本申請公開一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，涉及楔橫軋技術領域，克服現有技術中加工波紋軸內外剝離以及輥式軋制機體積過大的不足，解決該問題的技術方案主要是一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，兩個成型支撐組件之間形成用于成型波紋軸的成型空間；兩個成型支撐組件中至少一個為第一履帶組件，若干個相鄰的橫軋模塊組成成形楔，在成形楔前方的若干個履帶板上還設有預擠壓條紋，或，兩個成型支撐組件為第二履帶組件和第三履帶組件，第二履帶組件具有預擠壓條紋，第三履帶組件具有相同的若干個相鄰的橫軋模塊組成的成形楔，以使所述波紋軸在成形時依次經過所述預擠壓條紋和所述成形楔。本申請還包括一種使用上述模具加工波紋軸軋制的方法。
1、波紋軸能夠融合不同材料的優勢，達到“1+1>2”的成效。例如，42crmo/45鋼波紋軸的成本相較于純車軸鋼軸可降低一半。現有技術中，異質金屬波紋軸主要通過以下兩種方式進行制備：其一，運用爆炸復合的棒材，并借助楔橫軋或鍛造等工藝來完成后續成形。然而，這種方法存在工序繁多、流程冗長的問題，并且爆炸焊接的成本高昂、效率低下，難以滿足車軸大批量生產的需要；其二，先對兩種棒材的內外表面進行打磨以及端部的焊接處理，隨后采用楔橫軋工藝直接軋制成形。但是，該方法所制備的波紋軸，其內軸與外軸的結合界面呈平直狀，結合強度較為有限，在后續服役過程中面對彎、扭、剪、壓等載荷時，容易導致界面開裂、內外剝離的情況，無法滿足波紋軸軸向抗剪、周向抗扭的要求。
2、現有技術通常使用輥式的軋制機來加工軸類零件，但由于輥式楔橫軋需要用到完整的圓形軋輥來進行加工，隨著軋件直徑的增大與軸向長度的加長，楔橫軋模具直徑顯著增大，導致設備本體尺寸增大，因此輥式楔橫軋會占據較大的空間，而且將模具加工至弧形的表面上會有很大的技術難度，使得加工輥的生產成本和楔橫軋設備成本居高不下，嚴重制約著楔橫軋技術的推廣。
1、本申請為了克服現有技術中加工波紋軸內外剝離以及輥式軋制機體積過大的不足，提供一種多模塊組合的板式楔橫軋模具及波紋軸軋制方法，可以減小軋制機的體積并使成形后的波紋軸具有軸向抗剪、周向抗扭的特點。
>2、為了達到上述目的，本申請采用如下技術方案：一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，包括機架、設于機架上設有兩個相對設置的成型支撐組件、和用于驅動至少其中一個成型支撐組件的驅動件，兩個成型支撐組件之間形成用于成型波紋軸的成型空間；3、兩個成型支撐組件中至少一個為第一履帶組件，所述第一履帶組件包括若干個履帶板，所述履帶板上設有橫軋模塊，若干個相鄰的橫軋模塊組成成形楔，在所述成形楔前方的若干個履帶板上還設有預擠壓條紋，以使波紋軸在成型時依次經過預擠壓條紋和成形楔；
4、或，兩個成型支撐組件為第二履帶組件和第三履帶組件，第二履帶組件具有預擠壓條紋，第三履帶組件具有相同的若干個相鄰的橫軋模塊組成的成形楔，在加工波紋軸時設置預擠壓條紋在前和成形楔在后，以使所述波紋軸在成形時依次經過所述預擠壓條紋和所述成形楔。
5、上述技術方案中，波紋軸由內軸和套設在內軸外側的外軸組成，內軸與外軸通過緊配和端部焊接的方式進行固定，所述預擠壓條紋和所述成形楔可根據實際產品需求設置各種形狀和大小。該方案的工作原理是：將波紋軸放置于兩個成型支撐組件之間的成型空間內，通過驅動件驅動成型支撐組件中的第一履帶組件轉動，或是，驅動第二履帶組件和第三履帶組件轉動，使波紋軸在加工時，所述波紋軸的圓柱面先滾過預擠壓條紋，被擠壓后在外軸的外表面產生壓痕，并將壓痕傳遞至內軸，接著所述波紋軸繼續滾動通過成形楔，外軸外表面的壓痕在成形楔的擠壓作用下被軋平，同時外表面的壓痕在成形楔的作用下進一步傳遞至內軸和外軸的結合界面，最終軋制成的波紋軸外表面光滑平整，外軸與內軸結合界面具有波紋特征，最后將成形后的波紋軸從成型空間中取下，再在成型空間中放入新的未成形的波紋軸，進行下一個零件的加工。
