CN111940649A - 一种异形环件轧制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辗环机领域，尤其涉及一种异形环件轧制方法及装置，可以更好地维持异形件轧制过程中的形状，使其不易变形。一种异形环件轧制方法，使用带有环形凹槽的锥辊对工件进行轧制，并在锥辊的左右两侧设置可移动的定位辊来支撑工件的外侧面，通过检测工件直径的变化调整锥辊与定位辊的位置。一种异形环件轧制方法，包括上锥辊与定位辊，所述上锥辊与定位辊设置在移动底座上，所述定位辊设置在上锥辊两侧，所述上锥辊设有环形凹槽。定位辊设置在上锥辊的两侧，用于支撑住环件的外侧圆周面，进而对环件上方的凸起部分进行支撑，防止其变形。

Description

一种异形环件轧制方法及装置

技术领域

本发明涉及辗环机领域，尤其涉及一种异形环件轧制方法及装置。

背景技术

辗环机是一种以热轧方式加工环形工件的设备。辗环机对环形的坯料经过横向与纵向的轧制，从而得到一个尺寸合适的工件。辗环机的主辊可以在径向上改变环件的宽度，而轴向的高度则需要锥辊进行轧制，例如常见的卧式辗环机中会使用上下锥辊夹紧工件，实现轴向的轧制。

最常见的环件纵截面的断面为矩形，此类工件是最容易进行轧制的；但是某些环境中需要断面形状为异形的，例如风电塔法兰等，其断面形状如图1所示。该类零件如果直接加工为矩形断面后在进行加工时，会造成大量的原材料浪费，增加生产成本。

专利号为200920352704.X的中国实用新型专利中公开了一种大型辗环机锥辊模具，可以用来轧制图1中所示的工件。但是工件的边缘向上凸起的部分通常厚度较小，而锥辊在锥面与下凹面的线速度是不同的，因此工件在顶部与凸起部分的受力是不同的，如果直接将此处加工至厚度较薄，则容易出现变形，如果预留的厚度较大，则后续再加工过程中仍然会造成较大的原材料浪费。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种异形环件轧制方法及装置，可以更好地维持异形件轧制过程中的形状，使其不易变形。

本发明提供方案如下：

一种异形环件轧制方法，使用带有环形凹槽的锥辊对工件进行轧制，并在锥辊的左右两侧设置可移动的定位辊来支撑工件的外侧面，通过检测工件直径的变化调整锥辊与定位辊的位置。在对环件轧制过程中，定位辊可以在工件的外侧起到支撑作用，以保证异形环件的形状稳定，以便对凸起部分进行更小厚度的加工。定位辊适应工件直径的变化而改变位置。工件在经过锥辊的轧制时，锥辊与主辊的轧制速度不可能达到理论上的相同，两者必然有一个速度差，而这个速度差则会导致环形件的圆度受到影响，以理想状态下主辊与锥辊的连线为工件的中线，当锥辊的速度较慢或较快时，工件的中线则会偏离主辊与锥辊的连线，导致凸出部的厚度会变薄，更易出现变形，因此通常会预留较厚的凸出部。采用了本发明中的定位辊，可以有效地维持整个工件的圆度，减少其出现两侧偏转的程度，在加工过程中主辊与锥辊连线与工件中线的偏移程度减小，有效控制住工件的形状变化。

优选的，所述锥辊与定位辊均设置在移动底座上，所述锥辊的位置与移动底座相对固定，定位辊可以相对移动底座进行移动。定位辊到环件圆心的距离，与锥辊到环件中心的距离不同，因此为了适应工件的直径变化，定位辊与移动底座的移动距离不同。由于工件在加工过程中直径会变化，而定位辊位于锥辊的两侧，为了适应工件直径的增加，因此定位辊的移动距离要大于移动底座的移动距离。

优选的，所述工件的直径通过探头检测，所述探头可伸缩地设置在移动底座上。探头可以检测到工件直径的变化，通过数控系统的自动控制可以计算出移动底座的移动距离，以及定位辊与移动底座移动的距离差。

一种异形环件轧制装置，包括上锥辊与定位辊，所述上锥辊与定位辊设置在移动底座上，所述定位辊设置在上锥辊两侧，所述上锥辊设有环形凹槽。定位辊设置在上锥辊的两侧，用于支撑住环件的外侧圆周面，进而对环件上方的凸起部分进行支撑，防止其变形。

优选的，所述定位辊可伸缩地设置在移动底座上。定位辊可伸缩，当环件在轧制过程中直径变大时，锥辊的位置可以调整，以便适应环件尺寸的变化。

优选的，所述移动底座设有探头，所述探头与定位辊电连接，所述探头与移动底座滑动连接，所述探头位于上锥辊的下方。当工件直径增大时，可以推动探头，探头可以通过控制系统来调整移动底座以及定位辊的位置，用于适应工件尺寸的变化。

优选的，所述探头端部设有轴线竖直设置的滚轮。由于工件在轧制过程中会转动，带有滚轮的探头能够减少对工件轧制的影响。

优选的，所述上锥辊包括锥形的轧制部，所述环形凹槽设置在轧制部上，与锥形同轴设置，位于锥形的底部或中部。不同部位的环形凹槽可以用于加工不同形状的异形环件。

优选的，所述轧制部与环形凹槽的连接处设有过渡面，所述轧制部的母线、环形凹槽下凹面的母线均与过渡面以钝角连接。由于环件并非理想状态的完美环形，因此在轧制过程中过渡面与工件是间断性接触的，设置接触面可以提高环件凸起部分侧面成型的稳定性，防止将工件表面拉伤。

