体与成型瓦片(42)之间通过预设置的凹槽安装有垫片。
【专利摘要】本发明公开了一种利用数控辗环机碾制台阶形辊环毛坯件的方法，所述方法包括以下步骤：根据设计尺寸下料；锤上镦粗，冲压制作初毛坯；安装初毛坯并调试数控碾环机的碾环装置，碾环装置包括主轧辊、芯辊、辅助辊，主轧辊的辊压面为与台阶形辊环毛坯件的台阶形匹配的阶梯结构，芯辊间隙穿设在初毛坯的中心通孔内，辅助辊位于初毛坯相对主轧辊的另一端，包括对称设置在初毛坯的上端面和下端面的两个锥辊；启动数控碾环机的数控程序碾轧成型。本发明利用阶梯型结构的主轧辊作为主要部件，芯辊与主轧辊共同作用碾制毛坯件，同时利用对称的锥辊作为辅助辊限位，能够稳定的加工成型台阶形辊环的毛坯件，可以减少毛坯件的加工余量，提高原材料利用率。
【IPC分类】B21H1-06
【公开号】CN104550582
【申请号】CN201410652016
【发明人】朱国芳, 李建辉
【申请人】中钢集团邢台机械轧辊有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月17日