用于锻造钢环锻件的立式辗环机及锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机及锻造方法，涉及碾环机技术领域。其技术方案要点是，机架上且位于芯辊下方设置有工作台，工作面上设置有供工作台的一端穿过的缺口；工作台的顶面上设置有用于分别抵触钢环坯料轴向的两个端面的第一夹辊和第二夹辊；第一夹辊位于芯辊远离工作面的一侧且连接有驱动其向工作面方向移动的第一油缸，第二夹辊位于工作面远离芯辊的一侧且连接有驱动其向第一夹辊方向移动的第二油缸。锻造钢环锻件时，除了通过两个抱辊对钢环坯料进行径向限位外，还可通过两个夹辊夹紧钢环坯料的底部实现轴向限位，使得坯料的端面能够保持平整且钢环坯料的底部不会出现弯折或变形，有效保证了最终成型的钢环锻件的质量。

Vertical ring rolling machine and forging method for forging steel ring forgings

【技术实现步骤摘要】
用于锻造钢环锻件的立式辗环机及锻造方法
本专利技术涉及碾环机
，尤其是涉及一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机及锻造方法。
技术介绍
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造不仅能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷、优化微观组织结构，同时也能保存完整的金属流线，亦能对一些环形金属坯料进行扩孔，从而实现坯料厚度的减薄，并使其内径尺寸达到要求。钢环锻件一般是通过碾环机锻造而成，在通过碾环机锻造钢环锻件时，会将加热并冲有小孔的坯料套在碾环机的芯辊上，靠碾环机碾压辊的外缘带动坯料旋转，实现坯料厚度的减薄与直径扩大的轧制成形过程。例如公开号为CN108687279A的中国专利文件就公开了一种碾环机，其包括机架，机架的工作面为一与水平面呈70°至90°的斜面；工作面上设置有由上至下走向的导轨，滑块套在导轨上能够沿导轨滑动，滑块的中下部设置压辊，机架顶部固定有油缸，滑块的中上部连接油缸；压辊下方设置有芯辊，芯辊固定在机架上；芯辊的左下方和右下方设置第一抱辊和第二抱辊，第一抱辊和第二抱辊分别连接第一气缸和第二气缸；滑块背面固定有电机，电机通过链条链轮机构连接动力轴，动力轴穿过滑块连接压辊；压辊为凹辊，芯辊为凸辊。上述技术方案的工作原理为：在启动设备前，先将冲有小孔的坯料套在芯辊上；然后通过油缸带动滑块下移，同时通过电机带动压辊转动；最后通过两个气缸分别带动第一抱辊和第二抱辊与坯料的外侧壁接触，以实现对坯料的定位。在压辊下移至与坯料接触后，压辊的外缘会带动坯料旋转，从而实现坯料厚度的减薄与直径扩大的轧制过程。但是在上述技术方案中，通过两个抱辊与环形坯料的外侧壁抵触只能限制钢环坯料径向的移动，而在压辊带动坯料旋转的过程中：一方面，钢环坯料在压辊和芯辊的压力下，其两个端面会受到沿钢环坯料的轴向向外膨胀的作用力，因而钢环坯料的端面极易出现凹凸不平的情况；另一方面，钢环坯料只有顶部被压辊和芯辊夹紧，其底部处于悬空状态，因此其底部不可避免的会受到沿钢环坯料轴向的作用力，而坯料处于高温状态下时质地较软，所以在钢环坯料底部受到轴向作用力时极易发成弯折或变形的情况。以上无论是坯料端面出现凹凸不平还是坯料底部出现弯折或变形，都会影响最终成型的钢环锻件的质量，严重情况下例如在钢环坯料产生弯折后还继续通过压辊和芯辊挤压坯料时还会造成坯料的报废。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机及锻造方法。专利技术目的一是：提供一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机，其优点是能够有效保证最终成型的钢环锻件的质量；专利技术目的二是：提供一种用于锻造钢环锻件的锻造方法，其具有能够有效降低废品率的效果。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机，包括机架和设置在机架上的工作面，所述工作面上设置有自上而下走向的导轨，所述导轨上设置有能沿导轨滑动的碾压辊；所述工作面上且位于碾压辊下方设置有芯辊，所述工作面上且位于芯辊的左下方和右下方均设置有限位油缸，所述限位油缸的活塞杆朝向芯辊且均连接有抱辊；所述机架上且位于芯辊下方设置有工作台，所述工作面上设置有供工作台的一端穿过的缺口；所述工作台的顶面上设置有用于分别抵触钢环坯料轴向的两个端面的第一夹辊和第二夹辊；所述第一夹辊位于芯辊远离工作面的一侧且连接有驱动其向工作面方向移动的第一油缸，所述第二夹辊位于工作面远离芯辊的一侧且连接有驱动其向第一夹辊方向移动的第二油缸。通过采用上述技术方案，初始状态时，第一夹辊位于芯辊远离工作面的一侧，第二夹辊位于工作面远离芯辊的一侧；将坯料套设到芯辊上后，除了使两个抱辊与坯料的外侧壁抵触之外，再使第一夹辊和第二夹辊分别抵触钢环坯料轴向的两个端面。此时，驱动碾压辊下移至与坯料接触后，压辊的外缘会带动坯料旋转，从而实现坯料厚度的减薄与直径扩大的轧制过程。