申请/专利权人：山东金锻自动化设备有限公司

申请日：2019-06-18

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN110125294B

主分类号：B21J1/00

分类号：B21J1/00;B21J5/02;B21H3/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.04.16#专利申请权的转移;2024.03.22#著录事项变更;2019.09.10#实质审查的生效;2019.08.16#公开

摘要：本发明提供了一种辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机，涉及锻造的技术领域，辊锻成形工艺包括以下步骤对于花兰体原材料的确定、辊锻件图的确定、各道次孔型设计、模具图的绘制、有限元数值模拟验证和最终进行辊锻；上述工艺可大幅度降低终锻成形设备打击力量，通过将待辊锻的材料完全采用辊锻成形的模具，不再需要空气锤进行制作坯料的过程，缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体质量无法保证的技术问题；提高了生产效率，提高了成形质量，可以在实际生产过程中减小对于终锻成形设备吨位设计，降低了工人的劳动强度，更加实用。

主权项：1.一种辊锻成形工艺，用于花兰体的辊锻成形，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对于花兰体原材料的确定包括以下公式：确定原材料截面积A0：A0=kA式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2~2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体原材料的直径；步骤二、辊锻件图的确定将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚2mm，拔模斜度加大3°，整体宽度减小2mm，腹板过渡圆角增大5mm，得到辊锻件图；步骤三、各道次孔型设计根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；步骤四、模具图的绘制根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；形成的辊锻模具，用于花兰体的辊锻成形，包括：第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具；所述第一道辊锻模具设置有第一辊锻通道，第一辊锻通道的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；所述第二道辊锻模具设置有第二辊锻通道，第二辊锻通道的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具形成的坯料进行预辊锻，以获得具有初级花兰体结构的粗加工坯料；所述第三道辊锻模具设置有第三辊锻通道，所述第三辊锻通道截面呈花兰孔型，用于对所述第二道辊锻模具完成的具有初级花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻以形成花兰体结构；步骤五、有限元数值模拟验证对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺设计的可行性；步骤六、进行辊锻物理实验。

全文数据：辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机技术领域本发明涉及锻造技术领域，尤其是涉及一种辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机。背景技术花兰螺丝能够用于拉紧钢丝绳，并起调节松紧作用，花兰螺丝的具有不同的制造方式，其中，花兰螺丝制造方式主要分为铸造和锻造两种，其中，锻造方式加工而成的花兰螺丝简称为锻造花兰螺丝以其较高的强度得到市场的青睐。现有技术中的锻造花兰螺丝一般采用空气锤将原材料进行制坯，再通过压力机模锻成形，但由于花兰体锻件为高筋锻件，空气锤制坯形成坯料的形状无法保证，导致最后成形后的花兰螺丝质量无法保证；而且，空气锤制坯效率较低，以及压力机对于空气锤制坯形成坯料进行模压时，成形时需要的压力较大。发明内容本发明的目的在于提供辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机，以缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体质量无法保证的技术问题。