CN103567335B - 斜盘式等速模具 - Google Patents

Abstract

一种斜盘式等速模具。模具箱一侧设有环形分布的斜盘支座；模具箱另一侧中心有轴头孔，箱体支座围绕轴头孔环形分布；轧辊一端呈放射形安放在斜盘支座上，另一端置于箱体支座，并在模具箱箱体内形成类圆锥形内腔。本发明具有优点如下：①被热轧的钢管的转动角速度与轧辊的转动角速度相等；②钢管被轧部分外轮廓线上的任意一点的转动速度与相对应的轧辊上的一点的转动角速度相等，即主动轮与被动轮做纯滚动而无滑动的现象；③在转动过程中轴线上任意两点的位置并未发生扭转。④钢管在轧制过程中在L长度上只承受轴向力与径向力，使钢管得以镦粗拔长，与轧辊没有相对的转速差。避免了产品在轧制过程中因角速度不一致产生的废品。

Description

斜盘式等速模具

技术领域

本发明涉及一种制造汽车驱动桥桥壳的装备，具体是一种钢管扩张式桥壳生产用轴头成型模具—斜盘式等速模具。

背景技术

目前，国内外生产的汽车驱动桥桥壳按其制造工艺的不同，可分为“铸造桥壳”、“钢板冲压焊接桥壳”、“钢管扩张焊接轴头式桥壳”三种。其中钢管扩张焊接轴头式桥壳采用16Mn无缝钢管（方管），160*160中间开槽，并用碾压扩张的工艺方法，使琵琶孔成型，方管两端冷挤成圆管，再与轴头焊接即成。钢管扩张焊接轴头式桥壳与钢板冲焊桥壳相比较质量有了很大变化，重量虽然与焊接桥壳相仿，但强度刚度提高了很多，又因没有钢板冲焊桥壳的贯通焊接，产品内应力也相应减少，提高了桥壳整体承载能力，是发展前景较好的一种中型载重车桥桥壳。但由于在制作过程中仍然需焊接轴头，16Mn材料也无法通过热处理提高其承载能力和强度，因此，该车桥无缘进入重型车和工程车领域。鉴于此，我们研发出带轴头的钢管扩张整体式车桥桥壳，该桥壳无需再焊接轴头，无需方管轧成圆管，采用20Mn2材料，经热处理细化晶粒，消除应力，全面提升了桥壳的承载能力，即减轻了车桥重量，达到重型车对车桥桥壳的各项技术指标要求。目前轧制工具为差速式模具，其结构是：在模具箱1内设有一组等距环形分布的支座，各支座轴线相互平行，锥形辊2装于支座形成一用于放置预制桥壳轴头3的内腔，内腔的大径端与各锥形辊的小径端对应；内腔的小径端与各锥形辊的大径端对应（见图1、图2）。预制桥壳轴头3与各锥形辊的关系如图5、图6所示。

图7中，在A—A B—B C—C三个截面中速比如下式中ωA=ωB=ωC角速度相等（主动轮）

A — A: rA＞rA＇ r A∕rA＇＞1 则ωA＇=ωA*rA∕rA＇

ωA＇＞ωA

B — B: rB =rB＇ 则ωB=ωB＇

C — C: rC＜rC＇ r C∕rC＇＜1 则ωC＇＜Ωc

由此可见，在被轧制过程中轴头长度上，始终有一个扭转力（扭矩）存在。因此，预制桥壳轴头3在轧制时（与轧辊的接触中）各段轮廓面始终处于滚动、滑动、扭曲、交替进行，严重时可造成桥管的横截面折叠、扭断。此种轧制方法造成产品扭曲断裂造成的废品率在30%左右。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足， 本发明提供一种可提高轴头成型的合格率、确保整体桥壳产品质量的斜盘式等速模具。

本发明的技术方案在于：模具箱一侧设有环形分布的斜盘支座；模具箱另一侧中心有轴头孔，箱体支座围绕轴头孔环形分布；轧辊一端呈放射形安放在斜盘支座上，另一端置于箱体支座，并在模具箱箱体内形成类圆锥形内腔。

