專利名稱：一種大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋輥，尤其是多輥大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)上的軋輥。
背景技術(shù)：
大口徑薄壁無縫鋼管多采用多輥周期式往復(fù)冷軋?jiān)O(shè)備加工。兩輥、 三輥設(shè)備早已投入生產(chǎn)，正在研發(fā)的四輥、五輥加工設(shè)備也即將投產(chǎn)。 這些設(shè)備在加工中，是采用往返行程壓延，就是在進(jìn)給時(shí)，軋輥在軸 向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也做徑向運(yùn)動(dòng)，使荒管減徑、減壁。在進(jìn)給動(dòng)作中只
能加工荒管周向的大部分，老式軋輥8與老式軋輥8間接頭處，需要 在返程時(shí)，將荒管轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，進(jìn)行返程的壓延。通過以上兩個(gè)動(dòng) 作實(shí)現(xiàn)將一截荒管加工為成品管，然后再逐步進(jìn)管，循環(huán)以上步驟， 最終制得所需的成品管。采用上述方式制得的成品管，外在質(zhì)量好， 精度高，已經(jīng)被很多用戶所接受。如圖4、 5所示我們看到，老式輥 子8上與鋼管圓弧的一致半圓弧凹槽9在進(jìn)給加工時(shí)，加工出大部分 鋼管的規(guī)圓面10，在返程加工時(shí)僅僅作用在"凸起"11上。我們通 過對(duì)上述工藝制得的無縫管進(jìn)行微觀金相分析發(fā)現(xiàn)，在管子外表面的 軸向上被進(jìn)給加工的組織與返程加工的組織間有明顯的晶粒分界線。 如果減徑、減壁量大的話，還存在微觀上的管折線。分析其中的原因， 從鋼管橫截面來看，主要是進(jìn)給壓延中，被壓部分鋼材產(chǎn)生由于迅速發(fā)熱而產(chǎn)生塑性變形；而老式輥?zhàn)?間未被壓延的部分未產(chǎn)生變形， 管子截面上存在若干個(gè)由于未被壓延而形成的冷"凸起"11。兩者的 結(jié)合部的材料在會(huì)發(fā)生突變性的變形、錯(cuò)位，甚至是"纖維"斷裂。 繼續(xù)返程加工時(shí)，上述業(yè)已形成的變形、錯(cuò)位、"纖維"斷裂，即使 被再次壓延，由于是突變性的組織變形，也難以回復(fù)良好機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問題，提供了一種能減小或克服鋼管在橫向截面 上由于二次加工而出現(xiàn)微觀缺陷，提高鋼管機(jī)械性能的大口徑薄壁無 縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括輥?zhàn)?、軸頸，所述輥?zhàn)又芟虻耐獗砻?設(shè)有用于壓延鋼管的凹槽，凹槽的槽面是一曲線繞軸心的回轉(zhuǎn)面；所 述的曲線包括與鋼管外圓弧度一致的圓凹弧和漸開弧線，圓凹弧設(shè)于 曲線中段，漸開弧線與圓凹弧平滑連接設(shè)于曲線兩端部。
所述的漸開弧線為阿基米德漸開線。
所述的圓凹弧所對(duì)應(yīng)的圓周角角度為360°除以軋輥數(shù)再乘以 50~90%。
本發(fā)明改變了以往軋機(jī)的軋輥一直采用等圓弧回轉(zhuǎn)面的方案，將 軋輥凹槽的槽面改變?yōu)橛蓾u開弧線與圓凹弧平滑曲線繞軸心形成的 回轉(zhuǎn)面。在第一次壓延加工后，以五輥軋機(jī)為例，管子橫截面整體呈 具有平滑"花瓣"的"梅花狀"，"花瓣"由未被壓延的部分和由漸開 弧線壓延的部分構(gòu)成。這樣加工的優(yōu)點(diǎn)是，材料在被壓延時(shí)，在截面 方向看從規(guī)圓區(qū)到未變形區(qū)為漸變過度，熱量逐步傳遞到未變形區(qū)，微觀組織不會(huì)形成"突變"。返程加工時(shí)，鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)規(guī)定角度， 使輥?zhàn)由系膱A凹弧全部覆蓋住"花瓣"，使得"花瓣"在返程時(shí)再塑 性變形，最終制得符合設(shè)計(jì)要求的無縫鋼管。本發(fā)明的設(shè)計(jì)使被壓延 的鋼管微觀組織更均勻，提高了鋼管的機(jī)械性能。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1是軸頸，2是輥?zhàn)樱?是凹圓弧，4是漸開弧線；
圖2是本發(fā)明應(yīng)用時(shí)進(jìn)給狀態(tài)的示意圖 圖中5是規(guī)圓區(qū)，6是漸變區(qū)，7是未加工區(qū)； 圖3是本發(fā)明應(yīng)用時(shí)返程狀態(tài)的示意圖
圖中鋼管被旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使未加工區(qū)處于凹圓弧中點(diǎn)位置； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)加工狀況的示意圖
