一種異形截面無縫環(huán)件軋制生產(chǎn)用碾環(huán)的制造方法
【專利摘要】一種異形截面無縫環(huán)件軋制生產(chǎn)用碾環(huán)機(jī)。將碾環(huán)機(jī)上用于成形環(huán)件截面形狀輪廓的上錐輥、下錐輥和主軋輥布置在碾環(huán)機(jī)上的同一處位置。上、下錐輥可沿自身軸線旋轉(zhuǎn)，也可沿環(huán)件軸向上下直線移動(dòng)；主軋輥可沿自身軸線旋轉(zhuǎn)，也可沿環(huán)件徑向直線移動(dòng)。環(huán)件軋制變形時(shí)只有一個(gè)軋制變形區(qū)，環(huán)件的上表面、下表面以及內(nèi)外徑表面在軋制變形區(qū)受到上錐輥、下錐輥和主軋輥表面的約束，保證環(huán)件截面成形。環(huán)件外側(cè)對(duì)稱布置有兩對(duì)抱輥，保證環(huán)件軋制過程的穩(wěn)定性，有利于異形截面環(huán)件尺寸和形狀的準(zhǔn)確控制。
【專利說明】一種異形截面無縫環(huán)件軋制生產(chǎn)用碾環(huán)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，涉及一種專門用于軋制生產(chǎn)異形截面無縫環(huán)件的碾環(huán)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]異形截面的無縫環(huán)件在航空航天、汽車、機(jī)械、化工、能源等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前，異形截面無縫環(huán)件生產(chǎn)主要采用傳統(tǒng)的徑向軋制碾環(huán)機(jī)或者徑-軸向聯(lián)合軋制碾環(huán)機(jī)來完成生產(chǎn)。但是，徑向軋制碾環(huán)機(jī)只能使環(huán)件內(nèi)外徑表面形成一定的輪廓形狀，無法實(shí)現(xiàn)環(huán)件上下端面的成形。而傳統(tǒng)徑-軸向軋制碾環(huán)機(jī)的徑向軋制區(qū)和軸向軋制區(qū)不在設(shè)備上的同一處，兩向變形區(qū)在環(huán)件的徑向位置相差180°，處于相對(duì)的位置上，導(dǎo)致被軋環(huán)件在一向軋制區(qū)獲得的輪廓形狀在轉(zhuǎn)動(dòng)180°到達(dá)另一向軋制區(qū)時(shí)很容易變形走樣，異形環(huán)件截面形狀難于準(zhǔn)確控制。另一方面，傳統(tǒng)碾環(huán)機(jī)只布置有一對(duì)抱輥，而異形截面環(huán)件形狀復(fù)雜，軋制過程中材料的流動(dòng)難以控制，這會(huì)導(dǎo)致軋制過程不穩(wěn)定，環(huán)件的形狀尺寸難以得到保證。采用傳統(tǒng)的徑-軸向碾環(huán)機(jī)軋制生產(chǎn)異形截面環(huán)件會(huì)出現(xiàn)軋制過程不穩(wěn)定、截面形狀不能準(zhǔn)確控制、后續(xù)機(jī)械加工量大、材料利用率低和生產(chǎn)效率不高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服上述傳統(tǒng)的徑向軋制碾環(huán)機(jī)和徑-軸向聯(lián)合軋制碾環(huán)機(jī)在軋制異形截面環(huán)件時(shí)的不足，提供一種專門用于軋制生產(chǎn)異形截面無縫環(huán)件的碾環(huán)機(jī)。該碾環(huán)機(jī)能有效保證環(huán)件的截面形狀，減小后續(xù)機(jī)械加工余量，提高材料利用率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的異形截面無縫環(huán)件軋制碾環(huán)機(jī)采用的技術(shù)方案是:碾環(huán)機(jī)的上、下錐輥和主軋輥布置在設(shè)備同一位置，環(huán)件徑-軸向軋制時(shí)其徑向變形區(qū)和軸向變形區(qū)重合。四個(gè)抱輥緊貼環(huán)件外側(cè)，在沿主軋輥中心與環(huán)件圓心連線方向及其垂直方向兩兩對(duì)稱。初始的環(huán)件毛坯為矩形截面，放置于碾環(huán)機(jī)工作臺(tái)上。上、下錐輥和主軋輥的型面具有和環(huán)件對(duì)應(yīng)的輪廓形狀。上、下錐輥和主軋輥沿各自軸線旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)件連續(xù)旋轉(zhuǎn)。上、下錐輥沿環(huán)件的軸向進(jìn)給、主軋輥沿環(huán)件的徑向進(jìn)給，兩向變形區(qū)位于環(huán)件同一區(qū)域，同時(shí)軋制環(huán)件使其截面厚度和高度尺寸減小、輪廓成形，環(huán)件直徑擴(kuò)大。四個(gè)抱輥對(duì)環(huán)件進(jìn)行約束和導(dǎo)向，矯正軋制過程中的不圓現(xiàn)象，保證環(huán)件軋制過程的穩(wěn)定。碾環(huán)機(jī)控制系統(tǒng)保證環(huán)件外徑尺寸達(dá)到要求的同時(shí)，各工作軋輥到達(dá)所需位置，截面剛好完成成形。
