一种用于高铁空心车轴的成形装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及塑性成形设备领域，尤其涉及一种用于高铁空心车轴的成形装置。它包括推料装置、穿孔辊、芯棒及三辊斜轧机，三辊斜轧机上设有斜轧辊，推料装置用于推送轧件，穿孔辊及斜轧辊沿轧件的推送方向依次布置，芯棒设在轧件的推送方向上，芯棒靠近推料装置的一端设有穿孔顶头；还包括引料装置，引料装置包括引料气缸、引料臂、接近开关及卡盘，所述引料臂设置在引料液压杆的活塞杆上，接近开关设在引料臂上靠近卡盘的一端，卡盘包括外圈卡盘、内圈卡盘及设在内圈卡盘及外圈卡盘之间的滚子，外圈卡盘固定在引料臂上，内圈卡盘用于夹住轧件。本发明专利技术能够有效较少轧制模具尺寸、工序简单且轧件和芯棒结合度好、轧制质量稳定。

A Forming Device for Hollow Shaft of High-speed Railway

The invention relates to the field of plastic forming equipment, in particular to a forming device for a high-speed hollow axle. It includes pushing device, piercing roll, mandrel and three-roll skew rolling mill. The three-roll skew rolling mill is equipped with skew roll. The pushing device is used to push the rolled piece. The piercing roll and skew roll are arranged in turn along the pushing direction of the rolled piece. The mandrel is arranged in the pushing direction of the rolled piece. The mandrel is located near the end of the pushing device and a piercing head is also equipped with a feeding device. The feeding device includes a feeding cylinder and a feeding device. Arm, proximity switch and chuck, the charging arm is arranged on the piston rod of the charging hydraulic rod, and the proximity switch is arranged on the charging arm near one end of the chuck. The chuck includes an outer ring chuck, an inner ring chuck and a roller between the inner ring chuck and the outer ring chuck. The outer ring chuck is fixed on the charging arm, and the inner ring chuck is used to clamp the rolling piece. The invention has the advantages of less rolling die size, simple working procedure, good bonding degree between the rolled piece and the mandrel, and stable rolling quality.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高铁空心车轴的成形装置
本专利技术涉及塑性成形设备领域，尤其涉及一种用于高铁空心车轴的成形装置。
技术介绍
