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CN111687215A - 一种楔横轧空心轴的设备 - Google Patents

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CN111687215A CN202010467864.XA CN202010467864A CN111687215A CN 111687215 A CN111687215 A CN 111687215A CN 202010467864 A CN202010467864 A CN 202010467864A CN 111687215 A CN111687215 A CN 111687215A
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束学道
张松
李子轩
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Ningbo University
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Abstract

本发明涉及塑性成形技术领域，尤其涉及一种楔横轧空心轴的设备。它包括加热装置、可变角度斜台架、穿芯棒装置、楔横轧机及抽芯棒装置，所述加热装置用于加热空心坯料，加热装置与可变角度斜台架之间设有输送辊道，输送辊道将加热过的空心坯料从加热装置中输送到可变角度斜台架的上端，穿芯棒装置用于对从可变角度斜台架上下来的空心坯料穿入芯棒，穿入芯棒的空心坯料由楔横轧机继续轧制成形，成形后的空心坯料滚落到抽芯棒装置中并由抽芯棒装置将芯棒从成形后的空心坯料中抽出。本发明能够对空心坯料进行穿芯棒、轧制成形、抽芯棒的连续加工，加快空心轴的轧制流程，提高其生产效率。

Description

一种楔横轧空心轴的设备
技术领域
本发明涉及塑性成形技术领域，尤其涉及一种楔横轧空心轴的设备。
背景技术
利用轧制工艺制作空心轴是近年来楔横轧技术领域的热门研究方向，其中楔横轧两辊多楔同步轧制空心车轴技术中，为保证空心内径的一致，采用对加热后的轧件坯料穿入芯棒是最佳方法。
如中国专利授权公告号CN1016588588，授权公告日为2011.04.20，发明名称为“一种楔横轧成形汽车后桥空心轴头毛坯的方法”的专利中公开了一种成形方法，将圆形无缝钢管加热到800~1100℃，穿入芯棒，通过轴向推料装置将带芯棒的钢管送入两个辊式的模具之间。模具有两副楔，钢管首先在第一副楔的作用下进行轧制，然后由轴向推料装置推入第二副楔，模具旋转第二圈时，先依靠第二副楔初始段实现轧件轴向的自动定位，再将整个轧件轧制成形，每两圈完成一个汽车后桥空心轴头毛坯的生产。
上述成形方法依然存在上述问题，即现有的楔横轧机不能直接成形空心坯料，空心坯料必须在其他装置上进行芯棒的穿入或抽出，没有与之配套的生产线，整个生产流程断断续续，极大地降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中现有的楔横轧机不能直接成形空心坯料，空心坯料必须在其他装置上进行芯棒的穿入或抽出，没有与之配套的生产线，整个生产流程断断续续，极大地降低了生产效率的不足，提供一种楔横轧空心轴的设备，能够对空心坯料进行穿芯棒、轧制成形、抽芯棒的连续加工，加快空心轴的轧制流程，提高其生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种楔横轧空心轴的设备，包括加热装置、可变角度斜台架、穿芯棒装置、楔横轧机及抽芯棒装置，所述加热装置用于加热空心坯料，加热装置与可变角度斜台架之间设有输送辊道，输送辊道将加热过的空心坯料从加热装置中输送到可变角度斜台架的上端，穿芯棒装置用于对从可变角度斜台架上下来的空心坯料穿入芯棒，穿入芯棒的空心坯料由楔横轧机继续轧制成形，成形后的空心坯料滚落到抽芯棒装置中并由抽芯棒装置将芯棒从成形后的空心坯料中抽出。加热装置将空心坯料加热到所需温度以便发生塑性变形，输送辊道将加热过的空心坯料输送到可变角度斜台架的上端，继而从可变角度斜台架上自动滚落到穿芯棒装置中进行穿芯棒操作，穿完芯棒后由楔横轧机进行轧制成形，成形后的空心坯料滚落到抽芯棒装置中，最后由抽芯棒装置抽出芯棒，能对空心坯料进行加热、穿芯棒、轧制成形、抽芯棒等进行连续加工，构成完整的生产线，加快空心轴的轧制流程，提高其生产效率。
