浮法均应力金属型材的制造方法及装置制造方法及图纸

浮法均应力金属型材制造方法及装置，属于基本上无切削的金属机械加工技术领域。它解决了金属材料在以轧制、拉拔和挤压方式被加工成型后应力不均，不能成为一条直线，要后续矫直的问题。它是在电动机的主轴上设有一个小齿轮，小齿轮带动大齿轮，大齿轮带动球形轴承外壳，使球形外壳在承受巨大作用力下能灵活转动，从而使主轴和安装在主轴上的模具型腔轴线能和产品的轴线始终保持在一条直线上，产品无需矫直。本发明专利技术应用于钢材、铜材、铝材和钛合金等金属的轧制、拉拔和挤压生产中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基本上无切削的金属机械加工

技术介绍
目前钢材等金属材料的轧制、拉拔和挤压出都是在轧机或拉拔机前端、中间或尾端安装若干轧辊或拉拔模座制造而成。多组轧辊、单组轧辊或多组拉丝模、单个拉拔模座是用紧固件或电焊焊牢或铸件将轧辊和模座固定在机座上。模座在工作时由于推力和拉拔力的巨大牵引作用，在被拉或被轧制受力的瞬间造成了生产产品的轴线端面与轧辊拉拔型腔的中心线端面或模具定径出口的端面不能一致。材料在成形时，由于拉拔的作用力与模座的反作用力及模座型腔的端面与加工材料的轴线不能成90度角而形成为三个点，使拉拔出来的材料内部应力不一致。当拉拔出的产品在脱机后一般都有无法预计或无法计算的弯曲外型，为此必须经矫直，方可作为材料或工艺上的半成品进入下一程序。材料的成型由三个或者三个以上的力点来完成，其材料的弯曲和静不定性无法解决，这些因素造成被加工材料不能成为一条直线，从而需要另外进行矫直处理；但是矫直又会导致材料内部产生新的静不定，所以材料的内部应力是紊乱的。为了解决这些一直不能攻克的难题，人们用热处理、机械物理矫直等方法来达到材料的表相平直状态。但是这些方法费工费时造成大量的能源消耗。为提高工程或机械材料的保险程度，只能加大材料的用量，造成了材料的极大浪费，致使生产成本增加。由于材料内应力不均勻，机械设备、车辆、舰船、航空及枪炮管等产品在变温、变速或变负荷等情况下容易发生还原变形，材料应力不均等还会造成噪音和共振，导致材料抗疲劳时间缩短，使用寿命缩短，造成大量的材料、能源及资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的是目前金属材料在轧制、拉拔或挤压加工成型后，应力不均勻，轴线不能成为一条直线，需要后续热处理和矫直处理的技术问题。本专利技术的设计思想是将原来的材料由三个或三个以上的力点来形成各种几何尺寸型材改为两个力点来形成，即将刚性受力改为柔性受力。这样，金属材料在轧制、拉拔或挤压加工成型后，其内部应力均勻，就不存在弯曲变形，型材端面360度呈均应力状态。本专利技术采用的技术方案是将两个推力调心滚动轴承相对安装在可旋转的活动轴承壳体内，形成浮法体，浮动体随同推力调心滚动轴承的内圈成为一个中心不变的浮动球体，在工作时根据材料进出主轴线的不一致性，该浮动球体能自动调整，使生产出来的型材的主轴线始终为一条直线。根据上述方案设计出浮法均应力金属型材的生产装置，见图1，由轴和在轴上相对安装的两个推力调心滚动轴承15组成，滚动轴承外壳安装在活动轴承壳体5上，活动轴承壳体5上安装一个大齿轮6，大齿轮6由安装在电动机2上的小齿轮7带动，形成一个可旋转的内球体，从而实现球体的灵活转动；活动轴承壳体5上安装两个深沟球轴承14和深沟球轴承主壳体3组成一个外壳体，外壳体可以与相应的拉拔、轧制和挤压的主机机座连接；调节弹簧17为4个，安装在平衡翼1的两端，防止主轴19空载时偏离中心，以及在工作时防止随同轴承转动而转动，使主轴始终保持中心位置；在工作时，由于作用力和反作用力的共同作用，使该装置所加工的型材轴线与模具型腔轴线一致，腔内缘周长为最小，即最小截面的端面与产品的中心轴线在任意角度内始终成为90度，所加工出来的产品始终因受均勻应力而成一条直线。本专利技术的有益效果是1，生产出的型材端面360度呈均应力状态，无需矫直，而且比矫直机矫直的型材更直。2，经过矫直机矫直的型材存在严重的静不定现象，其内部应力非常不均勻，给机械工程、舰船、航天及兵器等的制造造成不利的影响。随着本专利技术的实施， 这些将成为过去式。3，材料应力不均，工作时产生噪音和共振的缺点也被本专利技术克服。4， 目前生产的型材都为非均应力状态，工程技术人员在不了解材料内部应力状态的情况下， 为了安全起见，往往增加安全系数30-100%，造成了材料的极大浪费。本专利技术的实施可大大节省材料。