火车车轴是铁路建设的三大关键零件（重轨、车轴和车轮）之一，属于超大型轴类零件。为实现火车高速化，要求必须减轻火车自身重量，其中有效措施之一就是火车车轴做成空心的。楔横轧生产空心车轴具有材料利用率高、生产效率高等显著优点，是理想的空心车轴的生产工艺。常见的楔横轧工艺用于生产空心车轴时需要先用车削的方法掏出内孔，再在内孔中加入芯棒，避免轧件在轧制过程中受压变形，经轧制设备成形完毕后再将芯棒与轧件分离，工艺步骤多，过程繁琐。如中国专利授权公告号CN104646576U，授权日为2017.02.01，名称为“一种空心火车轴的加工设备及其制作方法”中公开的一种加工设备，仍需准备空心轧件和芯棒，这样轧件的内孔圆度、轧件与芯棒装配的结合程度等等都将影响轧件的最终质量，影响轧件合格率，另一方面常见的楔横轧模具的宽度要大于轧件的长度，尤其对于大型的高铁空心车轴，轧制模具的尺寸也相应大幅增大，存在投资大、制作难、生产操作不便、难以实施等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中轧制模具过大、工序较多、轧件和芯棒装配的结合度差或轧件内孔精度差等导致轧件最终成型质量差的不足，提供一种有效较少轧制模具尺寸、工序简单且轧件和芯棒结合度好、轧制质量稳定的用于高铁空心车轴的成形装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于高铁空心车轴的成形装置，包括推料装置、穿孔辊、芯棒及三辊斜轧机，三辊斜轧机上设有斜轧辊，推料装置用于推送轧件，穿孔辊及斜轧辊沿轧件的推送方向依次布置，芯棒设在轧件的推送方向上，芯棒靠近推料装置的一端设有穿孔顶头；还包括引料装置，引料装置包括引料气缸、引料臂、接近开关及卡盘，所述引料臂设置在引料液压杆的活塞杆上，接近开关设在引料臂上靠近卡盘的一端，卡盘包括外圈卡盘、内圈卡盘及设在内圈卡盘及外圈卡盘之间的滚子，外圈卡盘固定在引料臂上，内圈卡盘用于夹住轧件。推料装置将轧件推送至穿孔辊中，轧件在穿孔辊及推料装置的作用下继续轴向移动，穿孔顶头对轧件进行穿孔，芯棒进入轧件中，轧件进一步轴向移动触发接近开关后，引料气缸工作和卡盘工作，内圈卡盘夹住轧件，并随着轧件边旋转边轴向移动，由三辊斜轧机对轧件进行轧制成形。作为优选，所述推料装置包括推料气缸及用于夹住轧件的夹爪，夹爪设在推料气缸的活塞杆上。夹爪夹住轧件，推料气缸的活塞杆推送轧件。作为优选，所述推料装置包括导轨，导轨位于穿孔辊的前方。导轨保证轧件能够准确地送入穿孔辊中。作为优选，所述导轨上设有两个用于挡住轧件的竖向挡板，竖向挡板的间距与轧件的直径相等。保证轧件在推送至穿孔辊的过程中不发生偏移，保证穿孔的精度。作为优选，所述芯棒与轧件同轴布置。保证穿孔的精度。作为优选，所述穿孔辊的数目为3个，三个穿孔辊同向旋转，三个穿孔辊两两轴向互成120°布置。三个穿孔辊保证轧件的咬入精度，同时穿孔过程的稳定性更高。作为优选，所述内圈卡盘上设有若干伸缩杆，各伸缩杆沿内圈卡盘的周向依次分布。接近开关触发时，伸缩杆伸出卡住轧件，保证轧件的轧制质量。本专利技术的有益效果是：（1）轧件经穿孔辊和穿孔顶头进行穿孔加工，穿孔后芯棒直接留在轧件中，随后和轧件一起经三辊斜轧机进行轧制成形，一次性加工出高铁空心车轴，工艺流程缩短，生产效率大幅提升；（2）穿孔顶头对轧件进行穿孔，穿孔后芯棒直接留在轧件内一起进行轧制，芯棒与轧件结合度好，轧制质量稳定；（3）斜轧辊轧制轧件时，轧件除了自身的变形，还会在斜轧辊的带动下轴向移动，解决了轧制模具宽度受轧件长度影响的问题，模具尺寸大幅减小，易于实施。附图说明图1是高铁空心车轴的结构示意图；图2是本专利技术穿孔阶段的结构示意图；图3是本专利技术穿轧阶段的结构示意图；图4是本专利技术轧制阶段的结构示意图；图5是本专利技术中导轨处的结构示意图；图6是本专利技术中卡盘的结构示意图。图中：阶梯轴00、内孔01、推料装置1、推料气缸11、夹爪12、导轨13、竖向挡板14、穿孔辊2、轧件21、芯棒3、穿孔顶头31、斜轧辊4、引料装置5、引料气缸51、引料臂52、接近开关53、卡盘54、外圈卡盘541、内圈卡盘542、滚子543、伸缩杆6。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述。如图1所示，本专利技术所要成形的高铁空心车轴具有如下特征：阶梯轴00及设在阶梯轴内的内孔01，初始轧件为圆形棒料。