圖中8是老式輥?zhàn)樱?是半圓弧凹槽，IO是規(guī)圓面，ll是凸起；
圖5是現(xiàn)有技術(shù)返程加工前鋼管橫截面的局部結(jié)構(gòu)示意圖
圖中鋼管被旋轉(zhuǎn)了一定角度；
圖6是本發(fā)明被安置在軋頭上的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中12是套筒，13是扇形塊，14是滑道，15是斜楔，16是導(dǎo)架。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明如圖l所示，它包括輥?zhàn)?、軸頸l，輥?zhàn)?周向的外表 面設(shè)有用于壓延鋼管的凹槽，凹槽的槽面是一曲線繞軸心的回轉(zhuǎn)面； 曲線包括與鋼管外圓弧度一致的圓凹弧3(圖中a段)和漸開弧線4 (圖中b段)，圓凹弧3設(shè)于曲線中段，漸開弧線4與圓凹弧3平滑連接設(shè)于曲線兩端部。漸開弧線4為阿基米德漸開線。圓凹弧3所對(duì) 應(yīng)的圓周角y的角度為360。除以軋輥數(shù)再乘以50~90%。
本發(fā)明應(yīng)用時(shí)，進(jìn)給狀態(tài)如圖2所示，以五輥型為例，輥?zhàn)?相 互間呈72°角排列，軋輥排列在一個(gè)圓周上，軋輥的軸線與圓周線 處于同一平面且相切；進(jìn)給加工時(shí)，鋼管與凹圓弧3接觸的部分形成 規(guī)圓區(qū)5，與漸開弧線4接觸的部分形成漸變區(qū)6，輥?zhàn)?之間間隙 處為未加工區(qū)7;當(dāng)漸開弧線4符合阿基米德漸開線規(guī)則時(shí)，金屬被 壓延后漸變的穩(wěn)定性最好，過度最平滑。返程時(shí)，如圖3所示，鋼管 被轉(zhuǎn)動(dòng)36° ，未加工區(qū)7、漸變區(qū)6被凹圓弧3部分包覆，經(jīng)過返程 加工后，成圓度很高的成品無縫管。
本發(fā)明被安置在軋頭上時(shí)，如圖6所示，軋頭由同心設(shè)置且可沿 軸線相對(duì)運(yùn)動(dòng)的本體、軋輥組構(gòu)成，本體包括套筒12、扇形塊13、 滑道14、調(diào)整斜楔15，軋輥組由導(dǎo)架16和五個(gè)軋輥2組成；導(dǎo)架 16將軋輥2排列在一個(gè)圓周線上，至少軋輥2的軸線與所述的一個(gè) 圓周線處于同一平面且相切，導(dǎo)架16還設(shè)有架腳；滑道14、調(diào)整斜 楔15固定連接在套筒12內(nèi)，滑道14頂面為弧形或折線形凸面，底 面與調(diào)整斜楔15適配，滑道14橫截面呈U形；軋輥2的兩軸頸1 與滑道14頂面滾動(dòng)接觸，軋輥2設(shè)置在滑道14的U形形腔內(nèi)；扇 形塊13兩側(cè)面分別與相鄰的滑道14、調(diào)整斜楔15的側(cè)面相連，扇 形塊13底面與套筒12內(nèi)表面適配相連，扇形塊13頂面與導(dǎo)架16的 架腳滑動(dòng)圓定心連接。
權(quán)利要求
1、一種大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥，包括輥?zhàn)印⑤S頸，其特征在于，所述輥?zhàn)又芟虻耐獗砻嬖O(shè)有用于壓延鋼管的凹槽，凹槽的槽面是一曲線繞軸心的回轉(zhuǎn)面；所述的曲線包括與鋼管外圓弧度一致的圓凹弧和漸開弧線，圓凹弧設(shè)于曲線中段，漸開弧線與圓凹弧平滑連接設(shè)于曲線兩端部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥，其特征在于，所述的漸開弧線為阿基米德漸開線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥，其特征在于，所述的圓凹弧所對(duì)應(yīng)的圓周角角度為360。除以軋輥數(shù)再乘以50 90%。
全文摘要
一種大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥。多輥大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)上軋輥的改進(jìn)。提供了一種能減小或克服鋼管在橫向截面上由于二次加工而出現(xiàn)微觀缺陷，提高鋼管機(jī)械性能的大口徑薄壁無縫鋼管冷軋機(jī)的軋輥。包括輥?zhàn)?、軸頸，所述輥?zhàn)又芟虻耐獗砻嬖O(shè)有用于壓延鋼管的凹槽，凹槽的槽面是一曲線繞軸心的回轉(zhuǎn)面；所述的曲線包括與鋼管外圓弧度一致的圓凹弧和漸開弧線，圓凹弧設(shè)于曲線中段，漸開弧線與圓凹弧平滑連接設(shè)于曲線兩端部。本發(fā)明改變了以往軋機(jī)的軋輥一直采用等圓弧回轉(zhuǎn)面的方案，將軋輥凹槽的槽面改變?yōu)橛蓾u開弧線與圓凹弧平滑曲線繞軸心形成的回轉(zhuǎn)面。本發(fā)明的設(shè)計(jì)使被壓延的鋼管微觀組織更均勻，提高了鋼管的機(jī)械性能。
文檔編號(hào)B21B27/02GK101623705SQ20081012426
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者劉海春, 張懷德, 徐國榮, 王如軍, 俊 蘇 申請(qǐng)人:揚(yáng)州誠德鋼管有限公司