CN119456889A - 一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属板无切削加工技术领域，尤其是一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法，一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具包括底座，所述底座的顶部一侧固定有竖板，所述竖板内转动贯穿有转轴，所述竖板远离底座的一侧通过机架固定有第一电机，所述第一电机的输出轴与转轴的一端固定连接，所述转轴的外壁可拆卸固定套设有模型环，可根据轧制需要更换相应的模型环，本发明中，在对环形坯料轧制过程中，根据需要能够轻松完成芯模的更换，完成对环形坯料内部轧制的目的，进而在将环形坯料放置在模型环和芯轴上时，能够直接将环形坯料轧制成型，极大提高轧制效率。

Description

一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法

技术领域

本发明涉及金属板无切削加工技术领域，尤其涉及一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法。

背景技术

法兰盘，是一种盘状零件，主要用来实现管与管之间的连接，在石油化工、城市供水系统、电力行业等领域有着广泛的应用，现有技术中在进行法兰轧制成型过程中仍存在以下缺点：现有技术中在轧制过程中需要使用芯轴和模型配合完成轧制作业，但是，由于法兰轧制过程中法兰盘内壁呈圆形，当需要在法兰盘内壁形成台阶或凹槽时，则需要进行后续的加工，无法一次性完成法兰盘的加工，从而降低了法兰盘的生产效率。

针对上述问题，本发明文件提出了一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的无法一次性完成法兰盘的加工，导致法兰盘生产效率较低的缺点，而提出的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具及使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，包括底座，底座的顶部一侧固定有竖板，竖板内转动贯穿有转轴，竖板远离底座的一侧通过机架固定有第一电机，第一电机的输出轴与转轴的一端固定连接，转轴的外壁可拆卸固定套设有模型环，可根据轧制需要更换相应的模型环；

还包括芯轴，其转动在竖板的一侧并位于转轴的上方，模型环与芯轴配合用于轧制环形坯料，芯轴的外壁套设有芯模，且芯模、芯轴与模型环配合用于对环形坯料的内壁轧制；

还包括两个导引轮，且两个导引轮均位于芯轴的上方，两个导引轮位于环形坯料的两侧，用于对环形坯料的厚度进行控制；

还包括移动座，其滑动在底座的顶部，移动座内转动贯穿有转动管，移动座靠近竖板的一侧设有空心盘，转动管的一端固定延伸至空心盘内，底座的顶部固定有液压缸，液压缸的输出轴与移动座远离竖板的一侧固定连接；

固定结构，设置在芯轴的一端，用于将芯模固定在芯轴外壁；

控制结构，设置在竖板内，用于使导引轮始终与环形坯料碰触；

更换结构，设置在移动座的一侧，用于更换芯轴外壁的芯模。

在一种可能的设计中，固定结构包括固定在芯轴靠近空心盘一端的插接块，芯模靠近空心盘的一端固定有连接盘，芯轴的外壁设有多个滑槽，连接盘的内壁固定有多个滑块，连接盘通过滑槽、滑块与芯轴滑动连接，芯轴通过滑槽、滑块带动芯模、连接盘转动，连接盘远离芯模的一侧转动连接有连接头，插接块的一端贯穿连接头，插接块的顶部与底部均设有滑动槽，两个滑动槽相互靠近的一侧内壁均固定有第一弹簧，两个第一弹簧相互远离的一端均固定有梯形卡块，且两个梯形卡块滑动设置在相应的滑动槽内，梯形卡块用于对连接头限位，通过梯形卡块、连接头以及滑槽、滑块的配合将芯模固定在芯轴的外壁；移动座向芯轴的方向移动，芯轴依次贯穿芯模、连接盘和连接头，直至插接块插入挤压筒内，且连接头的一端抵触挤压筒，接着移动座和挤压筒向外侧移动，连接头从安装筒内脱离，梯形卡块失去挤压筒的挤压后在第一弹簧的弹力作用下向外侧延伸，而梯形卡块刚好卡在连接头的一端，而连接盘内的滑块与芯轴外壁的滑槽配合，且连接盘内的滑块与芯轴外壁滑槽的一侧内壁抵触，此时梯形卡块、滑块、滑槽配合将芯模固定在芯轴的外壁，在后期芯轴转动对环形坯料进行轧制过程中，同步带动芯模转动，对环形坯料的内壁进行轧制。