如图2至图6中所示，一种用于高铁空心车轴的成形装置，包括推料装置1、穿孔辊2、芯棒3及三辊斜轧机，三辊斜轧机上设有斜轧辊4，推料装置用于推送轧件21，推料装置包括推料气缸11及用于夹住轧件的夹爪12，夹爪固定在推料气缸的活塞杆上，推料气缸的活塞杆将轧件推送至穿孔辊中。推料装置还包括导轨13，导轨位于穿孔辊的前方，导轨保证轧件能够准确地送入穿孔辊中。导轨上设有两个用于挡住轧件的竖向挡板14，竖向挡板的间距与轧件的直径相等，保证轧件在推送至穿孔辊的过程中不发生偏移，保证穿孔的精度。穿孔辊及斜轧辊沿轧件的推送方向依次布置，穿孔辊的数目为3个，三个穿孔辊同向旋转，三个穿孔辊两两轴向互成120°布置，三个穿孔辊保证轧件的咬入精度，同时穿孔过程的稳定性更高。芯棒设在轧件的推送方向上，芯棒靠近推料装置的一端设有穿孔顶头31，芯棒与轧件同轴布置，保证穿孔的精度。还包括引料装置5，引料装置包括引料气缸51、引料臂52、接近开关53及卡盘54，所述引料臂设置在引料液压杆的活塞杆上，接近开关设在引料臂上靠近卡盘的一端，卡盘包括外圈卡盘541、内圈卡盘542及设在内圈卡盘及外圈卡盘之间的滚子543，外圈卡盘固定在引料臂上，内圈卡盘用于夹住轧件，内圈卡盘上设有若干伸缩杆6，各伸缩杆沿内圈卡盘的周向依次分布，接近开关触发时，伸缩杆伸出卡住轧件，保证轧件的轧制质量。轧件轴向移动进入斜轧辊时，接近开关触发，引料气缸和卡盘工作，内圈卡盘夹住轧件，并随着轧件边旋转边轴向移动，由三辊斜轧机对轧件进行轧制成形。本专利技术实施时，整个加工过程按照成形工序可分为穿孔接段、穿轧阶段和轧制阶段。首先轧件在推料装置的作用下推入穿孔辊，被穿孔辊咬住带动旋转并渐渐向内送入，此时推料装置与穿孔辊带给轧件轴向速度相同，直至碰到穿孔顶头时开始进入穿孔阶段，芯棒开始进入到轧件中；穿孔进行经过一段时间后，轧件的前端接触到斜轧辊，而此时坯料并没有脱离穿孔辊，仍有一部分在穿孔加工，此时便是穿孔和轧制同时进行的穿轧阶段。进入这一阶段，轧件触发接近开关，此时内圈卡盘抓紧轧件，夹爪松开轧件，轧件脱离推料装置由引料装置牵引，轧件边旋转边轴向移动，卡盘的移动速度和轧件的轴线移动速度相等，内圈卡盘的转速和轧件的转速相等；继续穿轧直到坯料的尾部脱离穿孔辊为止正式进入轧制阶段，待轧件完全脱离轧管斜轧辊，轧制结束，轧件和芯棒后续可由脱管机分离。本专利技术的有益效果是：轧件经穿孔辊和穿孔顶头进行穿孔加工，穿孔后芯棒直接留在轧件中，随后和轧件一起经三辊斜轧机进行轧制成形，一次性加工出高铁空心车轴，工艺流程缩短，生产效率大幅提升；穿孔顶头对轧件进行穿孔，穿孔后芯棒直接留在轧件内一起进行轧制，芯棒与轧件结合度好，轧制质量稳定；斜轧辊轧制轧件时，轧件除了自身的变形，还会在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高铁空心车轴的成形装置，其特征是，包括推料装置、穿孔辊、芯棒及三辊斜轧机，三辊斜轧机上设有斜轧辊，推料装置用于推送轧件，穿孔辊及斜轧辊沿轧件的推送方向依次布置，芯棒设在轧件的推送方向上，芯棒靠近推料装置的一端设有穿孔顶头；还包括引料装置，引料装置包括引料气缸、引料臂、接近开关及卡盘，所述引料臂设置在引料液压杆的活塞杆上，接近开关设在引料臂上靠近卡盘的一端，卡盘包括外圈卡盘、内圈卡盘及设在内圈卡盘及外圈卡盘之间的滚子，外圈卡盘固定在引料臂上，内圈卡盘用于夹住轧件。

【技术特征摘要】
1.一种用于高铁空心车轴的成形装置，其特征是，包括推料装置、穿孔辊、芯棒及三辊斜轧机，三辊斜轧机上设有斜轧辊，推料装置用于推送轧件，穿孔辊及斜轧辊沿轧件的推送方向依次布置，芯棒设在轧件的推送方向上，芯棒靠近推料装置的一端设有穿孔顶头；还包括引料装置，引料装置包括引料气缸、引料臂、接近开关及卡盘，所述引料臂设置在引料液压杆的活塞杆上，接近开关设在引料臂上靠近卡盘的一端，卡盘包括外圈卡盘、内圈卡盘及设在内圈卡盘及外圈卡盘之间的滚子，外圈卡盘固定在引料臂上，内圈卡盘用于夹住轧件。2.根据权利要求1所述的一种用于高铁空心车轴的成形装置，其特征是，所述推料装置包括推料气缸及用于夹住轧件的夹爪，夹爪设在推料气缸的活塞杆上。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：束学道，王吉泰，许畅，张松，彭文飞，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33