一种生产刀圈产品的工具工装制造技术

本实用新型专利技术涉及一种生产刀圈产品的工具工装，是一种用于通过径向辗环轧制成型生产刀圈产品的工具工装,该工具工装包括驱动辊、导向辊、芯辊、信号辊四部分，驱动辊、导向辊和信号辊上均有型槽，型槽形状由刀圈外形决定，作用于刀圈外径上，芯辊为圆柱式结构，芯辊上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，工作部位作用于刀圈内径上,实现了刀圈产品碾环生产，提供了一种可以完成17英寸～20英寸等不同规格的刀圈产品，并降低工具工装制造成本，减少工具工装的更换次数，保证设备生产过程高效性的生产刀圈产品的工具工装。

【技术实现步骤摘要】
一种生产刀圈产品的工具工装
本技术属于塑性成型
，特别涉及一种使用辗环设备生产刀圈产品时所采用的生产刀圈产品的工具工装。
技术介绍
刀圈产品是盾构机及TBM设备上的关键零部件，该产品各规格厚度、刃口高度相近，外径和内径尺寸差别较大。目前国内刀圈产品主要根据产品规格形状设计不同的模具，通过模锻成型直接生产或者采用普通工具工装，通过辗环成型，将产品辗至筒形，再通过机加工生产，由于工具工装结构和工艺流程设置的原因，其产品质量和生产存在一定的不足：1）由于刀圈产品规格较多，尺寸差异较大，采用模锻生产时需要根据不同规格的产品设计不同的工具工装，生产时需要多台设备同时工作，而且模锻设备吨位大，另外，生产不同规格刀圈产品时需要更换工具工装，造成模具成本高、设备成本高、工具工装更换不便利，生产效率低；2）采用碾环成型为筒形件，再通过机械加工生产，虽然避免了上述1）中根据不同规格的产品设计不同的工具工装，但是碾环余量太大，机加工过程切除大量材料，造成原材料浪费，同时机加工导致材料纤维组织不连续，机械性能下降，并且大大延长了生产周期。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种在辗环机上使用的能够保证产品质量可靠、生产效率高、成本低的生产刀圈产品的工具工装，可以生产17英寸～20英寸等不同规格的刀圈产品。本技术的目的是这样实现的：一种生产刀圈产品的工具工装，包括安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊及芯辊，其特征在于：所述安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊、芯辊各部分以轴线平行方式安装配合在一起，其中，驱动辊、导向辊和信号辊上均开设有型槽，型槽形状由需要加工的刀圈外形决定并与刀圈辗环件外形相吻合，型槽作用于刀圈外径上，芯辊为圆柱式结构，芯辊上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，工作部位作用于刀圈内径上；所述驱动辊、导向辊、信号辊安装使用时其型槽中心线在同一平面上，所述芯辊的工作部位位于驱动辊型槽中间。驱动辊上有型槽，型槽为对称结构，深度H1为70mm～95mm，底部宽度b1为15mm～35mm，顶部宽度B1为75mm～95mm，侧面为带有直线段的内凹曲面，曲面部分半径R1＞25mm，直线段部分h1深度20mm～40mm。导向辊上有型槽，型槽为对称结构，深度H2为30mm～60mm，底部宽度b2为15mm～35mm,顶部宽度B2为30mm～60mm，侧面圆弧形曲面过渡，曲面半径R2＞25mm。信号辊上有型槽，型槽为对称结构，深度H4为30mm～60mm，底部宽度b4为15mm～35mm,顶部宽度B4为30mm～60mm，侧面为近似直线的圆弧形曲面过渡。芯辊为圆柱式结构，芯辊上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，夹角范围7°＜β3＜11°。利用驱动辊、导向辊、信号辊上特殊的型槽结构，配合芯辊，在刀圈产品辗环生产过程中能够利用一套工具工装完成17英寸～20英寸等不同规格刀圈产品的生产。本技术具有结构简单，制作方便的优点，通过一种刀圈产品碾环工具工装实现了使用同一种工具工装生产17英寸～20英寸不同规格的刀圈产品，并且降低了工具工装的制造成本，减少工具工装的更换次数，保证设备生产过程高效，节约生产成本。附图说明图1为本技术生产刀圈产品的工具工装的工作原理示意图。图2为刀圈产品示意图。图3为本技术生产刀圈产品的工具工装的驱动辊结构示意图。图4为本技术生产刀圈产品的工具工装的导向辊结构示意图。图5为本技术生产刀圈产品的工具工装的信号辊结构示意图。图6为本技术生产刀圈产品的工具工装的芯辊结构示意图。图中标注为：1、驱动辊；2、导向辊；3、芯辊；4、信号辊；5、刀圈；D、刀圈外径；Do、刀圈端面直径；d、刀圈内径；B、刀圈厚度；b、刀圈刃口顶部宽度；H、刀圈刃口高度；R、刀圈刃口圆弧型曲面半径；D1、驱动辊外径；B1、驱动辊型槽顶部宽度；b1、驱动辊型槽底部宽度；H1、驱动辊型槽深度；h1、驱动辊型槽直线段部分深度；R1、驱动辊型槽曲面部分半径；D2、导向辊外径；B2、导向辊型槽顶部宽度；b2、导向辊型槽底部宽度；H2、导向辊型槽深度；R2、导向辊型槽曲面部分半径；D4、信号辊外径；B4、信号辊型槽顶部宽度；b4、信号辊型槽底部宽度；H4、信号辊型槽深度；D3、芯辊最大直径；β3、芯辊工作面夹角；H3、芯辊高度。