CN109676068B - 一种vl型球笼内侧分型结构产品轧锻设备及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备及其成型方法，其技术方案要点是：一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备，包括机架，机架设有凸模轴承座，凸模轴承座穿设有芯轴，芯轴套设有凸模，凸模侧壁穿设有六个用于冷轧成型滑道的成型镶块，成型镶块两两成V形分布，成型镶块与芯轴连接；机架设有压环装置，压环装置包括固定于机架的压紧油缸，压紧油缸输出轴设有抵接球笼毛坯件上端面的压环；机架设有两组用于冷轧球笼毛坯件的轧辊装置；机架设有驱动所述芯轴上下移动并使所述成型镶块滑入凸模内腔的驱动组件。本发明达到简化生产环节，提高材料利用率，节约生产成本，降低能耗，提高生产效率和产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及VL型球笼加工领域，尤其涉及到一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备及其成型方法。
背景技术
等速万向节(Constant Velocity Universal Joint)又称球笼(Cage)，是轿车传动系统中组成驱动半轴(Driving Shaft)的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮，驱动轿车高速行驶。
VL型球笼的内侧沿圆周方向分布有6条滑道，两两成V分布，在汽车上应用较广，平均每台车4个，该产品在四驱轿车上的使用也在扩大，开发前景广阔。
目前市场上VL型球笼通常选用锻造毛坯，内侧6条成V型分布的滑道采用切削加工方法成形。其加工效率低，且加工成本高。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备及其成型方法，达到简化生产环节，提高材料利用率，节约生产成本，降低能耗，提高生产效率和产品质量。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备，包括机架，所述机架设置有凸模轴承座，所述凸模轴承座穿设有芯轴，所述芯轴呈竖直穿设于所述凸模轴承座，所述芯轴套设有凸模，所述凸模位于所述凸模轴承座上方，且所述凸模侧壁穿设有六个用于冷轧成型滑道的成型镶块，所述成型镶块两两成V形分布，所述成型镶块与所述芯轴连接；所述机架设置有压环装置，所述压环装置包括固定于机架上端面设置有压紧油缸，所述压紧油缸输出轴呈竖直向下设置，且所述压紧油缸输出轴设置有抵接球笼毛坯件上端面的压环；所述机架设置有两组用于冷轧球笼毛坯件的轧辊装置，两组所述轧辊装置分设于芯轴两侧，且每组轧辊装置均包括抵接于球笼毛坯件侧壁的轧辊、驱动所述轧辊转动的回转电机、驱动所述轧辊及回转电机朝向所述芯轴方向移动的移动电机，所述轧辊及回转电机移动方向呈水平设置；所述机架设置有驱动所述芯轴上下移动并使所述成型镶块滑入凸模内腔的驱动组件。
本发明的进一步设置为：所述驱动组件包括设置于所述及机架并驱动所述芯轴上下移动的芯轴驱动油缸，所述芯轴驱动油缸输出轴呈竖直向上设置且与芯轴连接，所述芯轴靠上端面呈锥形设置，且所述芯轴锥形侧壁固定有与所述成型镶块连接的T形块，所述T形块长度方向沿所述芯轴锥形侧壁倾斜方向设置，所述芯轴驱动油缸驱动芯轴上移时，所述芯轴锥形侧壁抵接与成型镶块并驱动成型镶块向所述凸模外侧移动，所述芯轴驱动油缸驱动芯轴下移时，所述芯轴及T形块带动所述成型镶块朝向凸模中心移动。
本发明的进一步设置为：所述机架设置有脱料组件，所述脱料组件包括固定连接于所述架体的推出缸，所述推出缸输出轴呈竖直向上设置，所述推出缸输出轴固定连接有推件板，所述推件板套设于所述凸模，且所述推件板抵接于凸模轴承座上端面。