本发明提供的一种辊锻成形工艺，用于花兰体的辊锻成形，包括以下步骤：步骤一、对于花兰体原材料的确定包括以下公式：确定原材料截面积A0：A0＝kA式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2～2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体原材料的直径；步骤二、辊锻件图的确定将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚2mm，拔模斜度加大3°，整体宽度减小2mm，腹板过渡圆角增大5mm，得到辊锻件图；步骤三、各道次孔型设计根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；步骤四、模具图的绘制根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；步骤五、有限元数值模拟验证对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺设计的可行性；步骤六、进行辊锻物理实验。在本发明较佳的实施例中，步骤六还包括以下步骤：601、制坯辊锻：将待辊锻的毛坯进行初步辊锻，以形成辊锻的坯料；其中，初步辊锻采用箱式孔型，箱式孔型的中性面尺寸比毛坯的直径大1mm，拔模斜度1.5°，待辊锻的毛坯为圆形截面，且形成的辊锻的坯料为上下带槽的矩形截面；602、预成形辊锻：对坯料进行预成形辊锻，以形成大致具有花兰体结构的粗加工坯料；其中，进入预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，预成形辊锻采用工字筋孔型，工字筋孔型相对于下一道辊锻的第三道辊锻件，中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小3mm，腹板过渡圆角增大5mm；603、成形辊锻：将粗加工坯料进行成形辊锻，以形成花兰体结构；其中，成形辊锻的孔型相对于预成形辊锻孔型，腹板圆角减小，整体厚度增加减小1-2mm，拔模斜度减小1-2°。本发明提供的一种辊锻模具，用于花兰体的辊锻成形，包括：第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具；所述第一道辊锻模具设置有第一辊锻通道，第一辊锻通道的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；所述第二道辊锻模具设置有第二辊锻通道，第二辊锻通道的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具形成的坯料进行预辊锻，以获得大致具有花兰体结构的粗加工坯料；所述第三道辊锻模具设置有第三辊锻通道，所述第三辊锻通道截面呈花兰孔型，用于对所述第二道辊锻模具完成的具有初级花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻，以形成花兰体结构。在本发明较佳的实施例中，所述第一道辊锻模具包括第一环形上模具和第一环形下模具，所述第一环形上模具与所述第一环形下模具的外圆环之间形成所述第一辊锻通道。在本发明较佳的实施例中，所述第一环形上模具靠近所述第一环形下模具的一侧外圆环设置有第一上成形槽，所述第一上成形槽内设置有第一上凸筋，所述第一环形下模具对应所述第一上凸筋的位置对称设置有第一下凸筋。在本发明较佳的实施例中，所述第二道辊锻模具包括第二环形上模具和第二环形下模具，所述第二环形上模具与所述第二环形下模具的外圆环之间形成所述第二辊锻通道。在本发明较佳的实施例中，所述第二环形上模具靠近所述第二环形下模具的一侧外圆环设置有第二上成形槽，所述第二上成形槽内设置有第二上凸筋，所述第二环形上模具对应所述第二上成形槽的位置对称设置有第二下成形槽，所述第二下成形槽对应所述第二上凸筋的位置对称设置有第二下凸筋；所述第二上凸筋与所述第二下凸筋以所述第二辊锻通道的中心对称设置，且所述第一上凸筋与所述第一下凸筋之间的间距大于所述第二上凸筋与所述第二下凸筋之间的间距。在本发明较佳的实施例中，所述第三道辊锻模具包括第三环形上模具和第三环形下模具，所述第三环形上模具与所述第三环形下模具的外圆环之间形成所述第三辊锻通道。在本发明较佳的实施例中，所述第三环形上模具靠近所述第三环形下模具的一侧外圆环设置有第三上成形槽，所述第三上成形槽内设置有第三上凸筋，所述第三环形上模具对应所述第三上成形槽的位置对称设置有第三下成形槽，所述第三下成形槽对应所述第三上凸筋的位置对称设置有第三下凸筋；所述第三上凸筋与所述第三下凸筋以所述第三辊锻通道的中心对称设置，且所述第二上凸筋与所述第二下凸筋之间的间距大于所述第三上凸筋与所述第三下凸筋之间的间距。在本发明较佳的实施例中，所述第一上凸筋、所述第一下凸筋、所述第二上凸筋、所述第二下凸筋、所述第三上凸筋和所述第三下凸筋的边缘均通过圆角过渡。本发明提供了一种全自动辊锻机，包括所述的辊锻模具；所述全自动辊锻机设置有三个辊锻工位，所述三个辊锻工位依次设置，所述第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具分别与三个所述辊锻工位连接，以使待辊锻的材料依次自动进入至三个所述辊锻工位的所述第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具进行辊锻成形。