作为优选，所述可变角度斜台架包括机架，料斗及凸轮机构，料斗的上端铰接在机架上，且料斗的下端向下倾斜布置，凸轮机构包括凸轮及驱动凸轮转动的电机，凸轮抵顶在料斗的下侧，通过凸轮的旋转调整料斗的倾斜角度。一开始料斗是平的，利于空心坯料从输送辊道平稳过渡到料斗上，然后电机驱动凸轮转动，改变料斗的下倾角度，使得空心坯料自然滚落到穿芯棒装置中进行穿芯棒操作。
作为优选，所述穿芯棒装置包括穿芯棒导轨架、V型槽、芯棒及穿芯棒夹具，V型槽用于定位从可变角度斜台架上落下的空心坯料，穿芯棒夹具滑动设置在穿芯棒导轨架上，穿芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动。V型槽可以接住从可变角度斜台架上滚下来的空心坯料，具有定位作用， 穿芯棒夹住芯棒并将其穿入到空心坯料中。
作为优选，所述V型槽可升降地设置在穿芯棒导轨架上，V型槽的一端设有穿芯棒挡板，穿芯棒挡板上设有由穿芯棒挡板上端开口并向下延伸的穿芯棒让位槽，穿芯棒让位槽用于芯棒通过，穿芯棒时，芯棒穿过穿芯棒让位槽，空心坯料抵顶在穿芯棒挡板上。穿芯棒前，V型槽升至指定位置，空心坯料经可变角度斜台架传送至V型槽，穿芯棒夹具夹持芯棒，穿芯棒时夹具夹持芯棒穿过空心坯料，并穿过穿芯棒让位槽，空心坯料的端面被穿芯棒挡板阻挡，实现芯棒在空心坯料中的定位，穿芯棒后V型槽下降至穿芯棒导轨架台面以下，穿芯棒夹具夹持穿有空心坯料的芯棒继续向前滑动，将穿有芯棒的空心坯料放置在楔横轧机的工作台面后松开芯棒并后撤完成穿芯棒工序。
作为优选，所述抽芯棒装置包括抽芯棒导轨架、抽芯棒挡块及抽芯棒夹具，抽芯棒挡块用于阻挡成形后的空心坯料，抽芯棒夹具滑动设置在抽芯棒导轨架上，抽芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动，以使芯棒和成形后的空心坯料分离。带芯棒的空心坯料轧制完成后，抽芯棒夹具移动夹住芯棒后反向移动，由于抽芯棒挡块的阻挡，空心坯料脱离芯棒，完成分离工作。
作为优选，所述抽芯棒装置还包括向下倾斜的斜台架，斜台架包括倾斜布置的底板及由底板左右两侧向上延伸的挡板，芯棒的两端分别架在左右两侧的挡板上并在挡板上滚动，空心坯料位于两个挡板之间，挡板构成所述的抽芯棒挡块。芯棒架在挡板上，空心坯料的两端被两个挡板限制位置，这样带有芯棒的空心坯料就能沿着斜台架稳定地向下滚动到指定位置，空心坯料被挡板阻挡，实现芯棒和空心坯料的分离，进行抽芯棒工序。
作为优选，两个挡板内侧的间距沿着空心坯料的滚落方向逐渐变窄。芯棒抽离后，空心坯料从落料面上自动滚落收集装置中。能以芯棒轴线为基准实现带有芯棒的空心坯料的精准定位，以便于抽芯棒，具有导向作用，防止坯料滚歪。
作为优选，两个挡板的中部均设有凸起。凸起用于阻挡芯棒，限制带芯棒的空心坯料的下滚位置。
本发明的有益效果是：加热装置将空心坯料加热到所需温度以便发生塑性变形，输送辊道将加热过的空心坯料输送到可变角度斜台架的上端，继而从可变角度斜台架上自动滚落到穿芯棒装置中进行穿芯棒操作，穿完芯棒后由楔横轧机进行轧制成形，成形后的空心坯料滚落到抽芯棒装置中，最后由抽芯棒装置抽出芯棒，能对空心坯料进行加热、穿芯棒、轧制成形、抽芯棒等进行连续加工，构成完整的生产线，加快空心轴的轧制流程，提高其生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，亦可根据下述附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中可变角度斜台架处的结构示意图；
图3是本发明中芯棒的结构示意图；
图4为本发明中穿芯棒装置的结构示意图；
图5为本发明中抽芯棒装置的俯视图；
图6为本发明中抽芯棒装置的右视图。