6、本申請具有如下優點：本方案既能實現波紋軸在高溫下的軋制，又能使軋制后波紋軸的內外軸結合界面具有波紋狀機械嚙合，成形后的波紋軸具有軸向抗剪、周向抗扭的特點。并且，波紋軸的制造過程中未增添額外工序，僅通過一次軋制工序即可實現，不會對整體加工效率產生影響。此外，相比于傳統的輥式軋制機，將橫軋模具整體的成形楔分成多個橫軋模塊，并將其安裝在多個履帶板上，使得橫軋模塊的加工難度進一步降低，只需要分批將各部分進行加工，隨后安裝在履帶板上組裝即可，當其中某一塊加工誤差等原因報廢時，無需將整個楔橫軋報廢，只需將該部分的模塊重新加工制作，大大提高了加工橫軋模具的效率和經濟性。而且通過增加橫向長度減少徑向高度而保證模具的軋制長度，以及控制軋制機的小體積。
7、進一步的，兩個所述成型支撐組件中的一個為板式支撐件，且與成型空間內第一履帶組件的履帶板保持平行。
8、采用前述技術方案，在軋制過程中，采用板式支撐件能夠更好地與履帶板上的橫軋模塊配合，使得波紋軸在預擠壓條紋和成形楔的作用下，更加均勻地受力，有助于保證波紋軸的成型質量，尤其是對于內外軸結合界面波紋狀機械嚙合的形成以及外表面平整度的控制更加有利。
9、進一步的，兩個所述成型支撐組件中的一個為輥式支撐件，且該輥式支撐件上最靠近第一履帶組件的圓柱面母線與成型空間內第一履帶組件的履帶板保持平行。
10、采用前述技術方案，而采用輥式支撐件，在一定程度上保留了輥式結構的優勢，如在對波紋軸的支撐過程中，輥式支撐件可以利用自身的圓周運動特性，更好地適應波紋軸在軋制過程中的滾動狀態。同時，與履帶板配合，能夠發揮履帶板上橫軋模塊的預擠壓和成型功能，使傳統輥式結構和新型履帶板結構相互補充，優化了軋制過程。
11、進一步的，所述成形楔凸出的高度高于所述預擠壓條紋凸出的高度。
12、采用前述技術方案，預擠壓條紋較低的凸出高度帶來的輕度擠壓使得波紋軸外表面產生適度壓痕，這初步改變了外表面的形態。隨后，成形楔更高的凸出高度在對波紋軸進行深度擠壓軋平的過程中，由于其強大的整形能力，能夠更精準地將外表面之前的壓痕完全軋平，同時保證外表面在經過深度變形后達到光滑平整的理想狀態，符合波紋軸對外表面質量的要求。
13、進一步的，所述預擠壓條紋的設置在多個履帶板上，多個所述預擠壓條紋相互平行，多個所述預擠壓條紋組成預擠壓條紋組，所述預擠壓條紋組的寬度小于等于所述成形楔寬度最大處的寬度。
14、采用前述技術方案，預擠壓條紋組的寬度小于等于成形楔寬度最大處的寬度，這樣的尺寸設計能夠確保波紋軸在經過預擠壓條紋組的預擠壓后，能夠順利地過渡到成形楔進行后續的成形操作。如果預擠壓條紋組寬度過大，可能會導致波紋軸在進入成形楔時出現位置偏差或無法準確對準成形楔的情況，影響成形效果。而合適的寬度設置可以使波紋軸從預擠壓到成形的過程銜接得更加自然流暢，保證了整個軋制工藝的連貫性。
15、進一步的，所述橫軋模塊與履帶板為可拆卸連接。
16、采用前述技術方案，在軋制過程中，橫軋模塊由于直接與待軋制的波紋軸接觸并施加壓力，長期使用后可能會出現磨損、變形或損壞等情況。當某個橫軋模塊出現問題時，可拆卸連接的設計使得可以方便地將該出現問題的橫軋模塊單獨拆卸下來進行維修或更換，而無需對整個履帶板組件甚至整個軋制模具進行大規模的拆解和處理，大大降低了維修難度和維修成本，能夠快速恢復生產。
17、進一步的，所述成型空間內設有安裝于機架的第一定位輥和第二定位輥，所述第一定位輥和第二定位輥沿履帶板的移動方向前后設置，以使成型空間內波紋軸被限制在第一定位輥和第二定位輥之間。
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【技術保護點】
1.一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，包括機架(1)、設于機架(1)上設有兩個相對設置的成型支撐組件(2)、和用于驅動至少其中一個成型支撐組件(2)的驅動件，兩個成型支撐組件(2)之間形成用于成型波紋軸(10)的成型空間(3)；
2.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，兩個所述成型支撐組件(2)中的一個為板式支撐件，且與成型空間(3)內第一履帶組件(21)的履帶板(4)保持平行。