本发明提供的一种辊锻成形工艺，用于花兰体的辊锻成形，包括以下步骤：步骤一、对于花兰体原材料的确定包括以下方式：确定原材料截面积A0：A0＝kA；式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2～2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体原材料的直径；步骤二、辊锻件图的确定；将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小，腹板过渡圆角增大，得到辊锻件图；步骤三、各道次孔型设计；根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；步骤四、模具图的绘制；根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；步骤五、有限元数值模拟验证；对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺的可行性；步骤六、进行辊锻；通过将待辊锻的材料完全采用辊锻成形的模具，不再需要空气锤进行制作坯料的过程，经过设计到验证最后实现辊锻，缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体质量无法保证的技术问题；提高了生产效率，提高了成形质量，可以在实际生产过程中减小对于终锻成形设备吨位设计，降低了工人的劳动强度，更加实用。本发明提供的一种辊锻模具，用于花兰体的辊锻成形，包括：第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具；第一道辊锻模具设置有第一辊锻通道，第一辊锻通道的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；第二道辊锻模具设置有第二辊锻通道，第二辊锻通道的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具形成的坯料进行预辊锻成形，以获得大致具有花兰体结构的粗加工坯料；第三道辊锻模具设置有第三辊锻通道，第三辊锻通道截面呈花兰孔型，用于对第二道辊锻模具完成的大致具有花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻以形成花兰体结构；其中，第一道辊锻模具属于制作坯料模具，待辊锻的材料通过第一道辊锻模具的第一辊锻通道进行辊锻制造后，可以达到箱式孔型结构，此时待辊锻的材料制作成坯料，坯料的中间位置完成初步辊锻凹陷；进一步地，第二道辊锻模具属于预成形模具，坯料经过第二道辊锻模具的第二辊锻通道进行辊锻制造后，可以初步具有花兰体的形状，最后将初步具有花兰体形状的坯料通过第三道辊锻模具的第三辊锻通道进行辊锻制造，完成花兰体的辊锻成形的步骤，通过将待辊锻的材料完全采用辊锻成形的模具，不再需要空气锤进行制作坯料的过程，通过将待辊锻的材料依次完成制坯辊锻-预成形辊锻-成形辊锻的第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具，缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体质量无法保证的技术问题；提高了生产效率，提高了成形质量，可以在实际生产过程中减小对于终锻成形设备吨位设计，降低了工人的劳动强度，更加实用。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的辊锻模具的整体结构示意图；图2为本发明实施例提供的辊锻模具背离第一上成形槽视角下的结构示意图；图3为本发明实施例提供的辊锻模具正视第一上成形槽视角下的结构示意图；图4为本发明实施例提供的辊锻模具的第一道辊锻模具的结构示意图；图5为本发明实施例提供的辊锻模具的第二道辊锻模具的结构示意图；图6为本发明实施例提供的辊锻模具的第三道辊锻模具的结构示意图；图7为本发明实施例提供的辊锻模具的花兰体在完成制坯辊锻后的结构示意图；图8为本发明实施例提供的辊锻模具的花兰体在完成预成形辊锻后的结构示意图；图9为本发明实施例提供的辊锻模具的花兰体完全成形后的结构示意图。图标：100-第一道辊锻模具；101-第一环形上模具；111-第一上成形槽；121-第一上凸筋；102-第一环形下模具；122-第一下凸筋；103-第一辊锻通道；200-第二道辊锻模具；201-第二环形上模具；211-第二上成形槽；221-第二上凸筋；202-第二环形下模具；212-第二下成形槽；222-第二下凸筋；203-第二辊锻通道；300-第三道辊锻模具；301-第三环形上模具；311-第三上成形槽；321-第三上凸筋；302-第三环形下模具；312-第三下成形槽；322-第三下凸筋；303-第三辊锻通道；400-花兰体。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。