附图标记：加热装置1、可变角度斜台架2、机架21、料斗22、凸轮23、穿芯棒装置3、穿芯棒导轨架31、V型槽32、芯棒33、穿芯棒夹具34、轴颈35、穿芯棒挡板36、穿芯棒让位槽37、楔横轧机4、抽芯棒装置5、抽芯棒导轨架51、抽芯棒夹具52、斜台架53、底板54、挡板55、凸起56、空心坯料6、输送辊道7。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的楔横轧空心轴的设备。
实施例：如图1至图5中所示，
一种楔横轧空心轴的设备，包括加热装置1、可变角度斜台架2、穿芯棒装置3、楔横轧机4及抽芯棒装置5，加热装置用于加热空心坯料6，加热装置与可变角度斜台架之间设有输送辊道7，输送辊道将加热过的空心坯料从加热装置中输送到可变角度斜台架的上端，穿芯棒装置用于对从可变角度斜台架上下来的空心坯料穿入芯棒，穿入芯棒的空心坯料由楔横轧机继续轧制成形，抽芯棒装置将芯棒从成形后的空心坯料中抽出。加热装置将空心坯料加热到所需温度以便发生塑性变形，输送辊道将加热过的空心坯料输送到可变角度斜台架的上端，继而从可变角度斜台架上自动滚落到穿芯棒装置中进行穿芯棒操作，穿完芯棒后由楔横轧机进行轧制成形，最后由抽芯棒装置抽出芯棒，能对空心坯料进行加热、穿芯棒、轧制成形、抽芯棒等进行连续加工，构成完整的生产线，加快空心轴的轧制流程，提高其生产效率。
可变角度斜台架包括机架21，料斗22及凸轮机构，料斗的上端铰接在机架上，且料斗的下端向下倾斜布置，凸轮机构包括凸轮23及驱动凸轮转动的电机，凸轮抵顶在料斗的下侧，通过凸轮的旋转调整料斗的倾斜角度。一开始料斗是平的，利于空心坯料从输送辊道平稳过渡到料斗上，然后电机驱动凸轮转动，改变料斗的下倾角度，使得空心坯料自然滚落到穿芯棒装置中进行穿芯棒操作。
穿芯棒装置包括穿芯棒导轨架31、V型槽32、芯棒33及穿芯棒夹具34，芯棒采取对称结构设计便于芯棒的快速装夹，两端轴颈35的设计便于夹具定位和受力，两端部短轴段直径小于中间长轴段直径便于芯棒穿入空心坯料时的定位和引导。V型槽用于定位从可变角度斜台架上落下的空心坯料，穿芯棒夹具滑动设置在穿芯棒导轨架上，穿芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动，V型槽可以接住从可变角度斜台架上滚下来的空心坯料，具有定位作用， 穿芯棒夹住芯棒并将其穿入到空心坯料中。V型槽可升降地设置在穿芯棒导轨架上，V型槽的一端设有穿芯棒挡板36，穿芯棒挡板上设有由穿芯棒挡板上端开口并向下延伸的穿芯棒让位槽37，穿芯棒让位槽用于芯棒通过，穿芯棒时，芯棒穿过穿芯棒让位槽，空心坯料抵顶在穿芯棒挡板上，穿芯棒前，V型槽升至指定位置，空心坯料经可变角度斜台架传送至V型槽，穿芯棒夹具夹持芯棒，穿芯棒时夹具夹持芯棒穿过空心坯料，并穿过穿芯棒让位槽，空心坯料的端面被穿芯棒挡板阻挡，实现芯棒在空心坯料中的定位，穿芯棒后V型槽下降至穿芯棒导轨架台面以下，穿芯棒夹具夹持穿有空心坯料的芯棒继续向前滑动，将穿有芯棒的空心坯料放置在楔横轧机的工作台面后松开芯棒并后撤完成穿芯棒工序。
抽芯棒装置包括抽芯棒导轨架51、抽芯棒挡块及抽芯棒夹具52，抽芯棒挡块用于阻挡成形后的空心坯料，抽芯棒夹具滑动设置在抽芯棒导轨架上，抽芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动，以使芯棒和成形后的空心坯料分离。带芯棒的空心坯料轧制完成后，抽芯棒夹具移动夹住芯棒后反向移动，由于抽芯棒挡块的阻挡，空心坯料脱离芯棒，完成分离工作。
抽芯棒装置还包括向下倾斜的斜台架53，斜台架包括倾斜布置的底板54及由底板左右两侧向上延伸的挡板55，芯棒的两端分别架在左右两侧的挡板上并在挡板上滚动，空心坯料位于两个挡板之间，挡板即构成抽芯棒挡块，底板和两个挡板构成一个凹槽，两个挡板内侧的间距沿着空心坯料的滚落方向逐渐变窄，芯棒抽离后，空心坯料从落料面上自动滚落收集装置中，能以芯棒轴线为基准实现带有芯棒的空心坯料的精准定位，以便于抽芯棒，具有导向作用，防止坯料滚歪；两个挡板的中部均设有凸起56，凸起用于阻挡芯棒，限制带芯棒的空心坯料的下滚位置。芯棒架在挡板上，空心坯料的两端被两个挡板限制位置，这样带有芯棒的空心坯料就能沿着斜台架稳定地向下滚动到指定位置，由抽芯棒夹具伸出夹住芯棒，反向移动时，空心坯料被挡板阻挡，实现芯棒和空心坯料的分离，芯棒抽出后空心坯料则自动滚落到底板上进入收集装置。