在一种可能的设计中，控制结构包括滑动在竖板一侧的升降板，升降板位于芯轴的正上方，升降板的底部设有条形槽，条形槽内转动连接有双向丝杆，双向丝杆的一端转动延伸至升降板的一侧，条形槽内滑动连接有两个螺母块，两个螺母块分别螺纹连接在双向丝杆的正反螺纹段上，两个导引轮分别转动在两个螺母块的底部，双向丝杆的转动控制两个导引轮的间距，竖板内设有升降槽，升降槽内滑动连接有升降块，升降槽的顶部内壁固定有气缸，气缸的输出轴与升降块的顶部固定连接，升降块的顶部一侧固定有连接块，连接块的顶部固定有拉绳，竖板的顶部转动连接有导轮，拉绳的一端绕设在导轮的外壁并与升降板的顶部固定连接，升降块的升降用于控制升降板的升降；升降块下移时，连接块通过拉绳将升降板向上拉动，能够使两个导引轮对环形坯料的两侧进行挤压，用于控制环形坯料的厚度，且当需要轧制不同厚度的环形坯料时，通过双向丝杆的转动能够控制两个导引轮的间距，以满足不同环形坯料轧制的需求。

在一种可能的设计中，更换结构包括固定在移动座远离竖板一侧的吸气泵，吸气泵的进气口固定有连通管，连通管的一端延伸至转动管内并与转动管转动连接，转动管的外壁固定套设有第二齿轮，移动座远离竖板的一侧通过机架固定有第三电机，第三电机的输出轴固定有与第二齿轮相啮合的第一齿轮，第三电机通过第一齿轮和第二齿轮带动空心盘转动，空心盘靠近竖板的一侧固定有多个安装筒，连接头密封滑动延伸至安装筒内，多个安装筒靠近空心盘的一侧内壁均固定有挤压筒，插接块滑动延伸至挤压筒内，用于将梯形卡块挤压至滑动槽内，挤压筒与连接头的一端相抵触，多个安装筒的外壁均固定连通有连接管，多个连接管的另一端均与空心盘相连通，吸气泵控制相应安装筒内的负压，用于将连接头吸附在安装筒内，多个安装筒相互靠近的一侧均固定连通有导气管，用于平衡安装筒内的压强，连接管和导气管的外壁均设有电磁阀；当待更换的芯模一侧的连接头密封延伸至安装筒内时，连接头的一端抵触挤压筒，插接块同步延伸至挤压筒内，挤压筒将梯形卡块挤压至滑动槽内，解除滑动槽对连接头的限位，接着吸气泵通过连接管对相应安装筒内部吸气，安装筒内部的负压将连接头吸附，在移动座向外侧移动时，将芯模、连接盘和连接头从芯轴上取出。

在一种可能的设计中，芯轴远离移动座的一端转动贯穿升降块，升降块远离移动座的一侧通过机架固定有第二电机，第二电机的输出轴通过联轴器与芯轴的一端固定连接，用于控制芯轴与模型环配合对环形坯料轧制成型。

在一种可能的设计中，竖板靠近移动座的一侧设有两个竖槽，两个竖槽内均呈纵向固定有固定杆，两个固定杆的外壁均滑动套设有安装块，两个固定杆的外壁均套设有与安装块底部固定连接的第二弹簧，两个第二弹簧的底端分别与相应的竖槽的底部内壁固定连接，两个安装块靠近移动座的一侧均转动连接有转动轴，两个转动轴与模型环配合用于对环形坯料限位、支撑。

在一种可能的设计中，竖板靠近移动座的一侧滑动连接有两个支撑板，两个转动轴远离安装块的一端分别与相应的支撑板转动连接，支撑板用于对转动轴支撑。

在一种可能的设计中，竖板的一侧固定有位于芯轴上方的冷却液管，且冷却液管通过软管与外界的水泵相连通，用于对芯轴喷洒冷却液，竖板靠近移动座的一侧可拆卸固定有位于转轴下方的收集盒，用于收集冷却液，收集盒的底部内壁固定贯穿有排液管，用于将冷却液回收利用，转轴远离第一电机的一端与收集盒的一侧内壁转动配合，用于对转轴进行支撑。

在一种可能的设计中，升降槽的底部内壁设有圆槽，圆槽的底部内壁固定有第三弹簧，圆槽内滑动连接有与第三弹簧顶端固定连接的升降杆，升降杆的顶端固定有压力传感器，且压力传感器与升降块配合，用于测试芯轴的高度，使芯轴与最上方安装筒轴心线处于同一高度；升降块下降到一定高度时，对压力传感器产生挤压力，此时芯轴与最上方的安装筒处于同一高度，接着升降块和芯轴继续下移一定距离，对环形坯料再次进行轧制，用于为安装芯模提供空间，接着芯轴上移至与安装筒同一高度的位置，便于后续安装芯模。

本申请中，一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的使用方法，包括以下步骤：

S1、将环形坯料置于模型环上，芯轴贯穿其中，并由转动轴和第二弹簧配合限位；轧制时，芯轴由第二电机驱动旋转，气缸推动升降块下移，同时第一电机驱动模型环转动，实现坯料轧制；冷却液管通过水泵喷洒冷却液为芯轴降温，并由收集盒和排液管回收；