在坯料的轧制过程中，由于两个抱辊限制了坯料径向的运动趋势，两个夹辊限制了坯料轴向的运动趋势，所以坯料旋转过程中不易摆动，从而使得坯料不易出现弯折或变形的现象，坯料端面也能保持平整，有效保证了最终成型的钢环锻件的质量。本专利技术进一步设置为：所述工作面与水平面之间的夹角大于80°且小于90°，所述芯辊与工作面垂直，所述芯辊靠近工作面的一端的高度低于其另一端的高度；所述第一夹辊和第二夹辊均呈圆台状且第一夹辊和第二夹辊的侧面均能与钢环坯料上对应的端面抵触。通过采用上述技术方案，进一步降低了芯辊上的坯料在旋转过程中向远离工作面方向的运动趋势，保证碾压辊能够稳定的对坯料进行厚度的减薄。本专利技术进一步设置为：所述第一油缸的缸体连接有安装板，所述安装板固定在工作台的顶面；所述第一油缸的活塞杆连接有U形板，所述第一夹辊的顶端和底端均通过轴承与U形板转动连接；所述安装板的顶端沿第一油缸活塞杆的长度方向设置有第一滑槽，所述U形板的底端伸入第一滑槽且与第一滑槽滑移配合；所述第二油缸的缸体与工作台的顶面连接，所述第二油缸的活塞杆连接有L形板，所述L形板的底端设置有滑块；所述第二夹辊的顶端通过轴承与L形板转动连接，所述第二夹辊的底端通过轴承与滑块转动连接；所述工作台的顶面沿第二油缸活塞杆的长度方向设置有第二滑槽，所述滑块位于第二滑槽内且与第二滑槽滑移配合。通过采用上述技术方案，保证了第一夹辊和第二夹辊移动时的稳定性，坯料滚动过程中对U形板和L形板施加的作用力被传递到工作台上，从而减小了气缸的活塞杆所受到的压力。本专利技术进一步设置为：所述芯辊远离工作面的一端设置有插杆，所述插杆的直径小于芯辊的直径；所述工作台的顶面上且位于芯辊远离工作面的一侧设置有支撑板，所述支撑板上设置有供第一夹辊通过的通槽；所述工作台上设置有用于驱动支撑板向芯辊方向移动的驱动组件，所述支撑板上设置有供插杆插入的插孔。通过采用上述技术方案，能够对芯辊远离工作面的一端提供支撑，避免了芯辊由于一端悬空而造成的弯曲，从而也有效保证了最终成型的钢环锻件的质量。本专利技术进一步设置为：所述工作台的顶面上沿支撑板的移动方向设置有第三滑槽，所述第三滑槽的底壁上沿支撑板的移动方向设置有驱动槽；所述驱动组件包括连接块、驱动块和第三油缸；所述连接块滑移设置在第三滑槽内，所述连接块的顶端与支撑板的底端连接，所述连接块的底端与驱动块连接；所述驱动块远离连接块的一端穿过驱动槽伸出到工作台下方，所述第三油缸的缸体与工作台连接，所述第三油缸的活塞杆与驱动块连接且用于驱动支撑板沿第三滑槽方向移动。通过采用上述技术方案，便于驱动支撑板移动，且由于连接块滑移设置在第三滑槽内，所以支撑板能稳定的沿直线方向滑动，保证了插孔与插杆精确对准并在插杆插入插孔后对芯辊进行支撑。本专利技术进一步设置为：所述第三滑槽的底壁上且位于驱动槽的两侧均沿支撑板的移动方向分布有若干个滚轮，所述滚轮与连接块的底端抵触。通过采用上述技术方案，大大减小了支撑板移动时的阻力和连接块滑动时的磨损，使得支撑板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机，包括机架(1)和设置在机架(1)上的工作面(2)，所述工作面(2)上设置有自上而下走向的导轨(21)，所述导轨(21)上设置有能沿导轨(21)滑动的碾压辊(3)；所述工作面(2)上且位于碾压辊(3)下方设置有芯辊(4)，所述工作面(2)上且位于芯辊(4)的左下方和右下方均设置有限位油缸(5)，所述限位油缸(5)的活塞杆朝向芯辊(4)且均连接有抱辊(51)；其特征在于，所述机架(1)上且位于芯辊(4)下方设置有工作台(6)，所述工作面(2)上设置有供工作台(6)的一端穿过的缺口(22)；所述工作台(6)的顶面上设置有用于分别抵触钢环坯料轴向的两个端面的第一夹辊(61)和第二夹辊(62)；所述第一夹辊(61)位于芯辊(4)远离工作面(2)的一侧且连接有驱动其向工作面(2)方向移动的第一油缸(63)，所述第二夹辊(62)位于工作面(2)远离芯辊(4)的一侧且连接有驱动其向第一夹辊(61)方向移动的第二油缸(64)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锻造钢环锻件的立式辗环机，包括机架(1)和设置在机架(1)上的工作面(2)，所述工作面(2)上设置有自上而下走向的导轨(21)，所述导轨(21)上设置有能沿导轨(21)滑动的碾压辊(3)；所述工作面(2)上且位于碾压辊(3)下方设置有芯辊(4)，所述工作面(2)上且位于芯辊(4)的左下方和右下方均设置有限位油缸(5)，所述限位油缸(5)的活塞杆朝向芯辊(4)且均连接有抱辊(51)；其特征在于，所述机架(1)上且位于芯辊(4)下方设置有工作台(6)，所述工作面(2)上设置有供工作台(6)的一端穿过的缺口(22)；所述工作台(6)的顶面上设置有用于分别抵触钢环坯料轴向的两个端面的第一夹辊(61)和第二夹辊(62)；所述第一夹辊(61)位于芯辊(4)远离工作面(2)的一侧且连接有驱动其向工作面(2)方向移动的第一油缸(63)，所述第二夹辊(62)位于工作面(2)远离芯辊(4)的一侧且连接有驱动其向第一夹辊(61)方向移动的第二油缸(64)。


