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        一種精密環(huán)軋用軋制工裝

        2021-01-21 01:25:38孫傳金安鳳軍丹東豐能工業(yè)股份有限公司
        鍛造與沖壓 2021年1期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)品

        文/孫傳金,安鳳軍·丹東豐能工業(yè)股份有限公司

        戰(zhàn)國時期人物馭龍圖

        隨著市場競爭越來越激烈,環(huán)件的加工制造要求也越來越高,提高環(huán)件原材料利用率、降低制造成本以及保證產(chǎn)品質(zhì)量將成為企業(yè)的核心競爭力。目前,國內(nèi)軋制環(huán)件時,都是分成兩至三次將環(huán)鍛件軋制成形,不僅增加模具種類投入,而且延長了軋制時間,增加了生產(chǎn)成本。隨著軋制工裝在軋制過程中的受力影響,軋制工裝上的緊固機構(gòu)將逐漸松動,使得軋制環(huán)件尺寸誤差較大、形狀不規(guī)則以及軋制過程不穩(wěn)定,從而導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。

        技術(shù)方案

        為了解決環(huán)件軋制一次成形、軋制工裝零部件的松動及脫落問題,提供一種精密環(huán)軋用軋制工裝,具體方案如下。

        ⑴利用軋制工裝的型腔尺寸,在軋制過程中,將熱態(tài)原材料一次性充滿型腔,產(chǎn)品的截面尺寸由軋制工裝型腔保證;增大了環(huán)件在軋制過程中的塑性變形及原材料的流動性,保證了內(nèi)部晶粒組織的連續(xù)性,消除了產(chǎn)品內(nèi)部缺陷,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,避免了因軋制過程不穩(wěn)定造成的不合格品。

        ⑵根據(jù)產(chǎn)品不同的截面尺寸更換主模以及主割刀,即可改變型腔尺寸,可以應(yīng)用于大多數(shù)規(guī)格的產(chǎn)品;可一次軋制成形,軋制用時少、速度快,節(jié)省模具更換時間,一次投入可以持續(xù)使用,提高生產(chǎn)效率。

        ⑶設(shè)置了防轉(zhuǎn)機構(gòu),防止在軋制過程中,軋制工裝受軋制力的影響,造成軋制工裝零部件的松動及脫落,穩(wěn)定軋制過程。

        工作原理

        此裝置由擋邊、主模、主割刀組成一次軋制成形的型腔,由芯模、半環(huán)、鍵和鎖緊環(huán)組成防轉(zhuǎn)機構(gòu),如圖1 所示。先用芯軸將坯料軋制至工藝要求的過渡尺寸后,再將其放置在軋制平臺的臺板上,將芯軸穿過芯模,利用由擋邊、主模及主割刀組成的型腔將熱態(tài)原材料一次性充滿型腔,實現(xiàn)一次軋制成形,并達(dá)到工藝要求的環(huán)件的尺寸。由于設(shè)置了防轉(zhuǎn)機構(gòu),增加了環(huán)件在軋制過程的穩(wěn)定性。

        圖1 精密環(huán)軋用軋制工裝剖視圖

        實施方式

        精密環(huán)軋用軋制工裝立體結(jié)構(gòu)如圖2 所示,此工裝包括芯模、擋邊、主模、主割刀、半環(huán)、鍵、鎖緊環(huán)、鎖緊螺母及緊固件,其中芯模的軸向截面為中空的倒置“T”形,下端分別套設(shè)有擋邊、主模及主割刀,主模位于擋邊及主割刀之間,由主模、擋邊及主割刀形成容置環(huán)件熱態(tài)原材料、一次軋制成形的型腔;位于最下方的擋邊由“T”形的橫邊支撐限位。

        圖2 精密環(huán)軋用軋制工裝立體結(jié)構(gòu)示意圖

        芯模的下端至少套設(shè)有一個主割刀,用于在環(huán)件內(nèi)表面切割環(huán)形凹槽;該主割刀的上下兩端均有套設(shè)在芯模下端的擋邊,每個擋邊與主割刀之間均設(shè)有主模。當(dāng)主割刀為多個時,相鄰主割刀之間有套設(shè)在芯模下端的主模。此工裝的主割刀為一個,其上下兩端各設(shè)置一個擋邊,每個擋邊與主割刀之間設(shè)置一個主模;擋邊、主模及主割刀均為圓環(huán)狀,主割刀的外表面為刀刃。

        在芯模的上端套設(shè)有兩個半環(huán),這兩個半環(huán)分別放置在位于最上方的擋邊上,并通過鎖緊環(huán)進行鎖緊。芯模上端的外表面沿軸向銑制有平面,該平面通過鍵與其中一個半環(huán)配合連接,再由鎖緊環(huán)鎖緊,起到防轉(zhuǎn)的作用,如圖3 所示。半環(huán)上方的芯模上設(shè)有鎖緊螺母,兩個半環(huán)通過鎖緊螺母軸向定位。

        根據(jù)產(chǎn)品的不同尺寸更換主模以及主割刀,即可改變型腔尺寸,可以應(yīng)用于大多數(shù)規(guī)格的產(chǎn)品。環(huán)件一次軋制成形的工作狀態(tài)如圖4 所示。

        圖3 防轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

        圖4 一次軋制成形的工作狀態(tài)圖

        圖5 鍛件形狀

        生產(chǎn)應(yīng)用

        根據(jù)實際產(chǎn)品,計算出鍛件的形狀尺寸,如圖5所示,根據(jù)鍛件的形狀尺寸確定主模(圖6)、主割刀尺寸(圖7),再將主模、主割刀以及工裝的其他部件組成軋制型腔,最后,根據(jù)圖紙制作出工裝實物,如圖8 所示。鍛件生產(chǎn)工藝流程如圖9 所示,鍛件實物如圖10 所示。

        圖6 主模

        圖7 主割刀

        圖8 工裝實物

        圖9 工藝流程

        圖10 鍛件實物

        通過生產(chǎn)應(yīng)用,實際鍛件尺寸滿足工藝要求,將熱態(tài)原材料一次性充滿工裝型腔,未見缺陷;根據(jù)產(chǎn)品不同的截面尺寸,只需更換主模以及主割刀,即可改變型腔尺寸,滿足不同產(chǎn)品需求;防轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠有效地防止工裝零部件的松動與脫落,穩(wěn)定軋制過程。

        結(jié)束語

        對每件產(chǎn)品進行一次性軋制,軋制工時由原來的15 ~20min 減少到8 ~10min;終鍛溫度由原來的850℃提高到950℃,解決了以往大噸位產(chǎn)品軋制溫度過低導(dǎo)致型腔充不滿的問題,廢品率由5%下降到3%;節(jié)約原材料重量達(dá)8%~10%。

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