S2、升降块下移时，连接块通过拉绳拉动升降板，使导引轮挤压坯料控制厚度；双向丝杆可调节导引轮间距，满足不同坯料轧制需求；

S3、当需要对坯料内壁轧制时，安装芯模；升降块下降到一定高度时，芯轴与安装筒对齐，继续下移为安装芯模提供空间，然后上移准备安装芯模；

S4、根据需求安装芯模，第三电机通过第一齿轮、第二齿轮配合驱动空心盘转动，移动座由液压缸推动，将芯模、连接盘和连接头与芯轴配合；芯轴贯穿后，移动座和挤压筒外移，梯形卡块在第一弹簧作用下卡住连接头，滑块与芯轴滑槽配合，固定芯模；

S5、更换芯模时，液压缸推动移动座，连接头插入安装筒内，随着移动座继续推动，连接头与安装筒密封配合；打开电磁阀排出空气，挤压筒将梯形卡块推入滑动槽内解除卡制；吸气泵通过连通管和连接管产生吸力，形成负压吸附替换下的芯模，移动座外移取出芯模，然后重复S4步骤完成更换，实现坯料内壁轧制。

相对于现有技术，本发明具备以下有益效果：本发明中，芯轴的一端固定有插接块，芯模的一端固定有连接盘，连接盘通过滑槽、滑块与芯轴滑动连接，连接盘远离芯模的一侧转动连接有连接头，插接块的一端贯穿连接头，插接块的顶部与底部均设有滑动槽，两个第一弹簧相互远离的一端均固定有梯形卡块；芯轴依次贯穿芯模、连接盘和连接头，梯形卡块在第一弹簧的弹力作用下向外侧延伸，而梯形卡块刚好卡在连接头的一端，而连接盘内的滑块与芯轴外壁的滑槽配合，且连接盘内的滑块与芯轴外壁滑槽的一侧内壁抵触，此时梯形卡块、滑块、滑槽配合将芯模固定在芯轴的外壁，便于后期对环形坯料的内壁进行轧制；

本发明中，更换结构包括固定在移动座远离竖板一侧的吸气泵，吸气泵通过连通管与转动管转动连通，空心盘靠近竖板的一侧固定有多个安装筒，多个安装筒靠近空心盘的一侧内壁均固定有挤压筒，多个安装筒的外壁均通过连接管与空心盘相连通；芯模一侧的连接头密封延伸至安装筒内时，连接头的一端抵触挤压筒，插接块同步延伸至挤压筒内，挤压筒将梯形卡块挤压至滑动槽内，解除滑动槽对连接头的限位，接着吸气泵通过连接管对相应安装筒内部吸气，安装筒内部的负压将连接头吸附，在移动座向外侧移动时，将芯模、连接盘和连接头从芯轴上取出；

本发明中，升降槽的底部内壁设有圆槽，圆槽的底部内壁固定有第三弹簧，圆槽内滑动连接有与第三弹簧顶端固定连接的升降杆，升降杆的顶端固定有压力传感器；升降块下降到一定高度时，对压力传感器产生挤压力，此时芯轴与最上方的安装筒处于同一高度，接着升降块和芯轴继续下移一定距离，对环形坯料再次进行轧制，用于为安装芯模提供空间，接着芯轴上移至与安装筒同一高度的位置，便于后续安装芯模；

本发明中，在对环形坯料轧制过程中，根据需要能够轻松完成芯模的更换，完成对环形坯料内部轧制的目的，进而在将环形坯料放置在模型环和芯轴上时，能够直接将环形坯料轧制成型，极大提高轧制效率。

附图说明

图1为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的三维结构示意图；

图2为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的三维剖视结构示意图；

图3为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的空心盘和移动座的三维剖视结构示意图；

图4为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的空心盘的三维剖视爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的竖板、收集盒和模型环的三维爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的芯模、芯轴和连接头的三维剖视结构示意图；

图7为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的芯模、连接头和连接盘的三维剖视结构示意图；

图8为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的插接块和挤压筒配合的剖视结构示意图；

图9为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的升降板的三维剖视结构示意图；

图10为本发明实施例1所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的安装块和转动轴的三维结构示意图；

图11为图4中A处放大结构示意图；

图12为图7中B处放大结构示意图；

图13为本发明实施例2所提供的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的竖板的部分三维剖视结构示意图；

