一種精密環(huán)軋用軋制工裝

文／孫傳金，安鳳軍·丹東豐能工業(yè)股份有限公司

戰(zhàn)國時(shí)期人物馭龍圖

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力。目前，國內(nèi)軋制環(huán)件時(shí)，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(zhǎng)了軋制時(shí)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(jī)構(gòu)將逐漸松動(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(shí)少、速度快，節(jié)省模具更換時(shí)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(jī)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(dòng)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(jī)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(tái)的臺(tái)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(shí)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(jī)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(shí)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(gè)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(gè)擋邊與主割刀之間均設(shè)有主模。當(dāng)主割刀為多個(gè)時(shí)，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(gè)，其上下兩端各設(shè)置一個(gè)擋邊，每個(gè)擋邊與主割刀之間設(shè)置一個(gè)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(gè)半環(huán)，這兩個(gè)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(jìn)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(gè)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(gè)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(jī)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(shí)際產(chǎn)品，計(jì)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(shí)物，如圖8 所示。鍛件生產(chǎn)工藝流程如圖9 所示，鍛件實(shí)物如圖10 所示。

圖6 主模

圖7 主割刀

圖8 工裝實(shí)物

圖9 工藝流程

圖10 鍛件實(shí)物

通過生產(chǎn)應(yīng)用，實(shí)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(jī)構(gòu)能夠有效地防止工裝零部件的松動(dòng)與脫落，穩(wěn)定軋制過程。

結(jié)束語

對(duì)每件產(chǎn)品進(jìn)行一次性軋制，軋制工時(shí)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%。