[发明专利]薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构和旋锻加工装置

说明书

技术领域

本发明属于薄壁超长变径金属棒材及管材加工技术领域，具体涉及一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构和旋锻加工装置。

背景技术

目前金属变径管材的传统加工方法:有滚轧法、旋压法、冲压法及膨胀法等，通常此类产品工件长径比L/Φ≤20,对于中高强度(抗拉强度≥800MPa)、弹性大(杨氏模量≤110GPa)的金属超长薄壁管材的变径加工,模具成本高,设备吨位大,且工作过程复杂,产品质量一致性差,加工效率低等不足。

旋锻工艺是一种应用广泛的经济加工工艺，旋锻作为金属塑性加工的一个重要分支，具有表面精度高、节省材料、成本低廉等优点，是一种经济、快速成型棒材类、管材类方法。旋锻工艺的核心机构为旋锻机构，目前，旋锻机构采用的变径机构结构复杂，且在旋锻过程中容易出现问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构。该旋锻机构的结构简单，变径操作简便，能够有效的实现变径金属棒材及管材的旋锻加工,通过镟锻可显著提高材料的机械性能。

为实现上述目的，本发明薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构采用的技术方案是：一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：包括机架、安装在所述机架内的滚柱保持架、安装在所述机架上的主轴和用于带动所述主轴转动的主轴动力装置，所述主轴内设置有能够随其转动且能沿主轴轴向滑动的芯轴，所述主轴伸入机架的一端面上开设有空腔，所述芯轴上位于所述空腔内的一端设置有连接盘，所述连接盘上安装有多个沿其圆周方向布设的楔形板，所述主轴伸入机架的一端安装有盖板，所述滚柱保持架与盖板之间设置有定位盘，所述滚柱保持架上安装有多个沿其圆周方向均匀布设的滚柱，所述滚柱保持架的内部设置有多个相互配合以组成模具的模具单元，所述滚柱保持架内位于所述模具单元的外侧设置有多个与所述滚柱相配合以敲打模具单元的锤头，所述定位盘上设置有多个用于定位锤头的镶块，多个所述锤头一一对应位于相邻两个镶块之间，多个所述锤头、多个所述模具单元和多个所述楔形板一一对应，所述楔形板穿过所述盖板和定位盘并伸入到与其相对应的锤头和模具单元之间，所述模具单元的外侧面为与所述楔形板呈楔面配合的锥面，所述机架上设置有用于带动芯轴沿主轴轴向滑动从而调整模具单元变径的模具调整驱动机构。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述模具调整驱动机构包括固定杆、摇臂和摇臂驱动电机，所述固定杆水平安装在所述机架的上部，所述摇臂的上端与所述固定杆相铰接，所述摇臂驱动电机设置在机架的下部，所述摇臂驱动电机的输出轴上安装有摇臂驱动丝杆，所述摇臂的下端铰接有两个连接板，两个所述连接板之间铰接有连接柱，所述连接柱上设置有与摇臂驱动丝杆相配合的螺纹孔，所述摇臂的中部设置有用于带动芯轴沿所述主轴轴向滑动的联动装置，所述联动装置套在芯轴上且与芯轴转动配合。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述联动装置包括固定在所述摇臂上的箱体和位于所述箱体内的轴承支座板，所述轴承支座板上设置有套在所述芯轴上的轴承，所述轴承支座板在芯轴的径向与箱体的内壁呈滑动配合。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头和与其相对应的模具单元通过C形弹簧相连接。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头包括呈方形的锤头本体和用于与滚柱相配合的圆弧部，所述圆弧部连接在所述锤头本体上，所述圆弧部的两侧边均伸出所述锤头本体，所述锤头本体与圆弧部一侧边的结合部位以及所述锤头本体与圆弧部另一侧边的结合部位均形成用于安装镶块的缺口，相邻两个所述镶块相互配合以引导锤头沿芯轴的径向移动，所述镶块与定位盘通过键连接。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述主轴动力装置包括设置在机架上的主轴驱动电机和设置在所述主轴上的从动轮，所述主轴驱动电机的输出轴上安装有主动轮，所述主动轮和从动轮通过传动带相连接。