图14为图13中C处放大结构示意图。

图中：1、底座；2、竖板；3、环形坯料；4、转轴；5、第一电机；6、模型环；7、升降槽；8、气缸；9、升降块；10、芯轴；11、第二电机；12、插接块；13、芯模；14、连接盘；15、连接头；16、滑动槽；17、第一弹簧；18、梯形卡块；19、移动座；20、液压缸；21、转动管；22、空心盘；23、吸气泵；24、连通管；25、第三电机；26、第一齿轮；27、第二齿轮；28、安装筒；29、挤压筒；30、导气管；31、连接管；32、升降板；33、螺母块；34、双向丝杆；35、导引轮；36、导轮；37、拉绳；38、连接块；39、竖槽；40、安装块；41、固定杆；42、第二弹簧；43、转动轴；44、支撑板；45、收集盒；46、排液管；47、圆槽；48、升降杆；49、第三弹簧；50、压力传感器；51、冷却液管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：参照图1、图2和图5，轧制成型模具，其运用在矿井零件加工领域内，该模具包括底座1，底座1的顶部一侧固定有竖板2。竖板2内转动贯穿有转轴4，转轴4的外壁可拆卸固定套设有模型环6，用于根据轧制需要更换相应的模型环6。竖板2远离底座1的一侧通过机架固定有第一电机5，第一电机5的输出轴与转轴4的一端固定连接，以驱动转轴4和模型环6旋转。

参照图2、图5和图6，此外，模具还包括芯轴10，芯轴10转动在竖板2的一侧并位于转轴4的上方。模型环6与芯轴10配合用于轧制环形坯料3。芯轴10的外壁套设有芯模13，芯模13、芯轴10与模型环6配合用于对环形坯料3的内壁进行轧制。

参照图1和图2，为了对环形坯料3的厚度进行控制，模具还包括两个导引轮35，两个导引轮35均位于芯轴10的上方，且分别位于环形坯料3的两侧。

参照图1-图3，模具还包括移动座19，其滑动在底座1的顶部。移动座19内转动贯穿有转动管21，移动座19靠近竖板2的一侧设有空心盘22，转动管21的一端固定延伸至空心盘22内。底座1的顶部固定有液压缸20，液压缸20的输出轴与移动座19远离竖板2的一侧固定连接，用于驱动移动座19在底座1上滑动。

参照图6和图7、图12，固定结构用于将芯模13固定在芯轴10外壁。具体地，固定结构包括固定在芯轴10靠近空心盘22一端的插接块12。芯模13靠近空心盘22的一端固定有连接盘14，芯轴10的外壁设有多个滑槽，连接盘14的内壁固定有多个滑块，连接盘14通过滑槽、滑块与芯轴10滑动连接。连接盘14远离芯模13的一侧转动连接有连接头15，插接块12的一端贯穿连接头15。插接块12的顶部与底部均设有滑动槽16，两个滑动槽16相互靠近的一侧内壁均固定有第一弹簧17，两个第一弹簧17相互远离的一端均固定有梯形卡块18。梯形卡块18滑动设置在相应的滑动槽16内，用于对连接头15进行限位。通过梯形卡块18、连接头15以及滑槽、滑块的配合，将芯模13固定在芯轴10的外壁。

具体的，液压缸20驱动移动座19向芯轴10的方向移动，芯轴10依次贯穿芯模13、连接盘14和连接头15，直至插接块12插入挤压筒29内，且连接头15的一端抵触挤压筒29。接着，移动座19和挤压筒29向外侧移动，连接头15从安装筒28内脱离。梯形卡块18失去挤压筒29的挤压后在第一弹簧17的弹力作用下向外侧延伸，卡在连接头15的一端。连接盘14内的滑块与芯轴10外壁的滑槽配合，将芯模13固定在芯轴10的外壁。在后期芯轴10转动对环形坯料3进行轧制过程中，同步带动芯模13转动，对环形坯料3的内壁进行轧制。

参照图2、图5、图6和图9，控制结构用于使导引轮35始终与环形坯料3碰触。具体地，控制结构包括滑动在竖板2一侧的升降板32，升降板32位于芯轴10的正上方。升降板32的底部设有条形槽，条形槽内转动连接有双向丝杆34，双向丝杆34的一端转动延伸至升降板32的一侧。条形槽内滑动连接有两个螺母块33，两个螺母块33分别螺纹连接在双向丝杆34的正反螺纹段上。两个导引轮35分别转动在两个螺母块33的底部，双向丝杆34的转动能够控制两个导引轮35的间距。竖板2内设有升降槽7，升降槽7内滑动连接有升降块9。升降槽7的顶部内壁固定有气缸8，气缸8的输出轴与升降块9的顶部固定连接。升降块9的顶部一侧固定有连接块38，连接块38的顶部固定有拉绳37。竖板2的顶部转动连接有导轮36，拉绳37的一端绕设在导轮36的外壁并与升降板32的顶部固定连接。升降块9的升降能够控制升降板32的升降，从而控制导引轮35与环形坯料3的接触。

在使用时，首先将环形坯料3放置在模型环6与芯模13之间。然后，启动第一电机5，驱动转轴4和模型环6旋转。同时，启动气缸8，驱动升降块9下移，连接块38通过拉绳37将升降板32向上拉动，使两个导引轮35对环形坯料3的两侧进行挤压，控制环形坯料3的厚度。根据需要，可以通过转动双向丝杆34调整两个导引轮35的间距，以满足不同环形坯料3轧制的需求。