由于现有技术中针对花兰螺丝的制作来说，通过辊锻成形工艺时首先需要空气锤制坯，具体地，空气锤制坯时仅将圆钢拍扁，然后在全自动辊锻机上整体模锻，整个过程中需要较大吨位的压力机才能终锻成形，设备投资大，由于花兰体锻件为高筋锻件，空气锤制坯形成坯料的形状无法保证，导致最后成形后的花兰螺丝质量无法保证；而且，空气锤制坯效率较低，以及压力机对于空气锤制坯形成坯料进行模压时，成形时需要的压力较大。本实施例提供的辊锻模具属于全自动辊锻机上进行辊锻工艺的具体模具结构，可以采用辊锻模具安装在全自动辊锻机的辊锻工位进行机械方式连接和运行，从而可以实现花兰螺丝的全过程的辊锻成形，可以提高花兰螺丝的生产效率，提高成形质量，减小终锻成形设备吨位，降低工人劳动强度。如图1-图9所示，本实施例提供的一种辊锻成形工艺，用于花兰体400螺丝的辊锻成形，包括以下步骤：步骤一、对于花兰体原材料的确定：包括以下公式：确定原材料截面积A0：A0＝kA；式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2～2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体400螺栓原材料的直径；步骤二、辊锻件图的确定：将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚2mm，拔模斜度加大3°，整体宽度减小2mm，腹板过渡圆角增大5mm，得到辊锻件图；步骤三、各道次孔型设计：根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；步骤四、模具图的绘制：根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；步骤五、有限元数值模拟验证：对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺设计的可行性；步骤六、进行辊锻物理实验。在本发明较佳的实施例中，步骤六还包括以下步骤：601、制坯辊锻：将待辊锻的毛坯进行初步辊锻，以形成辊锻的坯料；其中，初步辊锻采用箱式孔型，箱式孔型的中性面尺寸比毛坯的直径大1mm，拔模斜度1.5°，待辊锻的毛坯为圆形截面，且形成的辊锻的坯料为上下带槽的矩形截面；602、预成形辊锻：对坯料进行预成形辊锻，以形成大致具有花兰体结构的粗加工坯料；其中，进入预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，预成形辊锻采用工字筋孔型，工字筋孔型相对于下一道辊锻的第三道辊锻件，中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小3mm，腹板过渡圆角增大5mm；603、成形辊锻：将粗加工坯料进行成形辊锻，以形成花兰体结构；其中，成形辊锻的孔型相对于预成形辊锻孔型，腹板圆角减小，整体厚度减小1-2mm，拔模斜度减小1-2°。其中，在箱式孔型、工字筋孔型以及成形辊锻的孔型内均设置有凸起筋，凸起筋起到的作用：增大毛坯的展宽，使其更为良好的充满下述实施例中的第一道辊锻模具100；毛坯进入预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，避免由于金属变形不均匀导致的毛坯左右摆动与扭动；箱式孔型要尽可能多的容纳金属，箱式孔型截面积越大，为后续工序保留下来的金属越多，后续工序充满情况也就更好；在原始坯料直径限定好的情况下，箱式孔型的宽度不宜过大，一般孔型中性面尺寸比原始棒料直径大1mm，拔模斜度1.5°。进一步地，步骤602中，预成形辊锻的辊锻孔型决定了本工艺成功与否，由于下述实施例中的第二辊锻通道203为对称开放式型腔，坯料在模具孔型中辊锻时，非常容易发生左右摆动及扭动，而且该辊锻通道的孔型还会影响下一步骤辊锻模具型腔的充满情况；因此，该预成形辊锻时，坯料要尽可能充足，进而能够保证坯料在型槽中不发生左右摆动；同时，预成形辊锻的孔型高度尺寸也十分重要，中间腹板尺寸高度一般为下一步骤辊锻件尺寸+2-5mm，这样即给下一步骤辊锻留足变形量，也使预成形辊锻变形量足够，从而实现坯料展宽。另外，在设计辊锻模具时，在变形区域后边不变形部位增加导向槽，导向槽作用为：变形区域在模具型腔的约束下，能够正常不弯曲扭转，但由于该辊锻变形工艺变形量大，金属流动剧烈，且部分区域为高度不对称变形，因此坯料在变形与不变形过渡区段极易发生失稳，增加导向槽后，模具型腔将金属约束在型腔内，金属只能沿轴向发生变化，不能流动到型腔以外区域，该导向槽大大提高了辊锻变形过程的稳定性。本实施例提供的辊锻成形工艺，在整体模锻时将精密辊锻毛坯放入模锻型腔，由于精密全自动辊锻机中间工字筋部位已经基本接近终锻件形状，仅保留1～2mm精整余量，而工字筋形状部位占有该锻件90％的投影面积，因此该工艺可大幅度降低终锻成形设备打击力量，辊锻成形时工字筋部位金属基本不再变形，因此能够大幅度提高模具寿命，通过将待辊锻的材料完全采用辊锻成形的模具，不再需要空气锤进行制作坯料的过程，缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体400质量无法保证的技术问题；提高了生产效率，提高了成形质量，可以在实际生产过程中减小对于终锻成形设备吨位设计，降低了工人的劳动强度，更加实用。