具体实施方式如图1、3、4、5、6所示，一种刀圈产品辗环工具工装，包括驱动辊1、导向辊2、信号辊4及芯辊3，驱动辊1、导向辊2和信号辊4上均有型槽，型槽形状由刀圈外形决定，作用于刀圈外径上，芯辊3为圆柱式结构，芯辊3上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，工作部位作用于刀圈内径上。所述驱动辊1上有型槽，型槽形状由刀圈产品刃口形状决定，型槽为对称结构，深度H1为70mm～95mm，底部宽度b1为15mm～35mm，顶部宽度B1为75mm～95mm，侧面为带有直线段的内凹曲面，曲面部分半径R1＞25mm，直线段部分h1深度20mm～40mm。所述导向辊2上有型槽，型槽形状由刀圈产品刃口顶部形状决定，型槽为对称结构，深度H2为30mm～60mm，底部宽度b2为15mm～35mm,顶部宽度B2为30mm～60mm，侧面圆弧形曲面过渡，曲面半径R2＞25mm。所述信号辊4上有型槽，型槽形状由刀圈产品刃口顶部形状决定，型槽为对称结构，深度H4为30mm～60mm，底部宽度b4为15mm～35mm,顶部宽度B4为30mm～60mm，侧面为近似直线的圆弧形曲面过渡。所述芯辊3为圆柱式结构，工作部位有夹角，夹角范围7°＜β3＜11°。所述驱动辊1、导向辊2、信号辊4、芯辊3各部分安装使用时轴线平行。所述驱动辊1、导向辊2、信号辊4安装使用时其型槽中心线在同一平面上。所述芯辊3的工作部位位于驱动辊型槽中间。将该工具工装的各部分安装在辗环机相应部位，安装时保证驱动辊1、导向辊2、信号辊4、芯辊3各部分的轴线平行，驱动辊1、导向辊2、信号辊4的型槽中心线在同一平面上，芯辊3的工作部位位于驱动辊型槽中间。驱动辊1作旋转轧制运动和直线进给运动，芯辊3做从动旋转轧制运动，导向辊2和信号辊4做自由转动。在刀圈产品碾环生产前需要进行制坯，制坯后坯料为带有内孔的环形件，内孔直径大于等于芯辊3工作部位最大直径D3，刀圈产品碾环生产时，将制好的坯料穿入芯辊3工作部位，并保持坯料平面与驱动辊1、导向辊2、信号辊4的型槽中心线在同一平面上，在驱动辊1作用下，刀圈坯料通过驱动辊1与芯辊3构成的轧制型槽产生连续局部塑性变形，使刀圈产品高度减小，直径扩大，截面轮廓成型。当刀圈产品在该型槽中经过多转轧制变形且直径扩大到预订产品尺寸时，刀圈刃口顶部表面与信号辊4接触，驱动辊1停止直线进给运动并返回，辗环过程结束，刀圈产品完成辗环轧制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产刀圈产品的工具工装，包括安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊及芯辊，其特征在于：所述安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊、芯辊各部分以轴线平行方式安装配合在一起，其中，驱动辊、导向辊和信号辊上均开设有型槽，型槽形状由需要加工的刀圈外形决定并与刀圈辗环件外形相吻合，型槽作用于刀圈外径上，芯辊为圆柱式结构，芯辊上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，工作部位作用于刀圈内径上；所述驱动辊、导向辊、信号辊安装使用时其型槽中心线在同一平面上，所述芯辊的工作部位位于驱动辊型槽中间。

【技术特征摘要】
1.一种生产刀圈产品的工具工装，包括安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊及芯辊，其特征在于：所述安装在一起的驱动辊、导向辊、信号辊、芯辊各部分以轴线平行方式安装配合在一起，其中，驱动辊、导向辊和信号辊上均开设有型槽，型槽形状由需要加工的刀圈外形决定并与刀圈辗环件外形相吻合，型槽作用于刀圈外径上，芯辊为圆柱式结构，芯辊上无型槽，工作部位为锥面，锥面夹角为β3，工作部位作用于刀圈内径上；所述驱动辊、导向辊、信号辊安装使用时其型槽中心线在同一平面上，所述芯辊的工作部位位于驱动辊型槽中间。2.如权利要求1所述的一种生产刀圈产品的工具工装，其特征在于：驱动辊上有型槽，型槽为对称结构，深度H1为70mm～95mm，底部宽度b1为15mm～35mm，顶部宽度B1为75mm～95mm，侧面为带有直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，张庆雷，艾俊林，徐宁，郑安雄，冯玉祥，赵东，
申请(专利权)人：河南中原特钢装备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41