参照图2和图3，更换结构设置在移动座19的一侧，用于更换芯轴10外壁的芯模13。在移动座19远离竖板2的一侧，我们固定安装了一个吸气泵23。吸气泵23的进气口上，我们连接了一个连通管24。这个连通管24的一端被巧妙地设计成可以延伸至转动管21内部，并与转动管21形成转动连接，从而保证了连通管24在转动管21旋转时仍能稳定地输送气流。转动管21的外壁上，我们固定套设了一个第二齿轮27。而在移动座19远离竖板2的另一侧，我们通过一个机架固定安装了一个第三电机25。第三电机25的输出轴上，我们固定了一个与第二齿轮27相啮合的第一齿轮26。这样，当第三电机25启动时，它就可以通过第一齿轮26和第二齿轮27的啮合关系，带动空心盘22进行旋转。

参照图3和图4、图11，空心盘22靠近竖板2的一侧，我们固定安装了多个安装筒28。这些安装筒28的设计是为了容纳并固定连接头15。当连接头15密封滑动地延伸至安装筒28内部时，它会与安装筒28的内壁形成紧密的密封。在每个安装筒28靠近空心盘22的一侧内壁上，我们都固定安装了一个挤压筒29。当插接块12滑动延伸至挤压筒29内部时，它会将梯形卡块18挤压至滑动槽16内，从而解除滑动槽16对连接头15的限位。

参照图3和图4、图11，为了控制安装筒28内部的压强，我们在每个安装筒28的外壁上都固定连通了一个连接管31，这些连接管31的另一端都与空心盘22相连通。同时，我们还为每个安装筒28都固定连通了一个导气管30，这些导气管30的设计是为了在安装筒28内部形成压强平衡，防止因压强差而导致的密封失效。在连接管31和导气管30的外壁上，我们都设置了电磁阀，以精确控制气流的通断。

当需要更换芯模13时，我们首先会将待更换的芯模13一侧的连接头15密封地延伸至相应的安装筒28内。此时，连接头15的一端会抵触到挤压筒29，同时插接块12也会同步延伸至挤压筒29内，将梯形卡块18挤压至滑动槽16内，从而解除对连接头15的限位。接着，我们启动吸气泵23，通过连接管31对相应的安装筒28内部进行吸气，形成负压。这个负压会将连接头15牢牢地吸附在安装筒28内。然后，我们向外侧移动移动座19，就可以将芯模13、连接盘14和连接头15一起从芯轴10上取出，完成更换操作。

参照图2、图5和图6，此外，芯轴10的设计也颇具匠心。它的一端远离移动座19，并转动贯穿升降块9。在升降块9远离移动座19的一侧，我们通过机架固定安装了一个第二电机11。第二电机11的输出轴通过联轴器与芯轴10的一端固定连接。这样，当第二电机11启动时，它就可以控制芯轴10进行旋转，与模型环6配合对环形坯料3进行轧制成型。

参照图5和图10，最后，为了对环形坯料3进行限位和支撑，我们在竖板2靠近移动座19的一侧设置了两个竖槽39。这两个竖槽39内都呈纵向固定了一个固定杆41。固定杆41的外壁上滑动套设了一个安装块40，并通过第二弹簧42与竖槽39的底部内壁相连。这样，安装块40就可以在第二弹簧42的弹力作用下进行上下移动。在每个安装块40靠近移动座19的一侧，我们都转动连接了一个转动轴43。这两个转动轴43与模型环6配合，可以对环形坯料3进行限位和支撑，确保其在轧制过程中的稳定性。

参照图5和图10，竖板2靠近移动座19的一侧，设计有两个支撑板44，这两个支撑板44与竖板2之间为滑动连接，保证了支撑板44可以沿着竖板2进行移动调整。同时，两个转动轴43远离安装块40的一端分别与相应的支撑板44转动连接，这样，支撑板44就为转动轴43提供了稳固的支撑作用，确保了转动轴43在旋转时的稳定性。

参照图2，进一步地，为了优化模具的冷却效果，我们在竖板2的一侧固定了一个冷却液管51，该冷却液管51位于芯轴10的上方，并通过软管与外界的水泵相连通。这样，冷却液管51就可以对芯轴10进行喷洒冷却液，有效地降低芯轴10的温度，防止其因过热而损坏。同时，考虑到冷却液的回收利用，我们在竖板2靠近移动座19的一侧，可拆卸地固定了一个收集盒45，该收集盒45位于转轴4的下方，用于收集从冷却液管51喷洒出的冷却液。收集盒45的底部内壁固定贯穿了一个排液管46，这样，我们就可以通过排液管46将收集到的冷却液回收利用，既节约了资源，又避免了冷却液的浪费。

参照图2，此外，为了确保转轴4在旋转时的稳定性，我们设计使转轴4远离第一电机5的一端与收集盒45的一侧内壁转动配合，这样，收集盒45就为转轴4提供了额外的支撑作用。