3.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，兩個所述成型支撐組件(2)中的一個為輥式支撐件，且該輥式支撐件上最靠近第一履帶組件(21)的圓柱面母線與成型空間(3)內第一履帶組件(21)的履帶板(4)保持平行。
4.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述成形楔(41)凸出的高度高于所述預擠壓條紋(42)凸出的高度。
5.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述預擠壓條紋(42)的設置在多個履帶板(4)上，多個所述預擠壓條紋(42)相互平行，多個所述預擠壓條紋(42)組成預擠壓條紋(42)組，所述預擠壓條紋(42)組的寬度小于等于所述成形楔(41)寬度最大處的寬度。
6.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述橫軋模塊(411)與履帶板(4)為可拆卸連接。
7.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述成型空間(3)內設有安裝于機架(1)的第一定位輥(5)和第二定位輥(6)，所述第一定位輥(5)和第二定位輥(6)沿履帶板(4)的移動方向前后設置，以使成型空間(3)內波紋軸(10)被限制在第一定位輥(5)和第二定位輥(6)之間。
8.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，履帶組件包括履帶和安裝在履帶側面的支撐側板(7)，所述履帶沿軸向延伸出一段引導段(81)，所述支撐側板(7)設有與引導段(81)相適配的用于引導履帶路線的軌道槽(71)，以使工作區域內的引導段(81)伸入軌道槽(71)內。
9.根據權利要求8所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述工作區域處的軌道槽(71)向背離工作區域的方向凹入，且所述軌道槽(71)在靠近工作區域處設有導向口(72)。
10.一種多模塊組合板式楔橫軋模具的波紋軸軋制方法，其特征是，基于權利要求1至9之一所述的多模塊組合的板式楔橫軋模具，包括以下步驟：
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【技術特征摘要】
1.一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，包括機架(1)、設于機架(1)上設有兩個相對設置的成型支撐組件(2)、和用于驅動至少其中一個成型支撐組件(2)的驅動件，兩個成型支撐組件(2)之間形成用于成型波紋軸(10)的成型空間(3)；
2.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，兩個所述成型支撐組件(2)中的一個為板式支撐件，且與成型空間(3)內第一履帶組件(21)的履帶板(4)保持平行。
3.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，兩個所述成型支撐組件(2)中的一個為輥式支撐件，且該輥式支撐件上最靠近第一履帶組件(21)的圓柱面母線與成型空間(3)內第一履帶組件(21)的履帶板(4)保持平行。
4.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述成形楔(41)凸出的高度高于所述預擠壓條紋(42)凸出的高度。
5.根據權利要求1所述的一種多模塊組合的板式楔橫軋模具，其特征在于，所述預擠壓條紋(42)的設置在多個履帶板(4)上，多個所述預擠壓條紋(42)相互平行，多個所述預擠壓條紋(42)組成預擠壓條紋(42)組，所述預擠壓條紋(42)組的寬度小于等于所述成形楔(41)寬度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李子軒，束學道，茲比格涅夫·帕特，雅努什·湯姆查克，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：
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