CN1381319A - 切分式钢球毛坯连轧机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属塑性成型领域,特别是涉及一种切分式钢球毛坯连轧机。其特征是:二辊水平轧机(6)的轧辊(19)为组合式结构,轧辊孔型由辊环(25)与周期环(26)构成:立辊(38)同轴上方的圆锥齿轮(39)与轴(41)上的齿轮(40)相啮合,轴(41)由固定于机架(37)上的支架(42)支撑,周期同步导卫轮(8)通过螺栓与夹板(47)连接,夹板(47)通过键(46)固定在轴(41)上。由于本发明的球坯的成型过程是在纵轧中由轧辊孔型分步辊锻完成的,在整个变形过程中轧件不产生旋转,因此也就不会出现斜轧钢球时出现的缺陷,提高了成型质量;材料利用率可达94%以上,生产率明显高于冷镦与螺旋孔型斜轧工艺。
Description
本发明涉及金属塑性成型领域，特别是涉及一种切分式钢球毛坯连轧机。
目前，轴承用钢球的主要生产手段是采用螺旋孔型斜轧与冷镦工艺。螺旋孔型斜轧虽然具有较高的生产率，但在变形机理上由于工件在成型过程中绕自身轴旋转，在交变拉应力的作用下，必然产生心部疏松或形成孔穴，这是一种潜在的质量隐患；冷镦生产工艺成型质量可靠，但冲击负荷大，模具磨损快，生产率也不高。
半个世纪以来，人们就在不断地探索钢球成型的新方法，文献US2,269,889 1942和US2,801,556 1957是美国专利局分别于1942年和1957年授权的发明专利。这两项专利均以圆钢为原料，在一种连续成型机上先将圆钢纵轧成椭圆断面，进而对椭圆轧件进行周期式球成型，最后将球体与连接带分离。FR1,327,234 1963，则采用平—立交替、单独驱动的四架连轧机成型。无论是采用两套传动***，还是四套传动***，对于实现周期断面连轧都将是困难的。
中国专利(ZL 97110455.7)钢球毛坯连轧机，采用集体传动的两架平—立交替轧机成型且机械同步，其中第一架轧辊孔型周期可以在一定范围内调节，以适应第二道的同步节距。在理论上虽然可以满足这种周期断面连轧关系，但成型过程的稳定性还没有完全解决。
钢球的纵轧成型是一个全新的领域，前人为此进行了大量的研究工作。但遗憾的是至今还有两大难题尚未解决：一是孔型设计不尽合理，连接带部位的金属损耗大，降低了材料利用率，且在变形工具设计中没有考虑这部分金属合理的流动空间，以至于产生折叠；二是变形工艺欠合理，难以建立连轧关系。在动态成型过程中，轧件极易产生扭转，使整个变形过程处于一种非稳定状态。
本发明的目的在于提供一种切分式钢球毛坯连轧机及钢球纵轧成形工艺，从工艺和设备上解决上述两个难题，实现钢球的纵轧成型，进而提高钢球的成型质量与生产率。
本发明的目的是这样来实现的：这种切分式钢球毛坯连轧机是由电机1、减速器2、传动箱3、水平辊传动轴4、传动立辊的万向轴5、二辊水平轧机6、立辊轧机9、安装轧机的底座10、导卫管7以及立辊同步导卫轮8所组成。其特征是：传动箱3的输出端共有五个轴头，其中位于两侧呈垂直布置的两对轴头分别与水平辊传动轴4相连接，且这四个输出轴的转速是相等的；而中间居下的轴头则与驱动立辊轧机的万向轴5相连接；插头14的法兰孔为椭圆孔，当水平辊需要调整相位时，可松开螺栓16，使插头14与接轴15产生一微小转角，当调整好相位后再重新紧固螺栓16；所述的二辊水平轧机6的出入口处装有导卫梁18，组合式轧辊19由轴承座23安装在机架20上，机架20由机架横梁22连接，安装在机架20窗口中心的压下机构21用来调整轧辊孔型，组合式轧辊19的辊环25与周期环26由键27与辊轴24连接，并由螺母28锁定，组合式轧辊19为组合式结构，其孔型由对轧件实施周期切分、形似链轮且孔型底径中部为等半径的周期环26及孔型部位带侧面斜度的辊环25组成，其斜度为1∶4.5-1∶6.0，周期环26的侧面斜度与辊环25相同，构成的孔腔为半封闭的平底椭圆半边体，二辊水平轧机6安装在底座10上：所述的立辊轧机9的轧辊轴33上的圆锥齿轮34由输入轴36上的圆锥齿轮35驱动，而轴36与万向轴5相连接，在轴33上还装有同步齿轮32，同步齿轮32为圆柱斜齿轮，当与之啮合的同步齿轮29相对于32产生一微小轴向位移的同时，也必然要产生一微小转角从而实现立辊孔型的相位调整：立辊38同轴上方的圆锥齿轮39与轴41上的齿轮40相啮合，轴41由固定于机架37上的支架42支撑，周期同步导卫轮8通过螺栓与夹板(47)连接，夹板(47)通过键(46)固定在轴(41)上，周期同步导卫轮8与立辊38的孔型数相等，转速也相等，在夹板47上的固定孔为椭圆孔；