如图1-图9所示，本实施例提供的一种辊锻模具，用于花兰体400的辊锻成形，包括：第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300；第一道辊锻模具100设置有第一辊锻通道103，第一辊锻通道103的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；第二道辊锻模具200设置有第二辊锻通道203，第二辊锻通道203的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具100形成的坯料进行预辊锻成形，以获得大致具有花兰体结构的粗加工坯料；第三道辊锻模具300设置有第三辊锻通道303，第三辊锻通道303截面呈花兰孔型，用于对第二道辊锻模具200完成的大致具有花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻，待辊锻的材料能够依次通过第一辊锻通道103、第二辊锻通道203和第三辊锻通道303进行辊锻成形，以形成花兰体400结构。其中，初级花兰体结构的形状为大致具有花兰体形状，但是无法形成花兰螺丝的最终结构，因此在第二道辊锻模具200的作用下，坯料属于预成形的粗加工步骤，形成初级具有花兰体结构。第一道辊锻模具100设置有第一辊锻通道103，第二道辊锻模具200设置有第二辊锻通道203，第三道辊锻模具300设置有第三辊锻通道303，第一辊锻通道103的容置空间大于第二辊锻通道203的容置空间，第二辊锻通道203的容置空间大于第三辊锻通道303的容置空间，待辊锻的材料能够依次通过第一辊锻通道103、第二辊锻通道203和第三辊锻通道303进行辊锻成形。本实施例中，花兰体400通过采用本实施例提供的辊锻模具进行精密成形辊锻，使花兰体400中间工字筋部分辊锻成形，花兰螺纹孔部位仍保持圆钢状态；其中，第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300分别为制造花兰体400的三个阶段的具体模具，第一道辊锻模具100是用于制坯辊锻，具体地，第一道辊锻模具100的第一辊锻通道103采用箱式孔型，当将待辊锻的材料通过第一道辊锻模具100的第一辊锻通道103进行辊锻制造后，圆形截面毛坯辊为上下带槽的矩形截面，此时待辊锻的材料形成了坯料的原形，如图7所示，坯料的中间对称设置有凹槽，通过凹槽的两端可以设置于第二道辊锻模具200的第二辊锻通道203内，第二辊锻通道203采用工字筋孔型，第二道辊锻模具200的第二辊锻通道203的孔型决定了第三道辊锻模具300的成功与否，因此第二辊锻通道203为对称开放式型腔，如图8所示，通过将坯料进入至第二辊锻通道203内完成凹槽的进一步辊锻预成形，此时坯料具有花兰体400结构的形状，只是在尺寸上无法满足花兰螺丝的使用，进一步地，最后将预成形完成的坯料送入至第三道辊锻模具300的第三辊锻通道303，进行最后的辊锻成形，完成花兰体400螺丝的辊锻成形。具体地，全自动辊锻机动作，在预设位置进行坯料的辊锻，将待辊锻的材料强制送入具有第一道辊锻模具100的辊锻工位，即，处于圆钢状态下的原材料的一端进入到第一道辊锻模具100的第一辊锻通道103内，对处于圆钢状态下的原材料进行辊锻，直到整个圆钢沿着第一辊锻通道103内的辊锻行程完成，此时将坯料抽出；进一步地，将已经具有内凹槽的坯料送入至下一个具有第二道辊锻模具200的辊锻工位，需要说明的是，采用一台辊锻机对坯料进行辊锻，则用辊锻机的另一辊锻工位对坯料进行辊锻，即，此时将辊锻机移动至下一辊锻工位，再对坯料进行辊锻。本发明提供的一种辊锻模具，用于花兰体400的辊锻成形，包括：第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300；第一道辊锻模具100设置有第一辊锻通道103，第一辊锻通道103的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；第二道辊锻模具200设置有第二辊锻通道203，第二辊锻通道203的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具100形成的坯料进行预辊锻成形，以获得大致具有花兰体结构的粗加工坯料；第三道辊锻模具300设置有第三辊锻通道303，第三辊锻通道303截面呈花兰孔型，用于对第二道辊锻模具200完成的大致具有花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻，待辊锻的材料能够依次通过第一辊锻通道103、第二辊锻通道203和第三辊锻通道303进行辊锻成形，以形成花兰体400结构；其中，第一道辊锻模具100属于制作坯料模具，待辊锻的材料通过第一道辊锻模具100的第一辊锻通道103进行辊锻制造后，可以达到箱式孔型结构，此时待辊锻的材料制作成坯料，坯料