2.根据权利要求1所述的用于锻造钢环锻件的立式辗环机，其特征在于，所述工作面(2)与水平面之间的夹角大于80°且小于90°，所述芯辊(4)与工作面(2)垂直，所述芯辊(4)靠近工作面(2)的一端的高度低于其另一端的高度；所述第一夹辊(61)和第二夹辊(62)均呈圆台状且第一夹辊(61)和第二夹辊(62)的侧面均能与钢环坯料上对应的端面抵触。


3.根据权利要求1所述的用于锻造钢环锻件的立式辗环机，其特征在于，所述第一油缸(63)的缸体连接有安装板(65)，所述安装板(65)固定在工作台(6)的顶面；所述第一油缸(63)的活塞杆连接有U形板(66)，所述第一夹辊(61)的顶端和底端均通过轴承与U形板(66)转动连接；所述安装板(65)的顶端沿第一油缸(63)活塞杆的长度方向设置有第一滑槽(651)，所述U形板(66)的底端伸入第一滑槽(651)且与第一滑槽(651)滑移配合；
所述第二油缸(64)的缸体与工作台(6)的顶面连接，所述第二油缸(64)的活塞杆连接有L形板(67)，所述L形板(67)的底端设置有滑块(68)；所述第二夹辊(62)的顶端通过轴承与L形板(67)转动连接，所述第二夹辊(62)的底端通过轴承与滑块(68)转动连接；所述工作台(6)的顶面沿第二油缸(64)活塞杆的长度方向设置有第二滑槽(69)，所述滑块(68)位于第二滑槽(69)内且与第二滑槽(69)滑移配合。


4.根据权利要求1所述的用于锻造钢环锻件的立式辗环机，其特征在于，所述芯辊(4)远离工作面(2)的一端设置有插杆(41)，所述插杆(41)的直径小于芯辊(4)的直径；所述工作台(6)的顶面上且位于芯辊(4)远离工作面(2)的一侧设置有支撑板(7)，所述支撑板(7)上设置有供第一夹辊(61)通过的通槽(71)；所述工作台(6)上设置有用于驱动支撑板(7)向芯辊(4)方向移动的驱动组件，所述支撑板(7)上设置有供插杆(41)插入的插孔(72)。


5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐赟，周建民，王雪芬，
申请(专利权)人：苏州乾元机械配件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32