本发明的进一步设置为：一种VL型球笼内侧分型结构产品的轧锻成型方法，包括步骤1、球笼毛坯件上料，将球笼毛坯件放置于推件板，并使球笼毛坯件套设于凸模；步骤2、工艺初始状态，芯轴驱动油缸驱动芯轴上移，并通过芯轴锥形侧壁及T形块驱动成型镶块突出于凸模侧壁，同时压紧油缸驱动压环向下移动并抵接于球笼毛坯件上端面，所述压环与推件板夹持球笼毛坯件；步骤3、轧锻成型，两组轧辊装置的移动电机驱动轧辊及回转电机朝向凸模方向移动，并使轧辊抵触于球笼毛坯件侧壁，同时回转电机驱动轧辊转动，轧辊挤压球笼毛坯件的同时驱动球笼毛坯件及凸模相对于凸模轴承座转动，从而使球笼毛坯件内侧壁轧锻出六条滑道；步骤4、压环装置及轧辊装置移出工作位，压紧油缸驱动压环上移复位，同时移动电机驱动轧辊及回转电机背离凸模方向移动并复位；步骤5、成型镶块内移，芯轴驱动油缸驱动芯轴下行，芯轴的T形块带动成型镶块朝向凸模中心移动，从而使成型镶块滑入凸模内腔，并未球笼制件脱料让出空间；步骤6、球笼制件脱料，从机架内取出球笼制件。
本发明的进一步设置为：在步骤6中，推出缸驱动推件板上移，并带动球笼制件上移脱离凸模，然后取出球笼制件，然后推出缸驱动推件板下移复位。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1)当冷轧球笼毛坯件时，通过压环及推件板夹持固定球笼毛坯件，并通过移动电机驱动回转电机及轧辊朝向凸模方向移动，并使轧辊抵接于球笼毛坯件侧壁，从而挤压球笼毛坯件，球笼毛坯件内壁抵接于成型镶块从而形成相应的滑道，并且回转电机驱动轧辊转动，并带动球笼毛坯件及凸模转动，达到球笼毛坯件均匀受力，并成型呈符合要求的球笼制件。
2)当对球笼毛坯件进行轧锻时，通过芯轴驱动油缸驱动芯轴向上移动，芯轴的锥形侧壁及T形块驱动成型镶块突出于凸模侧壁，通过通过轧辊挤压球笼毛坯件，球笼毛坯件内壁抵触于成型镶块并形成相应的滑道，当需要对球笼制件进行脱料时，驱动芯轴向下移动，从而达到T形块带动成型镶块滑入凸模内，方便球笼制件脱料。
3)当轧锻球笼毛坯件时，先将球笼毛坯件放置于推件板，并通过压环与推件板夹持固定球笼毛坯件，当球笼毛坯件加工成球笼制件且成型镶块滑入凸模内腔时，通过推出缸驱动推件板向上移动，从而将球笼制件推出凸模，达到对球笼制件进行脱料，并加工完成球笼制件。
4)VL型球笼内侧分型结构产品的轧锻成型方法利用材料的塑性变形，通过轧辊碾压，并通过成型镶块和凸模组成的内侧型面成型，得到模锻球笼制件，具有组织致密，力学性能优，抗疲劳性好，且具有生产效率高、材料利用率好的特点，其上述加工方法属于国际领先的研究领域，具有创新和新颖性，可以简化生产环节，提高材料利用率，节约生产成本，降低能耗，提高生产效率和产品质量，延长使用寿命。
附图说明
图1是实施例一的正视图；
图2是实施例一的结构示意图；
图3是压紧轴承座、芯轴及成型镶块的结构示意图；
图4是芯轴、成型镶块的结构示意图；
图5是球笼制件的结构示意图。
图中数字所表示的相应部件名称：1、压紧油缸；2、压紧轴承座；3、压环；4、球笼毛坯件；5、凸模；6、成型镶块；7、轧辊；8、销轴；9、轧辊支座；10、回转电机；11、移动电机；12、推件板；13、凸模轴承座；14、推出缸；15、芯轴；16、芯轴驱动油缸；17、机架；18、球笼制件；19、T形块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：如图1至图5所示，本发明提出的一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备，包括机架17，机架17固定连接有凸模轴承座13，凸模轴承座13呈竖直设置，凸模5轴承轴座内穿设有芯轴15，芯轴15呈竖直设置且可相对于凸模轴承座13转动，芯轴15套设有凸模5，凸模5位于凸模轴承座13上方，并且凸模5侧壁穿设有六个成型镶块6，成型镶块6呈两两成V形分布，并且成型镶块6与芯轴15连接。机架17还设置有压环装置，压环装置包括固定于机架17上端面的压紧油缸1，压紧油缸1输出轴呈竖直向下设置，并且压紧油缸1输出轴下端面固定有压紧轴承座2，压紧轴承座2固定连接有抵接于球笼毛坯件4上端面的压环3，压环3位于凸模5正上方，并且通过压环3及凸模轴承座13固定球笼毛坯件4位置。