的中间位置完成初步辊锻凹陷；进一步地，第二道辊锻模具200属于预成形模具，坯料经过第二道辊锻模具200的第二辊锻通道203进行辊锻制造后，可以初步具有花兰体400的形状，最后将初步具有花兰体400形状的坯料通过第三道辊锻模具300的第三辊锻通道303进行辊锻制造，完成花兰体400的辊锻成形的步骤，通过将待辊锻的材料完全采用辊锻成形的模具，不再需要空气锤进行制作坯料的过程，通过将待辊锻的材料依次完成制坯辊锻-预成形辊锻-成形辊锻的第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300，缓解现有技术中存在的锻造花兰制坯效率低以及成形后的花兰体400质量无法保证的技术问题；提高了生产效率，提高了成形质量，可以在实际生产过程中减小对于终锻成形设备吨位设计，降低了工人的劳动强度，更加实用。在上述实施例的基础上，在本发明较佳的实施例中，第一道辊锻模具100包括第一环形上模具101和第一环形下模具102，第一环形上模具101与第一环形下模具102的外圆环之间形成第一辊锻通道103。具体地，在利用全自动辊锻机进行制坯辊锻时，先要在全自动辊锻机的辊锻工位上安装组合式第一环形上模具101和第一环形下模具102，并将第一环形上模具101和第一环形下模具102紧固在全自动辊锻机的锻辊上，其中，第一环形上模具101和第一环形下模具102分别可以通过螺栓或者卡扣的方式固定与锻辊固定连接，此处不再赘述；需要说明的是，如图2-3所示，当将第一环形上模具101和第一环形下模具102与锻辊连接后，此时第一环形上模具101和第一环形下模具102的外圆环呈对称设置，且第一辊锻通道103也是通过第一环形上模具101和第一环形下模具102的外圆环形成。在本发明较佳的实施例中，第一环形上模具101靠近第一环形下模具102的一侧外圆环设置有第一上成形槽111，第一上成形槽111内设置有第一上凸筋121，第一环形下模具102对应第一上凸筋121的位置对称设置有第一下凸筋122。其中，第一上成形槽111的宽度为花兰体400的中间凹槽的宽度，当圆钢通过第一道辊锻模具100进行辊锻压制时，第一上成形槽111完全压至圆钢的内部，形成花兰体400的初步凹槽，进一步地，第一上凸筋121和第一下凸筋122的作用为：增大待辊锻原材料毛坯的展宽，使其可以更好的充满第一道模具孔型；确定形成花兰体400的坯料尺寸进入第二道辊锻模具200的第二辊锻通道203的预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，避免由于金属变形不均匀导致的毛坯左右摆动与扭动。本实施例中，第一环形下模具102并没有设置有成形槽，在将圆钢沿着第一辊锻通道103进入时，为了保证圆钢运行的稳定性，第一环形下模通过第一下凸筋122直接辊锻至圆钢的外部，由于第一上凸筋121和第一下凸筋122处于完全对称，因此形成坯料的两端凹槽仍然是完全对称的；另外，在第一环形下模具102具有第一上凸筋121结束的位置延伸设置第一上成形槽111，通过第一上成形槽111的延伸段进行坯料的过渡，在第一上成形槽111的延伸段可以设置有第一下成形槽进行过渡。第一上凸筋121与第一环形上模具101的连接方式可以为多种，例如：焊接或一体成形等，优选地，第一上凸筋121与第一环形上模具101的连接方式为焊接；同样地，第二上凸筋221与第二环形上模具201的连接方式可以为多种，例如：焊接或一体成形等，优选地，第二上凸筋221与第二环形上模具201的连接方式为焊接。在本发明较佳的实施例中，第二道辊锻模具200包括第二环形上模具201和第二环形下模具202，第二环形上模具201与第二环形下模具202的外圆环之间形成第二辊锻通道203。具体地，在利用全自动辊锻机进行预成形辊锻时，在全自动辊锻机的辊锻工位上安装组合式第二环形上模具201和第二环形下模具202，并将第二环形上模具201和第二环形下模具202紧固在全自动辊锻机的锻辊上，如图2-3所示，当将第二环形上模具201和第二环形下模具202与锻辊连接后，此时第二环形上模具201和第二环形下模具202的外圆环呈对称设置，且第二辊锻通道203也是通过第二环形上模具201和第二环形下模具202的外圆环形成。在本发明较佳的实施例中，第二环形上模具201靠近第二环形下模具202的一侧外圆环设置有第二上成形槽211，第二上成形槽211内设置有第二上凸筋221，第二环形上模具201对应第二上成形槽211的位置对称设置有第二下成形槽212，第二下成形槽212对应第二上凸筋221的位置对称设置有第二下凸筋222；第二上凸筋221与第二下凸筋222以第二辊锻通道203的中心呈对称设置，且第一上凸筋121与第一下凸筋122之间的间距大于第二上凸筋221与第二下凸筋222之间的间距。