实施例2：参考图13、图14，在实施例1的基础上改进：我们还在升降槽7的底部内壁设置了一个圆槽47，圆槽47的底部内壁固定了一个第三弹簧49。圆槽47内滑动连接有一个升降杆48，该升降杆48的顶端与第三弹簧49的顶端固定连接。升降杆48的顶端还固定了一个压力传感器50，该压力传感器50与升降块9配合，用于测试芯轴10的高度。当升降块9下降到一定高度时，会对压力传感器50产生挤压力，此时，我们就可以判断芯轴10与最上方的安装筒28的轴心线处于同一高度。接着，升降块9和芯轴10会继续下移一定距离，对环形坯料3再次进行轧制，为安装芯模13提供空间。然后，芯轴10会上移至与安装筒28同一高度的位置，便于后续安装芯模13。通过这样的设计，我们就可以精确地控制芯轴10的高度，确保轧制过程的顺利进行。

一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的使用方法，包括以下步骤：

S1、将冲扩孔的环形坯料3放置在模型环6上，芯轴10的一端贯穿环形坯料3内的通孔，且转动轴43在第二弹簧42的弹力作用下上移，与模型环6配合对环形坯料3进行限位，轧制时，第二电机11驱动芯轴10转动，且气缸8通过升降块9推动芯轴10下移，接着第一电机5通过转轴4驱动模型环6转动，此时芯轴10与模型环6配合对环形坯料3进行轧制成型，且在轧制过程中，冷却液管51通过水泵与外界的冷却液连通，对芯轴10喷洒冷却液，用于对芯轴10降温，而收集盒45和排液管46配合将冷却液回收利用；

S2、且在升降块9下移时，连接块38通过拉绳37将升降板32向上拉动，能够使两个导引轮35对环形坯料3的两侧进行挤压，用于控制环形坯料3的厚度，且当需要轧制不同厚度的环形坯料3时，通过双向丝杆34的转动能够控制两个导引轮35的间距，以满足不同环形坯料3轧制的需求；

S3、当需要对环形坯料3内壁进行轧制时，需要在芯轴10的外壁上安装相应的芯模13，用于进行轧制；具体的，升降块9下降到一定高度时，对压力传感器50产生挤压力，此时芯轴10与最上方的安装筒28处于同一高度，接着升降块9和芯轴10继续下移一定距离，对环形坯料3再次进行轧制，用于为安装芯模13提供空间，接着芯轴10上移至与安装筒28同一高度的位置，便于后续安装芯模13；

S4、根据需要安装相应的芯模13，通过第一齿轮26、第二齿轮27的啮合，第三电机25带动空心盘22转动，直至相应的芯模13移动至最高位置，接着液压缸20的输出轴推动移动座19向芯轴10的方向移动，直至安装筒28内的芯模13、连接盘14和连接头15与芯轴10配合，芯轴10依次贯穿芯模13、连接盘14和连接头15，直至插接块12插入挤压筒29内，且连接头15的一端抵触挤压筒29，接着移动座19和挤压筒29向外侧移动，连接头15从安装筒28内脱离，梯形卡块18失去挤压筒29的挤压后在第一弹簧17的弹力作用下向外侧延伸，而梯形卡块18刚好卡在连接头15的一端，而连接盘14内的滑块与芯轴10外壁的滑槽配合，且连接盘14内的滑块与芯轴10外壁滑槽的一侧内壁抵触，此时梯形卡块18、滑块、滑槽配合将芯模13固定在芯轴10的外壁，在后期芯轴10转动对环形坯料3进行轧制过程中，同步带动芯模13转动，对环形坯料3的内壁进行轧制；

S5、当需要更换芯模13时，液压缸20推动移动座19向芯轴10方向移动，连接头15的一端插入相应的安装筒28内，随着移动座19的继续推动，连接头15完全没入安装筒28内，连接头15与安装筒28密封配合，打开导气管30上的电磁阀，连接头15将安装筒28内的空气通过导气管30排出，当插接块12插入挤压筒29内时，挤压筒29将梯形卡块18推入滑动槽16内，解除梯形卡块18对连接头15的卡制，接着打开相邻连接管31上的电磁阀，吸气泵23通过连通管24在空心盘22和连接管31对安装筒28内产生吸力，安装筒28内产生负压，能够将替换下的芯模13吸附在安装筒28上，在移动座19向外侧移动时能够将芯模13取出，接着重复步骤S4完成相应芯模13的更换，进而能够完成环形坯料3内壁的轧制。

然而，如本领域技术人员所熟知的，第一电机5、第二电机11、压力传感器50、气缸8、第三电机25、液压缸20和吸气泵23的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，包括底座（1），所述底座（1）的顶部一侧固定有竖板（2），所述竖板（2）内转动贯穿有转轴（4），所述竖板（2）远离底座（1）的一侧通过机架固定有第一电机（5），所述第一电机（5）的输出轴与转轴（4）的一端固定连接，所述转轴（4）的外壁可拆卸固定套设有模型环（6），可根据轧制需要更换相应的模型环（6）；

还包括芯轴（10），其转动在竖板（2）的一侧并位于转轴（4）的上方，所述模型环（6）与芯轴（10）配合用于轧制环形坯料（3），所述芯轴（10）的外壁套设有芯模（13），且芯模（13）、芯轴（10）与模型环（6）配合用于对环形坯料（3）的内壁轧制；

还包括两个导引轮（35），且两个导引轮（35）均位于芯轴（10）的上方，两个所述导引轮（35）位于环形坯料（3）的两侧，用于对环形坯料（3）的厚度进行控制；

还包括移动座（19），其滑动在底座（1）的顶部，所述移动座（19）内转动贯穿有转动管（21），所述移动座（19）靠近竖板（2）的一侧设有空心盘（22），所述转动管（21）的一端固定延伸至空心盘（22）内，所述底座（1）的顶部固定有液压缸（20），所述液压缸（20）的输出轴与移动座（19）远离竖板（2）的一侧固定连接；

固定结构，设置在芯轴（10）的一端，用于将芯模（13）固定在芯轴（10）外壁；

控制结构，设置在竖板（2）内，用于使导引轮（35）始终与环形坯料（3）碰触；

更换结构，设置在移动座（19）的一侧，用于更换芯轴（10）外壁的芯模（13）。

2.根据权利要求1所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述固定结构包括固定在芯轴（10）靠近空心盘（22）一端的插接块（12），所述芯模（13）靠近空心盘（22）的一端固定有连接盘（14），所述芯轴（10）的外壁设有多个滑槽，所述连接盘（14）的内壁固定有多个滑块，所述连接盘（14）通过滑槽、滑块与芯轴（10）滑动连接，芯轴（10）通过滑槽、滑块带动芯模（13）、连接盘（14）转动，所述连接盘（14）远离芯模（13）的一侧转动连接有连接头（15），所述插接块（12）的一端贯穿连接头（15），所述插接块（12）的顶部与底部均设有滑动槽（16），两个所述滑动槽（16）相互靠近的一侧内壁均固定有第一弹簧（17），两个所述第一弹簧（17）相互远离的一端均固定有梯形卡块（18），且两个梯形卡块（18）滑动设置在相应的滑动槽（16）内，梯形卡块（18）用于对连接头（15）限位，通过梯形卡块（18）、连接头（15）以及滑槽、滑块的配合将芯模（13）固定在芯轴（10）的外壁。

3.根据权利要求2所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述控制结构包括滑动在竖板（2）一侧的升降板（32），所述升降板（32）位于芯轴（10）的正上方，所述升降板（32）的底部设有条形槽，所述条形槽内转动连接有双向丝杆（34），所述双向丝杆（34）的一端转动延伸至升降板（32）的一侧，所述条形槽内滑动连接有两个螺母块（33），两个所述螺母块（33）分别螺纹连接在双向丝杆（34）的正反螺纹段上，两个所述导引轮（35）分别转动在两个螺母块（33）的底部，双向丝杆（34）的转动控制两个导引轮（35）的间距，所述竖板（2）内设有升降槽（7），所述升降槽（7）内滑动连接有升降块（9），所述升降槽（7）的顶部内壁固定有气缸（8），所述气缸（8）的输出轴与升降块（9）的顶部固定连接，所述升降块（9）的顶部一侧固定有连接块（38），所述连接块（38）的顶部固定有拉绳（37），所述竖板（2）的顶部转动连接有导轮（36），所述拉绳（37）的一端绕设在导轮（36）的外壁并与升降板（32）的顶部固定连接，升降块（9）的升降用于控制升降板（32）的升降。

4.根据权利要求3所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述更换结构包括固定在移动座（19）远离竖板（2）一侧的吸气泵（23），所述吸气泵（23）的进气口固定有连通管（24），所述连通管（24）的一端延伸至转动管（21）内并与转动管（21）转动连接，所述转动管（21）的外壁固定套设有第二齿轮（27），所述移动座（19）远离竖板（2）的一侧通过机架固定有第三电机（25），所述第三电机（25）的输出轴固定有与第二齿轮（27）相啮合的第一齿轮（26），第三电机（25）通过第一齿轮（26）和第二齿轮（27）带动空心盘（22）转动，所述空心盘（22）靠近竖板（2）的一侧固定有多个安装筒（28），所述连接头（15）密封滑动延伸至安装筒（28）内，多个所述安装筒（28）靠近空心盘（22）的一侧内壁均固定有挤压筒（29），插接块（12）滑动延伸至挤压筒（29）内，用于将梯形卡块（18）挤压至滑动槽（16）内，挤压筒（29）与连接头（15）的一端相抵触，多个所述安装筒（28）的外壁均固定连通有连接管（31），多个所述连接管（31）的另一端均与空心盘（22）相连通，吸气泵（23）控制相应安装筒（28）内的负压，用于将连接头（15）吸附在安装筒（28）内，多个所述安装筒（28）相互靠近的一侧均固定连通有导气管（30），用于平衡安装筒（28）内的压强，所述连接管（31）和导气管（30）的外壁均设有电磁阀。

5.根据权利要求4所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述芯轴（10）远离移动座（19）的一端转动贯穿升降块（9），所述升降块（9）远离移动座（19）的一侧通过机架固定有第二电机（11），所述第二电机（11）的输出轴通过联轴器与芯轴（10）的一端固定连接，用于控制芯轴（10）与模型环（6）配合对环形坯料（3）轧制成型。

6.根据权利要求5所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述竖板（2）靠近移动座（19）的一侧设有两个竖槽（39），两个所述竖槽（39）内均呈纵向固定有固定杆（41），两个所述固定杆（41）的外壁均滑动套设有安装块（40），两个所述固定杆（41）的外壁均套设有与安装块（40）底部固定连接的第二弹簧（42），两个所述第二弹簧（42）的底端分别与相应的竖槽（39）的底部内壁固定连接，所述两个安装块（40）靠近移动座（19）的一侧均转动连接有转动轴（43），两个转动轴（43）与模型环（6）配合用于对环形坯料（3）限位、支撑。

7.根据权利要求6所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述竖板（2）靠近移动座（19）的一侧滑动连接有两个支撑板（44），两个所述转动轴（43）远离安装块（40）的一端分别与相应的支撑板（44）转动连接，支撑板（44）用于对转动轴（43）支撑。

8.根据权利要求7所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述竖板（2）的一侧固定有位于芯轴（10）上方的冷却液管（51），且冷却液管（51）通过软管与外界的水泵相连通，用于对芯轴（10）喷洒冷却液，所述竖板（2）靠近移动座（19）的一侧可拆卸固定有位于转轴（4）下方的收集盒（45），用于收集冷却液，所述收集盒（45）的底部内壁固定贯穿有排液管（46），用于将冷却液回收利用，所述转轴（4）远离第一电机（5）的一端与收集盒（45）的一侧内壁转动配合，用于对转轴（4）进行支撑。

9.根据权利要求8所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具，其特征在于，所述升降槽（7）的底部内壁设有圆槽（47），所述圆槽（47）的底部内壁固定有第三弹簧（49），所述圆槽（47）内滑动连接有与第三弹簧（49）顶端固定连接的升降杆（48），所述升降杆（48）的顶端固定有压力传感器（50），且压力传感器（50）与升降块（9）配合，用于测试芯轴（10）的高度，使芯轴（10）与最上方安装筒（28）轴心线处于同一高度。

10.基于权利要求9所述的一种法兰在碾环机上的直接轧制成型模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将环形坯料（3）置于模型环（6）上，芯轴（10）贯穿其中，并由转动轴（43）和第二弹簧（42）配合限位；轧制时，芯轴（10）由第二电机（11）驱动旋转，气缸（8）推动升降块（9）下移，同时第一电机（5）驱动模型环（6）转动，实现坯料轧制；冷却液管（51）通过水泵喷洒冷却液为芯轴（10）降温，并由收集盒（45）和排液管（46）回收；

S2、升降块（9）下移时，连接块（38）通过拉绳（37）拉动升降板（32），使导引轮（35）挤压坯料控制厚度；双向丝杆（34）可调节导引轮（35）间距，满足不同坯料轧制需求；

S3、当需要对坯料内壁轧制时，安装芯模（13）；升降块（9）下降到一定高度时，芯轴（10）与安装筒（28）对齐，继续下移为安装芯模（13）提供空间，然后上移准备安装芯模（13）；

S4、根据需求安装芯模（13），第三电机（25）通过第一齿轮（26）、第二齿轮（27）配合驱动空心盘（22）转动，移动座（19）由液压缸（20）推动，将芯模（13）、连接盘（14）和连接头（15）与芯轴（10）配合；芯轴（10）贯穿后，移动座（19）和挤压筒（29）外移，梯形卡块（18）在第一弹簧（17）作用下卡住连接头（15），滑块与芯轴（10）滑槽配合，固定芯模（13）；

S5、更换芯模（13）时，液压缸（20）推动移动座（19），连接头（15）插入安装筒（28）内，随着移动座（19）继续推动，连接头（15）与安装筒（28）密封配合；打开电磁阀排出空气，挤压筒（29）将梯形卡块（18）推入滑动槽（16）内解除卡制；吸气泵（23）通过连通管（24）和连接管（31）产生吸力，形成负压吸附替换下的芯模（13），移动座（19）外移取出芯模（13），然后重复S4步骤完成更换，实现坯料内壁轧制。