机架17设置有两组用于冷轧球笼毛坯件4的轧辊装置，两组轧辊装置分设于凸模5的左右两侧，每组轧辊装置均包括沿水平方向滑动连接于机架17的轧辊7、回转电机10，以及驱动轧辊7及回转电机10朝向凸模5方向移动的移动电机11；回转电机10连接有轧辊支座9，并且轧辊支座9与轧辊7之间通过设置销轴8连接，回转电机10通过齿轮传动驱动轧辊7转动，并且轧辊7转动轴向呈竖直设置，移动电机11与回转电机10之间通过丝杠结构驱动。当冷轧球笼毛坯件4时，通过移动电机11驱动回转电机10及轧辊7朝向凸模5方向移动，并使轧辊7抵接与球笼毛坯件4侧壁，从而挤压球笼毛坯件4，球笼毛坯件4内壁抵接于成型镶块6从而形成相应的滑道，并且回转电机10驱动轧辊7转动，并带动球笼毛坯件4及凸模5转动，达到球笼毛坯件4均匀受力，并成型呈符合要求的球笼制件18。
机架17设置有驱动芯轴15上下移动并使成型镶块6滑入凸模5内腔的驱动组件，驱动组件包括固定连接于机架17的芯轴驱动油缸16，芯轴驱动油缸16输出轴呈竖直向上设置并与芯轴15下端面转动连接，芯轴15上端面设置成锥状，并形成有锥形侧壁，芯轴15锥形侧壁固定连接有六个与成型镶块6滑动连接的T形块19，T形块19长度方向沿芯轴15锥形侧壁倾斜方向设置，芯轴15相对于凸模5上下移动时，T形块19带动成型镶块6突出凸模5侧壁或滑入凸模5内腔。当对球笼毛坯件4进行轧锻时，通过芯轴驱动油缸16驱动芯轴15向上移动，芯轴15的锥形侧壁及T形块19驱动成型镶块6突出于凸模5侧壁，通过通过轧辊7挤压球笼毛坯件4，球笼毛坯件4内壁抵触于成型镶块6并形成相应的滑道，当需要对球笼制件18进行脱料时，驱动芯轴15向下移动，从而达到T形块19带动成型镶块6滑入凸模5内，方便球笼制件18脱料。
为了方便球笼制件18脱料，机架17设置有脱料组件，脱料组件包括固定来了就于机架17的推出缸14，推出缸14的输出轴呈竖直向上设置，推出缸14输出轴固定连接有推件板12，推件板12套设于凸模5且抵接于凸模轴承座13上端面。这样当轧锻球笼毛坯件4时，先将球笼毛坯件4放置于推件板12，并通过压环3与推件板12夹持固定球笼毛坯件4，当球笼毛坯件4加工成球笼制件18且成型镶块6滑入凸模5内腔时，通过推出缸14驱动推件板12向上移动，从而将球笼制件18推出凸模5，达到对球笼制件18进行脱料，并加工完成球笼制件18。
实施例二：一种利用实施例一所述的VL型球笼内侧分型结构产品的轧锻成型设备的加工方法：步骤1、球笼毛坯件4上料，压环3位于凸模5正上方，并且左右两侧的轧辊7距离凸模5为25mm，将球笼毛坯件4放置于推件板12，并使球笼毛坯件4套设于凸模5；
步骤2、工艺初始状态，芯轴驱动油缸16驱动芯轴15上移，并通过芯轴15锥形侧壁及T形块19驱动成型镶块6突出于凸模5侧壁，与凸模5组成了球笼内侧复杂的型面结构，同时压紧油缸1驱动压环3向下移动并抵接于球笼毛坯件4上端面，所述压环3与推件板12夹持球笼毛坯件4；
步骤3、轧锻成型，两组轧辊装置的移动电机11驱动轧辊7及回转电机10朝向凸模5方向移动，并使轧辊7抵触于球笼毛坯件4侧壁，使球笼毛坯件4发生塑性变形，同时回旋电机驱动轧辊7转动，轧辊7挤压球笼毛坯件4的同时驱动球笼毛坯件4及凸模5相对于凸模轴承座13转动，从而使球笼毛胚架内侧壁轧锻成型六条滑道，从而加工成球笼制件18；
步骤4、压环装置及轧辊装置移出工作位，压紧油缸1驱动压环3上移复位，同时移动电机11驱动轧辊7及回转电机10背离凸模5方向移动并复位；
步骤5、成型镶块6内移，芯轴驱动油缸16驱动芯轴15下行，芯轴15的T形块19带动成型镶块6朝向凸模5中心移动，从而使成型镶块6滑入凸模5内腔，并未球笼制件18脱料让出空间。
步骤6、球笼制件18脱料，从机架17内取出球笼制件18。
在步骤6中，推出缸14驱动推件板12上移，并带动球笼制件18上移脱离凸模5，然后取出球笼制件18，然后推出缸14驱动推件板12下移复位。
上述加工球笼制件18的方法利用材料的塑性变形，通过轧辊7碾压，并通过成型镶块6和凸模5组成的内侧型面成型，得到模锻球笼制件18，具有组织致密，力学性能优，抗疲劳性好，且具有生产效率高、材料利用率好的特点。
上述利用VL型球笼内侧分型结构产品的轧锻成型设备的加工方法属于国内空白，国际领先的研究领域，具有创新和新颖性，可以简化生产环节，提高材料利用率，节约生产成本，降低能耗，提高生产效率和产品质量，延长使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (3)