其中，第二环形上模具201与第二环形下模具202为完全对称设置的两个环形结构，而且第二上凸筋221与第二下凸筋222均采用工字筋孔型，如图2和图5所示，第二辊锻通道203的孔型根据花兰体400在第三辊锻通道303形成的坯料的截面进行设计，第二上凸筋221相对于第三上凸筋321，将中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小，腹板过渡圆角增大；同样第二下凸筋222相对于第三下凸筋322，通过将中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小，腹板过渡圆角增大；具体地，第二上凸筋221相对于第三上凸筋321，中间腹板的加厚范围为2-5mm，拔模斜度加大的角度范围为2°-5°，整体宽度的减小范围可以根据预成形辊锻的材料进行确定，通过将过渡圆角增大可以更好的保证辊锻过程中的辊压更加贴合，使得设计更加合理。其中，在辊锻模具设计阶段，首先设计出第三道辊锻模具300，再反推出第二道辊锻模具200，最后反推出第一道辊锻模具100。由于第二辊锻通道203为对称开放式型腔，坯料在模具孔型中辊锻时需要完全充满，从而可以保证经过预成形辊锻后的坯料进入到第三道辊锻模具300后完全充满第三辊锻通道303。在本发明较佳的实施例中，第三道辊锻模具300包括第三环形上模具301和第三环形下模具302，第三环形上模具301与第三环形下模具302的外圆环之间形成第三辊锻通道303。同样地，在全自动辊锻机的辊锻工位上安装组合式第三环形上模具301和第三环形下模具302，并将第三环形上模具301和第三环形下模具302紧固在全自动辊锻机的锻辊上，如图2-3所示，当将第三环形上模具301和第三环形下模具302与锻辊连接后，此时第三环形上模具301和第三环形下模具302的外圆环呈对称设置，且第三辊锻通道303也是通过第三环形上模具301和第三环形下模具302的外圆环形成。在本发明较佳的实施例中，第三环形上模具301靠近第三环形下模具302的一侧外圆环设置有第三上成形槽311，第三上成形槽311内设置有第三上凸筋321，第三环形上模具301对应第三上成形槽311的位置对称设置有第三下成形槽312，第三下成形槽312对应第三上凸筋321的位置对称设置有第三下凸筋322；第三上凸筋321与第三下凸筋322以第三辊锻通道303的中心呈对称设置，且第二上凸筋221与第二下凸筋222之间的间距大于第三上凸筋321与第三下凸筋322之间的间距。由于第三环形上模具301和第三环形下模具302的结构与第二环形上模具201和第二环形下模具202的结构相同，此处将不再赘述；需要说明的是，第三上凸筋321相对于第二上凸筋221，腹板圆角减小，整体厚度减小1～2mm，拔模斜度减小1°～2°；而且，第一上成形槽111、第二上成形槽211、第三上成形槽311、第二下成形槽212的第三下成形槽312的宽度均相同，从而可以保证辊锻成形后的花兰体400的中间凹槽的宽度一致。在本发明较佳的实施例中，第一上凸筋121、第一下凸筋122、第二上凸筋221、第二下凸筋222、第三上凸筋321和第三下凸筋322的边缘均通过圆角过渡；由于本实施例最终形成的花兰体400的凹槽主要通过第一上凸筋121、第一下凸筋122、第二上凸筋221、第二下凸筋222、第三上凸筋321和第三下凸筋322依次成形，因此通过一上凸筋、第一下凸筋122、第二上凸筋221、第二下凸筋222、第三上凸筋321和第三下凸筋322的边缘均通过圆角过渡，可以使得辊锻过程压制更加贴合，而且保证花兰体400的内凹槽的圆弧成形，使得设计更加合理，更加实用。进一步地，第一上成形槽111、第二上成形槽211、第二下成形槽212、第三上成形槽311和第三下成形槽312在对应的凸筋结束的位置均呈延伸设置，从而可以更好对于花兰体400进行过渡。本实施例提供了一种全自动辊锻机，包括所述的辊锻模具；全自动辊锻机设置有三个辊锻工位，三个辊锻工位依次设置，第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300分别与三个辊锻工位连接，以使待辊锻的材料依次进入至三个辊锻工位的第一道辊锻模具100、第二道辊锻模具200和第三道辊锻模具300进行辊锻成形。本实施例中，全自动辊锻机能够在伺服电机+滚珠丝杆结构的作用下，沿第一道、第二道、第三道辊锻模具依次步进横移；全自动辊锻机带有机械手，机械手在连杆作用下与辊锻机主机机械联动，实现前后运动的同步性，左右横移是在伺服电机+滚珠丝杆作用下做横移步进运动，而且横移距离精确可调。由于本实施例提供的全自动辊锻机的技术效果与上述实施例提供的辊锻模具的技术效果相同，此处将不再赘述。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种辊锻成形工艺，用于花兰体的辊锻成形，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对于花兰体原材料的确定包括以下公式：确定原材料截面积A0：A0＝kA式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2～2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体原材料的直径；步骤二、辊锻件图的确定将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚2mm，拔模斜度加大3°，整体宽度减小2mm，腹板过渡圆角增大5mm，得到辊锻件图；步骤三、各道次孔型设计根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；步骤四、模具图的绘制根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；步骤五、有限元数值模拟验证对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺设计的可行性；步骤六、进行辊锻物理实验。