大型滚轮或齿轮锻件成形装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于锻造领域，具体地说就是一种滚轮或齿轮锻件成形装置，它适用于各种型号大型滚轮或齿轮锻件成形的工艺设计和制造过程。本实用新型专利技术设计了３６０°环形上砧、１２０°环形上砧以及有内柱、外环形壁和Ｕ形凸起的底座结构的下砧，根据零件图纸，应用本实用新型专利技术中给出的尺寸设计公式，即可设计出与该零件相对应的模具及各种模具的配合使用方法。本实用新型专利技术建立的大型滚轮或齿轮锻件成形装置及使用方法适用于生产直径较大，难以使用传统模锻工艺生产的大型滚轮或齿轮锻件。采用本实用新型专利技术生产大型滚轮或齿轮锻件，能够大大减小锻造所需压力，很好地控制锻件的外形尺寸，减少滚轮或齿轮锻件的加工余量，提高材料利用率，缩短产品的生产周期。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于锻造领域，具体地说就是一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置，它 适用于大型滚轮或齿轮锻件的工艺设计和制造过程。
技术介绍
现代工业设备的发展趋于大型化，大型设备零部件的加工工艺日益引起制造业的 重视。大型滚轮直径可达数米，重量达数吨，是部分特种车辆、轮船的重要部件。传统上尺寸较小的滚轮锻件一般采用整体模锻方法一次成型，由于模锻所需压力 很大，对于直径达1米的滚轮，通常需要万吨压机才能够充分成型，这大大提高了生产成 本，因此整体模锻方法很难应用于大型滚轮的成型过程中。一些企业采用将坯料锻造成圆环状，然后通过机械加工加工出轮缘之间的U形凹 槽的方法。这种方法增加了锻件的加工余量，降低了材料利用率，延长了产品的生产周期， 造成了极大的浪费。此外，这种方法在机械加工的过程将切断锻件固有的纤维流线，影响产 品的组织性能。还有企业采用将两个轮缘分别进行锻造，之后焊接为一体的方法。这样制造 出的滚轮可靠性远不如直接锻造成型的滚轮，在使用过程中沿焊缝附近开裂可能性很大。大型齿轮是制造冶金、矿山、采煤、石油和水泥等行业大型机电设备的重要传动部 件，广泛应用于大型装备制造业。齿轮锻件的外形和锻造方法与滚轮锻件基本一致，区别在 于如果制造齿轮，在对锻件进行机械加工时需要将锻件外缘加工出一圈轮齿，而如果制造 滚轮则不需要此过程。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置，该工艺操作简 便，能够使用较小压力的压机使滚轮或齿轮成型，保证滚轮或齿轮锻件的质量。采用该装置 及操作方法锻造得到的滚轮或齿轮锻件加工余量均勻，各部分尺寸均能满足零件要求。本技术的技术方案是一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置，该成形装置具有下砧，下砧设有内柱、外环形 壁、有U形凸起的底座，内柱位于底座的中心，外环形壁位于底座的外周，底座上设有U形凸 起，U形凸起位于内柱和外环形壁之间，U形凸起与坯料上的U形凹槽相对应。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，该成形装置还具有360°环形上砧，环形坯 料置于下砧内，环形坯料轴线与下砧的轴线重合，360°环形上砧套在内柱上，环形坯料上 表面与360°环形上砧相接触，环形坯料下表面与下砧内的U形凸起相接触。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，该成形装置还具有120°环形上砧，环形坯 料置于下砧内，环形坯料轴线与下砧的轴线重合，120°环形上砧套在内柱上，环形坯料上 表面与120°环形上砧相接触，环形坯料下表面与下砧内的U形凸起相接触。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，下砧尺寸设计公式(单位，mm)为RIT= R1 零_ O 30)Ii2下=Ii2零+ (20 30)R3 下=R3 零 420 30)R4 下=R4 零《20 30)Ii1 下=2max(h2 零，h3 零)Hi1 零+(12 下 + (40 60)Ii2 下=Ii2 零-Ii1 零 + (20 30)Ii3 下=Ii3 零-Ii1 零 + (20 30)Cl1 下=150 250d2T=150 250rlT= r1#_(20 30)其中，滚轮或齿轮零件的尺寸代号含义如下R1 #代表中心孔的半径，代表内轮缘外表面的半径，民,代表外轮缘内表面的半 径，R4#代表零件整体半径，hi#代表两轮缘间U形凹槽处零件的厚度，代表外轮缘高度，代表内轮缘高度，代表两轮缘间U形凹槽的圆角半径，max(h2#, h3#)代表取112,和 Ii3 #两者中的较大值；下砧的尺寸代号含义如下Rit代表下砧内柱的半径，&〒代表下砧底座上U形凸起内表面的半径，I 3T代表下 砧底座上U形凸起外表面的半径，R4t代表下砧外环形壁内壁的半径，Ii1 τ代表下砧整体的 高度，li2T代表下砧底座上U形凸起外侧的高度，h3T代表下砧底座上U形凸起内侧的高度， Cl1 τ代表下砧外环形壁的厚度，d2T代表下砧底座的厚度，τ代表下砧底座上U形凸起上表 面圆角的半径。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，下砧U形凸起的高度应大于零件中U形凹 槽的深度。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，360°环形上砧尺寸设计公式(单位，mm) 为R1 上=Ii2零+30)Ii2 上=R3零 30)Ii1 上=!!!已叉！；！^零-!^零，h3零_h1#) + (200 300)r1±= r1#_(20 30)其中，R1上代表360°环形上砧中心孔的半径，&上代表360°环形上砧的半径，h1± 代表360°环形上砧的厚度，巧上代表360°环形上砧下表面圆角的半径，max(h2#-h1#, h3 零-Ii1 #)代表取Ii2零-Ii1零和Ii3零-Ii1零两者中的较大值。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置，120°环形上砧尺寸设计公式(单位，mm) 为R3 上=Ii2 零+30)R4上=R3零 30)h2±= !!!已叉！；！^零-!^零，h3零-h1#) + (200 300)巧上=r1#_(20 30)α 上=120°其中，代表120°环形上砧中心孔的半径，R4±代表120°环形上砧的半径，h2±代表120°环形上砧的厚度，r2±代表120°环形上砧下表面圆角的半径，α ±代表120°环 形上砧两侧表面的角度，max(h2 零-Ii1零，h3零-比零 )代表取Ii2 # Λ零和Ii3 #-Ii1零两者中的较 大值。一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置的使用方法，包括如下步骤(1)将钢锭加热到指定温度，然后使用上平砧和下平砧将钢锭拔长为圆柱体形状 的坯料；( 将坯料放置在镦粗盘上，使用镦粗帽将坯料镦粗到指定高度，然后将坯料放置 在漏盘上，在坯料中心使用空心冲子冲孔；C3)将环形坯料放在下砧内，使环形坯料轴线与 下砧轴线重合，使用360°环形上砧下压，压下量为总压下量的40% 70%;(4)使用120° 环形上砧分三次分别下压坯料至步骤C3)完成后剩余压下量的55% 65%，每次下压完成 后将120°环形上砧绕轴线旋转120°再进行下一次下压，使三次下压完成后坯料上形成 一个完整的环状U形凹槽；( 将坯料重新加热后翻转，使用120°环形上砧分三次分别下 压坯料至步骤C3)完成后剩余压下量的35% 45%，每次下压完成后，将上砧绕轴线旋转 120°再进行下一次下压。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置的使用方法，步骤(5)中第一次下压应压在 步骤中最后一次下压的对称位置，步骤(5)中第二次下压应压在步骤中第二次下 压的对称位置，步骤(5)中第三次下压应压在步骤中第一次下压的对称位置。所述的大型滚轮或齿轮锻件成形装置的使用方法，步骤(5)中的压下量小于步骤 (4)中的压下量，步骤(5)中的压下量为步骤C3)完成后剩余压下量的55% 65%，步骤 (4)中的压下量为步骤C3)完成后剩余压下量的35% 45%，以使上下面U形凹槽的深度 一致，保证上下轮缘的对称性。本技术中，大型滚轮或齿轮锻件的规格尺寸为外径> 500mm的滚轮或齿轮锻 件。本技术的有益效果是1、本技术确定了一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置及使用方法，经模拟验 证，采用该方法生产滚轮或齿轮锻件，所需压机压力小于采用整体模锻方法的1/4，能够有 效节约生产成本，提高经济效益本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种大型滚轮或齿轮锻件成形装置，其特征在于，该成形装置具有下砧，下砧设有内柱、外环形壁、有Ｕ形凸起的底座，内柱位于底座的中心，外环形壁位于底座的外周，底座上设有Ｕ形凸起，Ｕ形凸起位于内柱和外环形壁之间，Ｕ形凸起与坯料上的Ｕ形凹槽相对应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，孙明月，李殿中，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]