[0005]本發(fā)明所涉及的異形截面無縫環(huán)件軋制碾環(huán)機(jī)的有益效果是:無縫環(huán)件的徑向和軸向軋制變形區(qū)布置在設(shè)備的同一處，環(huán)件截面上、下端面以及內(nèi)外徑表面同時(shí)受到軋輥約束，保證環(huán)件截面輪廓成形。通過更換具有不同型面的軋輥，該碾環(huán)機(jī)可以生產(chǎn)具有不同截面形狀的無縫環(huán)件。在環(huán)件外側(cè)布置兩對(duì)軋輥，保證軋制過程的穩(wěn)定性，有利于異形截面無縫環(huán)件形狀尺寸的準(zhǔn)確控制。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1是本發(fā)明涉及的碾環(huán)機(jī)的軋輥布置示意圖。
[0007]圖2是環(huán)件毛坯(a)和最終環(huán)件(b)成形形狀示意圖。
[0008]圖1中1-上錐棍，2-主軋輥，3-下錐棍，4-抱棍，5-信號(hào)棍，6_環(huán)件。
【具體實(shí)施方式】
[0009]結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0010]實(shí)施例
[0011]本實(shí)施例的環(huán)件毛坯為圖2 Ca)標(biāo)示的矩形截面環(huán)件，最終軋制成形環(huán)件形狀如圖2 (b)所示。矩形截面環(huán)件毛坯經(jīng)加熱保溫后轉(zhuǎn)移至碾環(huán)機(jī)上，主軋輥、上錐輥和下錐輥旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)件旋轉(zhuǎn)。上錐輥沿環(huán)件軸向向下以0.8mm/s的速度進(jìn)給；下錐輥沿環(huán)件軸向不移動(dòng)；主軋輥沿著環(huán)件徑向向環(huán)件圓心以0.5mm/s的速度進(jìn)給；用于測(cè)量的信號(hào)輥測(cè)得環(huán)件外徑，反饋給控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制抱輥位置，保證環(huán)件軋制穩(wěn)定性。經(jīng)過20s軋制后，主軋輥和上錐輥停止直線進(jìn)給但仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，環(huán)件再旋轉(zhuǎn)2-3轉(zhuǎn)，最終截面成形，環(huán)件外徑達(dá)到所需尺寸，如圖2 (b)所示。完成軋制后環(huán)件轉(zhuǎn)移至冷卻區(qū)，等待后續(xù)處理。
[0012]本實(shí)施例表明，本發(fā)明所涉及的異形截面無縫環(huán)件軋制生產(chǎn)用碾環(huán)機(jī)能有效保證異形截面環(huán)件軋制成形，環(huán)件尺寸具有較高精度，材料利用率及生產(chǎn)效率高。
[0013]需要說明的是，圖1和圖2所示的實(shí)施例只是本發(fā)明介紹的其中一種實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，可以很容易地通過更改主軋輥和上、下錐輥的形狀尺寸等方式軋制出各種徑向和軸向異形的無縫環(huán)件。
【權(quán)利要求】
1.一種異形截面無縫環(huán)件軋制生產(chǎn)用碾環(huán)機(jī)，該碾環(huán)機(jī)由上錐輥、下錐輥、主軋輥、四個(gè)抱輥和一個(gè)信號(hào)輥以及控制系統(tǒng)組成，其特征是:上錐輥、下錐輥以及主軋輥的輪廓可以加工成一定形狀，使得軋制時(shí)環(huán)件獲得所需的截面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾環(huán)機(jī)，其結(jié)構(gòu)上的特征是:上錐輥、下錐輥和主軋輥設(shè)置在碾環(huán)機(jī)上的同一處位置，環(huán)件徑-軸向軋制時(shí)其徑向變形區(qū)和軸向變形區(qū)重合，即環(huán)件徑-軸向軋制只有一個(gè)軋制變形區(qū)，上錐輥、下錐輥可以沿自身軸線旋轉(zhuǎn)也可以沿環(huán)件的軸向上下移動(dòng)，主軋輥可以沿自身軸線旋轉(zhuǎn)也可以在環(huán)件的徑向直線移動(dòng)，上錐輥、下錐輥和主軋輥的表面分別與環(huán)件的上端面、下端面和外徑表面接觸，上錐輥、下錐輥和主軋輥的輪廓構(gòu)成軋制變形區(qū)截面形狀，環(huán)件在軋輥帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并發(fā)生塑性變形從而成形截面；環(huán)件外側(cè)對(duì)稱布置兩對(duì)抱輥，增加軋制穩(wěn)定性，有利于環(huán)件的成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾環(huán)機(jī)，其控制系統(tǒng)的特征是:控制系統(tǒng)設(shè)有速度傳感器和位移傳感器，可以測(cè)量環(huán)件的旋轉(zhuǎn)速度、環(huán)件的外徑尺寸和上錐輥、下錐輥、主軋輥的位移和旋轉(zhuǎn)速度，并通過反饋系統(tǒng)控制上錐輥、下錐輥、主軋輥的進(jìn)給速度和旋轉(zhuǎn)速度以及四個(gè)抱輥的位置，以保證環(huán)件穩(wěn)定變形，達(dá)到所需尺寸。
【文檔編號(hào)】B21H1/06GK103567336SQ201310602800
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】徐戊矯, 楊小兵, 王巧麗, 姜中原, 周杰 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)