优选的，所述定位辊的轴线竖直设置。定位辊竖直设置，与环件的旋转轴线平行，能够更好的为环件的外表面定形。

本发明具有以下有益效果：

1.定位辊可以在环件轧制过程中起到对工件定形的作用，通过支撑环件外表面的方式来稳定凸起部分的形状，即使锥辊与接触位置不同而线速度不同，导致工件不同位置受力也不同，凸起部也会由于定位辊的支撑而不易变形，因此可以将凸起部分的厚度加工到更薄，减少了后续加工过程中原材料的浪费；

2.定位辊的位置可变，在工件因轧制而直径变化时，定位辊可以相应上述变化进行位置的调整，不但更好地维持了凸起部分的形状，也更加有利于维持整个工件的圆度，当锥辊与主辊的轧制速度不能统一时，定位辊可以在锥辊的两侧支撑工件，减少工件相两侧偏转的趋势，既提高了工件整体的精度，同时也使加工过程中对凸起部厚度的控制更加容易。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，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是工件纵截面的断面形状；

图2是本发明结构示意图；

图3是本发明侧面结构示意图；

图中：1-工件，2-上锥辊，3-定位辊，4-移动底座，5-探头，6-下锥辊，7-主辊，11-凸起部，21-轧制部，22-环形凹槽，23-过渡面，51-滚轮。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，工件的断面结构为异形，在矩形断面的基础上，顶部的外侧增加了凸起部。在本发明的其他实施例中，凸起部位于顶部的中间位置。

如图2、图3所示，本实施例中提供一种异形环件轧制方法，使用带有环形凹槽22的锥辊对工件进行轧制，并在锥辊的左右两侧设置可移动的定位辊3来支撑工件1的外侧面，通过检测工件1直径的变化调整锥辊与定位辊3的位置。锥辊与定位辊3均设置在移动底座4上，定位辊3可以相对移动底座4进行移动。定位辊3的移动距离大于锥辊的移动距离。工件1的直径通过探头5检测，探头5可伸缩地设置在移动底座4上。

一种异形环件轧制装置，包括上锥辊2与定位辊3，上锥辊2与定位辊3设置在移动底座4上，上锥辊2与主辊7分布在工件1两侧，其连线穿过工件1的中心。定位辊3设置在上锥辊2两侧，上锥辊2设有环形凹槽22。定位辊3可伸缩地设置在移动底座4上。定位辊3的轴线竖直设置。

移动底座4设有探头5，探头5与定位辊3通过数控系统连接，探头5与移动底座4滑动连接。探头5端部设有轴线竖直设置的滚轮51。

上锥辊2包括锥形的轧制部21，环形凹槽22设置在轧制部21上，与锥形同轴设置，位于锥形的底部。轧制部21与环形凹槽22的连接处设有过渡面23。

本发明工作原理如下：

工件1首先进行预轧制，轧制后的工件断面形状为矩形，然后使用本装置轧制出图1中形状。上锥辊2配合下锥辊6夹住工件1进行轧制，工件1在环形凹槽22处被加工出凸起部11，定位辊3用于在工件1外侧支撑工件1。当工件1在轧制过程中直径变大时，探头5可以检测到工件1的变化，进而通过数控系统来驱动移动底座4与定位辊3进行移动，从而保证在轧制过程中始终保持工件1的形状。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种异形环件轧制方法，其特征在于：使用带有环形凹槽的锥辊对工件进行轧制，并在锥辊的左右设置可移动的定位辊来支撑工件的外侧面，通过检测工件直径的变化调整锥辊与定位辊的位置。

2.根据权利要求1所述的一种异形环件轧制方法，其特征在于：所述锥辊与定位辊均设置在移动底座上，所述锥辊的位置与移动底座相对固定，定位辊可以相对移动底座进行移动。

3.根据权利要求2所述的一种异形环件轧制方法，其特征在于：所述工件的直径通过探头检测，所述探头可伸缩地设置在移动底座上。

4.一种用于实现如权利要求1-3任一所述的异形环件轧制方法的装置，其特征在于：包括上锥辊与定位辊，所述上锥辊与定位辊设置在移动底座上，所述定位辊设置在上锥辊两侧，所述上锥辊设有环形凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种异形环件轧制装置，其特征在于：所述定位辊可伸缩地设置在移动底座上。

6.根据权利要求4或5所述的一种异形环件轧制装置，其特征在于：所述移动底座设有探头，所述探头与定位辊电连接，所述探头与移动底座滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种异形环件轧制装置，其特征在于：所述探头端部设有轴线竖直设置的滚轮。

8.根据权利要求4所述的一种异形环件轧制装置，其特征在于：所述上锥辊包括锥形的轧制部，所述环形凹槽设置在轧制部上，与锥形同轴设置，位于锥形的底部或中部。

9.根据权利要求4或7所述的一种异形环件轧制装置，其特征在于：所述轧制部与环形凹槽的连接处设有过渡面。

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