2.根据权利要求1所述的辊锻成形工艺，其特征在于，步骤六还包括以下步骤：601、制坯辊锻：将待辊锻的毛坯进行初步辊锻，以形成辊锻的坯料；其中，初步辊锻采用箱式孔型，箱式孔型的中性面尺寸比毛坯的直径大1mm，拔模斜度1.5°，待辊锻的毛坯为圆形截面，且形成的辊锻的坯料为上下带槽的矩形截面；602、预成形辊锻：对坯料进行预成形辊锻，以形成大致具有花兰体结构的粗加工坯料；其中，进入预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，预成形辊锻采用工字筋孔型，工字筋孔型相对于下一道辊锻的第三道辊锻件，中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小3mm，腹板过渡圆角增大5mm；603、成形辊锻：将粗加工坯料进行成形辊锻，以形成花兰体结构；其中，成形辊锻的孔型相对于预成形辊锻孔型，腹板圆角减小，整体厚度减小1-2mm，拔模斜度减小1-2°。3.一种辊锻模具，用于花兰体的辊锻成形，其特征在于，包括：第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具；所述第一道辊锻模具设置有第一辊锻通道，第一辊锻通道的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；所述第二道辊锻模具设置有第二辊锻通道，第二辊锻通道的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具形成的坯料进行预辊锻，以获得具有初级花兰体结构的粗加工坯料；所述第三道辊锻模具设置有第三辊锻通道，所述第三辊锻通道截面呈花兰孔型，用于对所述第二道辊锻模具完成的大致具有花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻以形成花兰体结构。4.根据权利要求3所述的辊锻模具，其特征在于，所述第一道辊锻模具包括第一环形上模具和第一环形下模具，所述第一环形上模具与所述第一环形下模具的外圆环之间形成所述第一辊锻通道。5.根据权利要求4所述的辊锻模具，其特征在于，所述第一环形上模具靠近所述第一环形下模具的一侧外圆环设置有第一上成形槽，所述第一上成形槽内设置有第一上凸筋，所述第一环形下模具对应所述第一上凸筋的位置对称设置有第一下凸筋。6.根据权利要求5所述的辊锻模具，其特征在于，所述第二道辊锻模具包括第二环形上模具和第二环形下模具，所述第二环形上模具与所述第二环形下模具的外圆环之间形成所述第二辊锻通道。7.根据权利要求6所述的辊锻模具，其特征在于，所述第二环形上模具靠近所述第二环形下模具的一侧外圆环设置有第二上成形槽，所述第二上成形槽内设置有第二上凸筋，所述第二环形上模具对应所述第二上成形槽的位置对称设置有第二下成形槽，所述第二下成形槽对应所述第二上凸筋的位置对称设置有第二下凸筋；所述第二上凸筋与所述第二下凸筋以所述第二辊锻通道的中心对称设置，且所述第一上凸筋与所述第一下凸筋之间的间距大于所述第二上凸筋与所述第二下凸筋之间的间距。8.根据权利要求7所述的辊锻模具，其特征在于，所述第三道辊锻模具包括第三环形上模具和第三环形下模具，所述第三环形上模具与所述第三环形下模具的外圆环之间形成所述第三辊锻通道。9.根据权利要求8所述的辊锻模具，其特征在于，所述第三环形上模具靠近所述第三环形下模具的一侧外圆环设置有第三上成形槽，所述第三上成形槽内设置有第三上凸筋，所述第三环形上模具对应所述第三上成形槽的位置对称设置有第三下成形槽，所述第三下成形槽对应所述第三上凸筋的位置对称设置有第三下凸筋；所述第三上凸筋与所述第三下凸筋以所述第三辊锻通道的中心对称设置，且所述第二上凸筋与所述第二下凸筋之间的间距大于所述第三上凸筋与所述第三下凸筋之间的间距。10.一种全自动辊锻机，其特征在于，包括如权利要求3-9任一项所述的辊锻模具；所述全自动辊锻机设置有三个辊锻工位，所述三个辊锻工位依次设置，所述第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具分别与三个所述辊锻工位连接，以使待辊锻的材料依次自动进入至三个所述辊锻工位的所述第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具进行辊锻成形。

百度查询： 山东金锻自动化设备有限公司 辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD