一种轴管类零件矫直装置及工艺方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轴管类零件矫直装置及工艺方法，属于机械加工和装置技术领域，矫直装置包括安装在工作台上的左右对称的两套矫直机构、用于传递运动和放大力的连杆机构、用于提供动力的液压系统和用于控制指挥的数控系统；矫直机构安装于工作台的上部；矫直机构中的U型板底端与连杆机构铰接，连杆机构还与工作台台板下端铰接；连杆机构和液压系统相连；液压系统和两套矫直机构中的电动机均与数控系统相连；工艺方法包括：①装夹，②加载，③卸载。本发明专利技术矫直效率高，可以一次矫直多方向挠曲的轴管类零件，设备简单，成本低，可以得到均匀的残余应力，提高产品的力学性能。

A kind of straightening device and technology for shaft and tube parts

【技术实现步骤摘要】
一种轴管类零件矫直装置及工艺方法
本专利技术涉及机械加工和装置
，尤其是一种轴管类零件矫直装置及工艺方法。
技术介绍
钢铁行业是国民经济的支柱产业之一，在我国工业现代化进程中发挥了不可替代的作用。轴管类零件作为一种重要的钢铁产品，被广泛应用在机械、船舶、石油化工等行业，随着轴管类零件生产规模的扩大，人们对于轴管类产品的精度要求也愈来愈高，精密成形愈加受到学术界和钢铁企业的关注。轴类零件由于热处理工艺、材料性质不均、和加工工艺参数影响，常常导致轴的直线度超标；管类零件受成形设备和焊接热应力等因素的影响，也常导致直线度超标。轴管类零件直线度超标，将导致使用寿命大幅降低，严重情况下甚至会造成事故。因此在轴管类零件的生产过程中，矫直是一道必要的工序，矫直设备也是不可或缺的加工设备。目前我国多数企业矫直轴管类零件采用压力矫直方法，主要是因为压力矫直方法简单并且可以对大批量相同尺寸的轴管类零件进行矫直；压力矫直工艺的实施多由操作人员凭经验和估计来确定矫直行程，这种传统的做法不仅劳动强度大，生产效率低，而且矫直精度的稳定性得不到保证。当矫直初始挠度较大或者多方向挠曲的轴管类零件时，需要多次检测和压制，矫直效率更低。为解决压力矫直效率低下的缺点，发展了二辊连续矫直工艺。轴管类零件在辊缝中旋转前进，经历相同的加载路径，将曲率统一到零，轴管类零件被矫直。但是二辊矫直工艺不能矫直阶梯轴和直径大于一定程度的轴管类零件，且容易产生表面质量缺陷。在优胜劣汰的竞争环境中，产品品质也就成为企业生存和发展的关键，为避免上述矫直方法的缺点，开发精确和高效的新型轴管类零件矫直工艺方法成为企业的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种轴管类零件矫直装置及工艺方法，适用于直线度超标的轴管类零件的矫直，通过设计轴管类零件矫直装置并应用在矫直工艺中，可以矫直管件和实心或空心的光轴或阶梯轴，设备简单，降低了矫直成本，提高了矫直精度，矫直后轴管类零件可以得到均匀的残余应力，提高了产品的力学性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种轴管类零件矫直装置包括安装在工作台上的左右对称的两套矫直机构、用于传递运动和放大力的连杆机构、用于提供动力的液压系统和用于控制指挥的数控系统；矫直机构安装于工作台的上部；矫直机构中的U型板底端与连杆机构铰接，连杆机构还与工作台台板下端铰接；连杆机构和液压系统相连；液压系统和两套矫直机构中的电动机均与数控系统相连。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述矫直机构包括卡盘、两套轴承座组件、联轴器、销轴、两块带加强筋的L形板、电动机、底部设有燕尾形导轨的U形板以及底面开有燕尾槽的平板；两块L形板前后对称固定安装在工作台上；在每个L形板的侧板的上方均开有一个通孔，开有圆形通孔的U形板通过销轴铰接在两块L形板的侧板之间；底部设有燕尾形导轨的U形板开口向上，其底面与工作台不接触；U形板和开有燕尾槽的平板通过导轨和燕尾槽卡接；在U形板侧板与平板两侧所接触平面的中心位置，间隔设置若干螺纹孔，通过螺纹连接将U形板和平板固连；电动机通过螺栓固定安装在平板的上面；电动机通过联轴器与卡盘连接，且在联轴器和卡盘的中间联接有两个固定在平板上起支撑作用的轴承座组件。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述L形板的侧板的上方开有的通孔是中间段是矩形两端是半圆形。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述平板在U形板内可以滑动。本专利技术技术方案的进一步改进在于：分别安装在两个矫直机构上的两个卡盘初始位置平行且两端面竖直放置，两轴线重合。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述连杆机构左右对称，包括上端与U形板的底端铰接的连杆一、初始平行于工作台且与工作台台板下端相铰接的连杆二以及一端与液压系统中的液压缸铰接的连杆三；连杆一垂直穿过工作台上开设的矩形通孔，下端与连杆二铰接；连杆二另一端与连杆三铰接。本专利技术还提供一种轴管类零件矫直工艺方法，包括以下步骤：步骤一：装夹；两个卡盘初始位置平行且两端面竖直放置，两轴线重合，调整两个卡盘的卡持直径，使两个卡盘的卡持直径大于被矫轴管类零件的直径，将被矫轴管类零件的两端分别放入两卡盘之间并夹紧；两卡盘夹紧的同时，带有初始挠度的被矫轴管类零件被摆正，即轴线近似为直线；在摆正的同时，被矫轴管类零件两端的直线距离有伸长，故两端卡盘有一定的水平位移；步骤二：加载；在两卡盘轴线的外侧相同的距离处，分别假设有一可进行水平位移的参考点，参考点对应于装置中U型板和前后两侧L形板的连接点的连线的中点，一侧的参考点和卡盘可以看作刚性连接，两端卡盘同时启动并以同一速度向同一方向绕自身轴线旋转，旋转的同时，左边卡盘绕左参考点逆时针旋转，右边卡盘绕右参考点顺时针旋转，使被矫轴管类零件凸向上侧弯曲；此时，两参考点的水平距离逐渐小幅的缩短，随着被矫轴管类零件的弯曲程度逐渐增大，塑性变形占整体变形的比例也越大，弯曲程度增大的同时，被矫轴管类零件一直在绕自身轴线旋转，即被矫轴管类零件的任一纵向纤维均多次经历交替的正反弯曲；步骤三：卸载；在被矫轴管类零件弯曲到达一定的程度后，两端卡盘开始卸载，即两端卡盘在以和加载过程中相同的角速度绕自身轴线旋转的同时，左边卡盘绕左参考点顺时针旋转，右边卡盘绕右参考点逆时针旋转；直到两卡盘回到平行的状态，即被矫轴管类零件达到平直的状态；卸载过程中两参考点的水平距离逐渐小幅增大，最后，两卡盘松开，将被矫轴管类零件取出，矫直完成。本专利技术技术方案的进一步改进在于：当被矫轴管类零件的初始挠度较大时，需在轴管类零件的前侧或者后侧放置一个圆辊。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：1、本专利技术中的轴管类零件矫直装置通过设置左右对称的两套矫直机构和连杆机构的设置，使本专利技术可以一次矫直多方向挠曲的轴管类零件，克服了传统的压力矫直工艺中单次只能对单方向的挠度进行矫直，当有多个方向的挠度时，需要对每个方向的挠度进行分别矫直，效率较低，且容易导致塑性铰，导致矫直失败。2、本专利技术中的轴管类零件矫直装置通过在矫直机构中巧妙设置U型板、L型板和平板结构的结构连接，使本专利技术克服了现有的往复弯曲矫直工艺只可以矫直光轴或管的限制，本专利技术可以矫直管件和实心或空心的光轴或阶梯轴，成功的扩大了矫直范围，矫直成功率高。3、本专利技术中的轴管类零件矫直装置通过两个平行卡盘的设备，使被矫轴管类零件在矫直过程中不会受到外部物体的碰撞或摩擦，使挠度超标的轴管类零件等经本专利技术矫直后，其表面无磨损和划痕等缺陷。4、本专利技术通过设计轴管类零件矫直装置并应用在矫直工艺中，设备简单，操作方便，降低了矫直成本，提高了矫直精度，矫直后被矫轴管类零件可以得到均匀的残余应力，提高了产品的力学性能。附图说明图1是本专利技术矫直装置主视图；图2是本专利技术矫直装置轴测图；图3是本专利技术U型板和平板结构示意图；图4是本专利技术实施例1矫直前示意简图；图5是本专利技术实施例1装夹完成后示意简图；图6是本专利技术实施例1加载过程中示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：包括安装在工作台（9）上的左右对称的两套矫直机构、用于传递运动和放大力的连杆机构、用于提供动力的液压系统和用于控制指挥的数控系统；矫直机构安装于工作台（9）的上部；矫直机构中的U型板（8）底端与连杆机构铰接，连杆机构还与工作台（9）台板下端铰接；连杆机构和液压系统相连；液压系统和两套矫直机构中的电动机（7）均与数控系统相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：包括安装在工作台（9）上的左右对称的两套矫直机构、用于传递运动和放大力的连杆机构、用于提供动力的液压系统和用于控制指挥的数控系统；矫直机构安装于工作台（9）的上部；矫直机构中的U型板（8）底端与连杆机构铰接，连杆机构还与工作台（9）台板下端铰接；连杆机构和液压系统相连；液压系统和两套矫直机构中的电动机（7）均与数控系统相连。