本发明所述斜盘支座组成的环形、箱体支座组成的环形与轴头孔同一中心轴线。

本发明所述轧辊为圆台形，轧辊圆台所在圆锥的圆锥角和待加工桥壳轴头的圆锥角β相同。

本发明所述轧辊中轴线和轴头孔中轴线的夹角等于待加工桥壳轴头的圆锥角β。

本发明所述轧辊小径端放在斜盘支座上，大径端安放在箱体支座上。

本发明所述环形分布的斜盘支座设置于类圆锥式斜盘上。

本发明所述类圆锥式斜盘的夹角α等于待加工桥壳轴头的圆锥角β。

与现有技术相比，本发明具有优点如下：①被热轧的钢管（即预制桥壳轴头）的转动角速度与轧辊的转动角速度相等；②钢管被轧部分外轮廓线上的任意一点的转动速度与相对应的轧辊上的一点的转动角速度相等，即主动轮与被动轮做纯滚动而无滑动的现象；③在转动过程中轴线上任意两点的位置并未发生扭转。④钢管在轧制过程中在L长度上只承受轴向力与径向力，使钢管得以镦粗拔长，与轧辊没有相对的转速差。避免了产品在轧制过程中因角速度不一致产生的废品。采用本发明可以很好的解决轧制过程中的废品率问题，提高桥壳质量。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为钢管坯料的示意图。

图4为已轧出轴头的坯料的示意图。

图5为现有技术的工作状态图。

图6为图5的侧视图。

图7为转速分析简图。

图8为本发明的结构示意图。

图9为本发明的工作状态图。

具体实施方式

图1、图2中所示为现有技术的轧制工具------差速式模具。图中模具箱1，锥形辊2，预制桥壳轴头3，油缸4，导轨5。

图3所示为钢管坯料。

图4所示为预制桥壳轴头3。

图5、图6中，模具箱1，锥形辊2，预制桥壳轴头3，油缸4，导轨5。

图7为转速分析简图。

图8中，模具箱7安装在车床身的导轴9上，模具箱7一侧装有油缸10，由油缸10拟在200T动力推动模具箱水平移动。模具箱7底部即靠油缸10侧设有圆锥式斜盘6，圆锥式斜盘6上设有等距环形分布的斜盘支座，模具箱7另一侧有箱体支座， 锥形轧辊8一端呈放射形安放在斜盘支座上，另一端置于箱体支座，并在模具箱7箱体内形成类圆锥形内腔（里小外大）。圆锥式斜盘的夹角α（即圆锥式斜盘的圆锥侧边和底边所形成的角）等于待加工桥壳轴头的圆锥角β。轧辊8小径端放在斜盘支座上，大径端安放在箱体支座上。锥形轧辊8仅在以预制桥壳轴头3接触时，预制桥壳轴头3旋转带动锥形轧辊8相对滚动。

图9所示为本发明斜盘式模具工作状态。首先，预制桥壳轴头3在感应加热器中，加热至1500℃后送入轧机主轴孔内，被夹持器夹紧，主轴转动，预制桥壳轴头3随之转动。本发明在油缸10的推动下沿床身导轴9直行，锥形轧辊8接触预制桥壳轴头3前端，锥形轧辊8沿轴线挤压预制桥壳轴头3并与预制桥壳轴头3逆向转动（摩擦滚动），本发明模具在油缸10的推动下继续前行，预制桥壳轴头3继续被挤压，预制桥壳轴头3体积发生变化，被挤压的体积向没有作用力的方向流动，本发明模具行至规定位置，预制桥壳轴头3轧制完成，油缸10退回。本发明模具回到初始位置，主轴停止转动，预制桥壳轴头3退出，松开夹持器，预制桥壳轴头3退出，工作完毕。

Claims (4)

1.一种斜盘式等速模具，其特征在于：模具箱（7）一侧设有环形分布的斜盘支座；模具箱（7）另一侧中心有轴头孔，箱体支座围绕轴头孔环形分布；轧辊（8）一端呈放射形安放在斜盘支座上，另一端置于箱体支座上，并在模具箱（7）箱体内形成类圆锥形内腔；所述斜盘支座组成的环形、箱体支座组成的环形与轴头孔三者的中心轴线为同一直线；所述环形分布的斜盘支座设置于圆锥式斜盘（6）上；所述圆锥式斜盘（6）的夹角即圆锥式斜盘的圆锥侧边和底边所形成的角α等于待加工桥壳轴头的圆锥角β。

2.根据权利要求1所述的斜盘式等速模具，其特征在于：所述轧辊（8）为圆台形，轧辊（8）圆锥角和待加工桥壳轴头的圆锥角β相同。

3.根据权利要求2所述的斜盘式等速模具，其特征在于：所述轧辊（8）中轴线和轴头孔中轴线的夹角等于待加工桥壳轴头的圆锥角β。

4.根据权利要求1或3所述的斜盘式等速模具，其特征在于：所述轧辊（8）小径端放在斜盘支座上，大径端安放在箱体支座上。