附图说明图1浮法均应力金属型材生产装置图；1-平衡翼2-电动机3-深沟球轴承主壳体4-衬套5-活动轴承壳体6_大齿轮 7-小齿轮8-小齿轮轴承盖9-电动机小齿轮深沟轴承10-固定轴承副壳体11-喇叭口密封圈12-轴承盖13-进口柔性密封圈14-深沟球轴承15-推力调心滚子轴承16-止推轴承17-平衡弹簧18-出口柔性密封圈19-主轴20-拉拔模具21-浮动模具盒。图2拉拔型材装置总成，电动机后置式；图3拉拔型材装置总成，电动机前置式；图4平衡翼；图5深沟球轴承主壳体；图6衬套；图7活动轴承壳体；图8大齿轮；图9固定轴承副壳体；图10喇叭口密封圈；图11轴承盖；图12主轴；图13拉拔模具；图14浮动模具盒；图15热轧轨道钢的浮动轧辊机总成a_主视图b_俯视图；图16热轧H型钢的浮动轧辊机总成a_主视图b_俯视图；图17热轧圆钢和无缝钢管的浮动轧辊机总成a_主视图b_俯视图；图18热轧方钢或其它截面型材的浮动轧辊机总成a_主视图b_俯视图；图19挤出钢材和有色材料的型材示意图主视图b_俯视图；对照图1，本专利技术的工作原理和运行如下，电动机2主轴上的小齿轮7带动大齿轮 6旋转，大齿轮6带动滚动轴承壳体5旋转，滚动轴承壳体5轴向压紧止推轴承16端面，使深沟球轴承14内圈和推力调心滚子轴承15的外圈及止推轴承16的端面随着滚动轴承壳体5—起转动，利用两个推力调心滚子轴承15相对安装，轴承外壳转动，由两个推力调心滚子轴承15滚珠的外弧组成的一个多个滚珠接触的球体，这个球体理论上能进行360度任意角度旋转。两个相同型号的推力调心滚子轴承15相对安装，它们的调心中心点在同一个中心点上叠加，实现球形运动，获得浮动的中心轴，从而保证了拉伸模具、挤出模具、轧辊型腔的中轴线能与产品任意长轴线始终保持在一条直线上，在卸去作用力和反作用力后也能使材料保持笔直的外观形态，从而不必另外经过矫直机矫直，且材料360度的端面呈均应力状态。具体实施例方式实施例一钢材轧制热轧轨道钢的浮动轧辊机总成为图15，热轧H型钢的浮动轧辊机总成为图16，热轧圆钢、圆铜棒材、圆铝棒材、无缝钢管、圆铜管、圆铝管等其它材质的圆形材料的浮动轧辊机总成为图17，热轧方钢、方铜、方铝等其它有色型材的浮动轧辊机总成为图18。轧制时坯料由喇叭口进入轧辊型腔，由于轧辊型腔是安装在浮动球的一端，球体的外壳在进行径向的旋转，所以球一端的轧辊型腔也为浮动的状态，因此轧制出来的型钢即为呈一条直线的均应力钢材。实施例二有色金属挤压有色金属挤压示意图为图19，挤出型材时，材料由料口进入挤压型腔后，由于挤压活塞的压力使型腔内的材料通过浮动的挤压模座挤出所需要的几何截面的各种型材，且都为呈一条直线的均应力材料。实施例三金属拉拔图1、图2、图3为拉制钢材、铜材、铝材、钛合金等有色金属材料示意图。图2为电动机后置式，图3为电动机前置式。拉制时坯料由喇叭口进入穿过拉拔模由拉拔夹钳夹住， 启动模座上的电动机，拉拔机再开始工作，由于模具浮动，被拉拔材料不发生弯曲，出来的材料即为呈一条直线的均应力材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．浮法均应力金属型材的制造方法，即金属材料在被加工成型后内部保持均应力成为一条直线的浮法加工方法，其特征是，将两个推力调心滚动轴承相对安装在可旋转的活动轴承壳体内，形成浮法模座，浮动体随同推力调心滚动轴承的内圈成为一个中心不变的浮动球体，在工作时根据材料进出主轴线的不一致性，该浮动球体能自动调整，使生产出来的型材的主轴线始终为一条直线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.浮法均应力金属型材的制造方法，即金属材料在被加工成型后内部保持均应力成为一条直线的浮法加工方法，其特征是，将两个推力调心滚动轴承相对安装在可旋转的活动轴承壳体内，形成浮法模座，浮动体随同推力调心滚动轴承的内圈成为一个中心不变的浮动球体，在工作时根据材料进出主轴线的不一致性，该浮动球体能自动调整，使生产出来的型材的主轴线始终为一条直线。2.浮法均应力金属型材的生产装置，其特征是，由轴和在轴上相对安装的两个推力调心滚动轴承15组成，滚动轴承外壳安装在活动轴承壳体5上，活动轴承壳体5上安装一个大齿轮6，大齿轮6由安装在电机2上的小齿轮7带动，形成一个可旋转的内球体，从而实现球体的灵活转动；...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖金安，肖肖，熊小凤，
申请(专利权)人：肖金安，
类型：发明
国别省市：31