2.根据权利要求1所述的一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：所述矫直机构包括卡盘（2）、两套轴承座组件（3）、联轴器（4）、销轴（5）、两块带加强筋的L形板（6）、电动机（7）、底部设有燕尾形导轨的U形板（8）以及底面开有燕尾槽的平板（14）；两块L形板前后对称固定安装在工作台（9）上；在每个L形板（6）的侧板的上方均开有一个通孔，开有圆形通孔的U形板（8）通过销轴（5）铰接在两块L形板（6）的侧板之间；底部设有燕尾形导轨的U形板（8）开口向上，其底面与工作台（9）不接触；U形板（8）和开有燕尾槽的平板（14）通过导轨和燕尾槽卡接；在U形板（8）侧板与平板（14）两侧所接触平面的中心位置，间隔设置若干螺纹孔，通过螺纹连接将U形板（8）和平板（14）固连；电动机（7）通过螺栓固定安装在平板（14）的上面；电动机（7）通过联轴器（4）与卡盘（2）连接，且在联轴器（4）和卡盘（2）的中间联接有两套固定在平板（14）上起支撑作用的轴承座组件（3）。


3.根据权利要求2所述的一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：所述L形板（6）的侧板的上方开有的通孔是中间段是矩形两端是半圆形。


4.根据权利要求2所述的一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：所述平板（14）在U形板（8）内可以滑动。


5.根据权利要求2所述的一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：分别安装在两个矫直机构上的两个卡盘（2）初始位置平行且两端面竖直放置，两轴线重合。


6.根据权利要求1所述的一种轴管类零件矫直装置，其特征在于：所述连杆机构左右对称，包括上端与U形板（8）的底端铰接的连杆一（11）、初始状态平行于工作台（9）且与工作台（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，孟庆党，于高潮，穆振凯，黄学颖，王浩然，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13