钢球毛坯的成型工艺为：第一道通过组合式轧辊孔型将原料(圆钢)横向切分成等周期截面，其截面形状呈平椭圆状，在切口部位有连接带，使轧件切而不分；第二道立轧由两个半球孔型完成球成型过程，为了使第二道切分变形过程稳定，在立轧机的入口处安装一同步导卫轮8，其作用在于诱导轧件同步轧制；第三道通过轧辊孔型在切口部位分离球体。
附图及实施例
图1为切分式钢球毛坯连轧机外形图
图2为切分式钢球毛坯连轧机K向结构示意图
图3为水平辊传动轴结构示意图
图4为水平辊传动轴A-A剖视图
图5为二辊水平轧机外形图
图6为组合式轧辊结构示意图
图7为组合式轧辊A-A剖视图
图8为立轧机的传动与相位调节示意图
实施例：
图1、图2公开的是本发明的一个实施例，钢球毛坯连轧机的传动***由电机1、减速器2、传动箱3、水平辊传动轴4和传动立辊的万向轴5组成，同时驱动两架二辊水平轧机6和位于二者之间的立辊轧机9。二辊水平轧机6可以在底座10上作横向微调，以适应不同球坯规格节距。所发明的切分式钢球毛坯连轧机，由于球坯的成型过程是在纵轧中由轧辊孔型分步辊锻完成的，在整个变形过程中轧件不产生旋转，因此也就不会出现斜轧钢球时出现的缺陷，提高了成型质量； 材料利用率可达94％以上，当轧制直径为16.2mm的钢球坯时，生产率为每分钟1420粒，明显高于冷镦与螺旋孔型斜轧工艺。
Claims (8)
1、一种切分式钢球毛坯连轧机，由电机(1)、减速器(2)、传动箱(3)、水平辊传动轴(4)、传动立辊的万向轴(5)、二辊水平轧机(6)、立辊轧机(9)、底座(10)、导卫管(7)以及立辊同步导卫轮(8)所组成，其特征在于：二辊水平轧机(6)的轧辊(19)为组合式结构，轧辊孔型由辊环(25)与周期环(26)构成：立辊(38)同轴上方的圆锥齿轮(39)与轴(41)上的齿轮(40)相啮合，轴(41)由固定于机架(37)上的支架(42)支撑，周期同步导卫轮(8)通过螺栓与夹板(47)连接，夹板(47)通过键(46)固定在轴(41)上。
2、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机生产钢球毛坯的成型工艺，其特征在于：第一道，通过组合式轧辊孔型将原料(圆钢)横向切分成等周期截面，其截面形状呈平椭圆状，在切口部位有连接带，使轧件切而不分；第二道，立轧由两个半球孔型完成球体成型过程，为了使第二道变形过程稳定，在立轧机的入口处安装同步导卫轮(8)，其作用在于诱导轧件同步轧制；第三道，通过轧辊孔型在切口部位分离球体；3架轧机的轧辊转速相同。
3、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：传动箱(3)的输出端共有五个轴头，其中位于两侧呈垂直布置的两对轴头分别与水平辊传动轴(4)相连接，且这四个输出轴的转速是相等的；而中间居下的轴头则与驱动立辊轧机的万向轴(5)相连接。
4、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：插头(14)的法兰孔为椭圆孔，当水平辊需要调整相位时，可松开螺栓(16)，使插头(14)与接轴(15)产生一微小转角，当调整好相位后再重新紧固螺栓(16)。
5、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：组合式轧辊(19)的辊环(25)与周期环(26)由键(27)与辊轴(24)连接，并由螺母(28)锁定。
6、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：组合式轧辊(19)的孔型由对轧件实施周期切分、形似链轮且孔型底径中部为等半径的周期环(26)及孔型部位带侧面斜度的辊环(25)组成，其斜度为1∶4.5-1∶6.0，周期环(26)的侧面斜度与辊环(25)相同，构成的孔腔为半封闭的平底椭圆半边体。
7、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：立辊轧机(9)的轧辊轴(33)上的圆锥齿轮(34)由输入轴(36)上的圆锥齿轮(35)驱动，而轴(36)与万向轴(5)相连接，在轴(33)上还装有同步齿轮(32)，同步齿轮(32)为圆柱斜齿轮，当与之啮合的同步齿轮(29)相对于同步齿轮(32)产生一微小轴向位移的同时，也必然要产生一微小转角实现立辊孔型的相位调整。
8、根据权利要求1所述的切分式钢球毛坯连轧机，其特征在于：周期同步导卫轮(8)与立辊(38)的孔型数相等，转速也相等，在夹板(28)上的固定孔为椭圆孔。
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