本生产线的具体流程是：加热装置将空心坯料加热到所需温度，输送辊道将加热过的空心坯料输送到料斗的上端，料斗下倾使得空心坯料自动滚落到V型槽中， V型槽升至指定位置，穿芯棒时夹具夹持芯棒穿过空心坯料，并穿过穿芯棒让位槽，空心坯料的端面被穿芯棒挡板阻挡，实现芯棒在空心坯料中的定位，穿芯棒后V型槽下降至穿芯棒导轨架台面以下，穿芯棒夹具夹持穿有空心坯料的芯棒继续向前滑动，将穿有芯棒的空心坯料放置在楔横轧机的工作台面后松开芯棒并后撤，后由楔横轧机进行轧制成形，轧制成形后的空心坯料滚落到斜台架上，并沿着挡板下滑到制定位置，由抽芯棒夹具夹住芯棒，空心坯料被挡板阻挡，实现芯棒和空心坯料的分离，芯棒抽出后空心坯料则自动滚落到底板上进入收集装置。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，包括加热装置、可变角度斜台架、穿芯棒装置、楔横轧机及抽芯棒装置，所述加热装置用于加热空心坯料，加热装置与可变角度斜台架之间设有输送辊道，输送辊道将加热过的空心坯料从加热装置中输送到可变角度斜台架的上端，穿芯棒装置用于对从可变角度斜台架上下来的空心坯料穿入芯棒，穿入芯棒的空心坯料由楔横轧机继续轧制成形，成形后的空心坯料滚落到抽芯棒装置中并由抽芯棒装置将芯棒从成形后的空心坯料中抽出。
2.根据权利要求1所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，所述可变角度斜台架包括机架，料斗及凸轮机构，料斗的上端铰接在机架上，且料斗的下端向下倾斜布置，凸轮机构包括凸轮及驱动凸轮转动的电机，凸轮抵顶在料斗的下侧，通过凸轮的旋转调整料斗的倾斜角度。
3.根据权利要求1或2所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，所述穿芯棒装置包括穿芯棒导轨架、V型槽、芯棒及穿芯棒夹具，V型槽用于定位从可变角度斜台架上落下的空心坯料，穿芯棒夹具滑动设置在穿芯棒导轨架上，穿芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动。
4.根据权利要求3所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，所述V型槽可升降地设置在穿芯棒导轨架上，V型槽的一端设有穿芯棒挡板，穿芯棒挡板上设有由穿芯棒挡板上端开口并向下延伸的穿芯棒让位槽，穿芯棒让位槽用于芯棒通过，穿芯棒时，芯棒穿过穿芯棒让位槽，空心坯料抵顶在穿芯棒挡板上。
5.根据权利要求1所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，所述抽芯棒装置包括抽芯棒导轨架、抽芯棒挡块及抽芯棒夹具，抽芯棒挡块用于阻挡成形后的空心坯料，抽芯棒夹具滑动设置在抽芯棒导轨架上，抽芯棒夹具夹持住芯棒并带动芯棒滑动，芯棒沿空心坯料的轴线滑动，以使芯棒和成形后的空心坯料分离。
6.根据权利要求5所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，所述抽芯棒装置还包括向下倾斜的斜台架，斜台架包括倾斜布置的底板及由底板左右两侧向上延伸的挡板，芯棒的两端分别架在左右两侧的挡板上并在挡板上滚动，空心坯料位于两个挡板之间，挡板构成所述的抽芯棒挡块。
7.根据权利要求6所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，两个挡板内侧的间距沿着空心坯料的滚落方向逐渐变窄。
8.根据权利要求7所述的一种楔横轧空心轴的设备，其特征是，两个挡板的中部均设有凸起。
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