1.一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备，包括机架(17)，其特征在于：所述机架(17)设置有凸模轴承座(13)，所述凸模轴承座(13)穿设有芯轴(15)，所述芯轴(15)呈竖直穿设于所述凸模轴承座(13)，所述芯轴(15)套设有凸模(5)，所述凸模(5)位于所述凸模轴承座(13)上方，且所述凸模(5)侧壁穿设有六个用于冷轧成型滑道的成型镶块(6)，所述成型镶块(6)两两成V分布，所述成型镶块(6)与所述芯轴(15)连接；所述机架(17)设置有压环装置，所述压环装置包括固定于机架(17)上端面的压紧油缸(1)，所述压紧油缸(1)输出轴呈竖直向下设置，且所述压紧油缸(1)输出轴设置有抵接球笼毛坯件(4)上端面的压环(3)；所述机架(17)设置有两组用于冷轧球笼毛坯件(4)的轧辊装置，两组所述轧辊装置分设于芯轴(15)两侧，且每组轧辊装置均包括抵接于球笼毛坯件(4)侧壁的轧辊(7)、驱动所述轧辊(7)转动的回转电机(10)、驱动所述轧辊(7)及回转电机(10)朝向所述芯轴(15)方向移动的移动电机(11)，所述轧辊(7)及回转电机(10)移动方向呈水平设置；所述机架(17)设置有驱动所述芯轴(15)上下移动并使所述成型镶块(6)滑入凸模(5)内腔的驱动组件；
所述驱动组件包括设置于所述机架(17)并驱动所述芯轴(15)上下移动的芯轴驱动油缸(16)，所述芯轴驱动油缸(16)输出轴呈竖直向上设置且与芯轴(15)连接，所述芯轴(15)靠上端面呈锥形设置，且所述芯轴(15)锥形侧壁固定有与所述成型镶块(6)连接的T形块(19)，所述T形块(19)长度方向沿所述芯轴(15)锥形侧壁倾斜方向设置，所述芯轴驱动油缸(16)驱动芯轴(15)上移时，所述芯轴(15)锥形侧壁抵接于成型镶块(6)并驱动成型镶块(6)向所述凸模(5)外侧移动，所述芯轴驱动油缸(16)驱动芯轴(15)下移时，所述芯轴(15)及T形块(19)带动所述成型镶块(6)朝向凸模(5)中心移动；
所述机架(17)设置有脱料组件，所述脱料组件包括固定连接于所述机架(17)的推出缸(14)，所述推出缸(14)输出轴呈竖直向上设置，所述推出缸(14)输出轴固定连接有推件板(12)，所述推件板(12)套设于所述凸模(5)，且所述推件板(12)抵接于凸模轴承座(13)上端面。
2.一种权利要求1所述的VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备的轧锻成型方法，其特征在于：
步骤1、球笼毛坯件(4)上料，将球笼毛坯件(4)放置于推件板(12)，并使球笼毛坯件(4)套设于凸模(5)；
步骤2、工艺初始状态，芯轴驱动油缸(16)驱动芯轴(15)上移，并通过芯轴(15)锥形侧壁及T形块(19)驱动成型镶块(6)突出于凸模(5)侧壁，同时压紧油缸(1)驱动压环(3)向下移动并抵接于球笼毛坯件(4)上端面，所述压环(3)与推件板(12)夹持球笼毛坯件(4)；
步骤3、轧锻成型：两组轧辊装置的移动电机(11)驱动轧辊(7)及回转电机(10)朝向凸模(5)方向移动，并使轧辊(7)抵触于球笼毛坯件(4)侧壁，同时回转电机(10)驱动轧辊(7)转动，轧辊(7)挤压球笼毛坯件(4)的同时驱动球笼毛坯件(4)及凸模(5)相对于凸模轴承座(13)转动，从而使球笼毛坯件(4)内侧壁轧锻出六条滑道；
步骤4、压环装置及轧辊装置移出工作位：压紧油缸(1)驱动压环(3)上移复位，同时移动电机(11)驱动轧辊(7)及回转电机(10)背离凸模(5)方向移动并复位；
步骤5、成型镶块(6)内移：芯轴驱动油缸(16)驱动芯轴(15)下行，芯轴(15)的T形块(19)带动成型镶块(6)朝向凸模(5)中心移动，从而使成型镶块(6)滑入凸模(5)内腔，并为球笼制件(18)脱料让出空间；
步骤6、球笼制件(18)脱料，从机架(17)内取出球笼制件(18)。
3.根据权利要求2所述的一种VL型球笼内侧分型结构产品轧锻设备的轧锻成型方法，其特征在于：在步骤6中，推出缸(14)驱动推件板(12)上移，并带动球笼制件(18)上移脱离凸模(5)，然后取出球笼制件(18)，然后推出缸(14)驱动推件板(12)下移复位。
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