杆件锻造坯料的轧制装置及该杆件的成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属塑性成型技术领域，特别涉及一种用于杆件锻造坯料的轧制装置及该杆件的成型方法。
【背景技术】
[0002]用于机械设备上的一些零部件，往往需要要求该零部件具备较高的强度及硬度，以增强零部件耐磨性及提高使用寿命。譬如用于农机用的耙齿部件，由于其自身在使用的过程中，需要与农作物或者地面频繁的接触，因此需要要求该耙齿部件具备较强的耐磨性及较高的使用寿命，上述的零部件大多采用高温锻造的方式成型，以增加上述零部件金属致密度，进而增加该类零部件的硬度及强度。结合图1所示，该耙齿整体呈销柱状，耙齿的首端齿尖a小、尾端大布置，其首端齿尖a为工作端，其尾端与机架固定，首端齿尖a整体呈圆锥状，首端齿尖a与中间段b连接，中间段b自首端到的尾端呈直径逐渐增大的杆状，中间段b的尾端与圆锥台过渡段c的大头端连接，圆锥台过渡段c的小头端与圆柱安装端d连接。
[0003]现有技术中，生产该类耙齿大都采用分段锻造的方式，结合图2所示，图中示出了该耙齿的生产工序及每一个生产工序对应的耙齿部件的形状。首先对圆柱状钢锭进行高温加热，加热完毕后的红钢锭导入辊锻机锻造并拉伸出耙齿的中间段b，该次成型后的坯料形状一端细、一端粗，初次成型后，继续对坯料进行高温加热，利用胎膜自由锻的方式加工出耙齿尾端的圆锥台过渡段C，圆锥台过渡段c加工出来后，再对该坯料进行高温加热，再利用模锻的方式将首端齿尖a部分加工完成，最后利用机加工的方式进行切边处理，最终生产出符合规格的耙齿。上述方式存在一定的缺陷:首先，整个部件加工的过程中，需要经历三次加热并锻造，这样一方面增加了加热成本，另一方面也使得坯料表面的氧化层加厚，严重影响了零件的表面质量；其次，使用胎膜在生产圆锥台过渡段c时，后续的车削螺纹的余量大、跳动大，容易造成刀具损坏；加之，多种锻造方式的协作完成，造成最后锻造齿尖时无法准确定位，产品的长度尺寸不精确。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种杆件锻造坯料的轧制装置，可使得加热的红钢锭能够轧制出初步的锻造耙齿用的坯料，只需通过一次模锻方式即可得到成型产品，简化耙齿类杆件的生产工序。
[0005]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种杆件锻造坯料的轧制装置，包括机架及机架上设置辊芯彼此平行布置的上、下轧辊，驱动机构驱动所述的上、下轧辊同向转动，上、下轧辊的辊身上凸出状设置有与待轧制棒料周面吻合的轧制面，乳制面按平面展开后的周边围成的区域为三角形，其中顶角位于轧辊中部，处于轧制初始位置时的上、下轧辊上的顶角的上下位置对应、顶角指向向反，构成顶角的两边在轧辊辊面上沿轴向向两端且沿圆周方向延伸，乳制面在圆周方向的由头至尾的弧长相同，位于顶角所示方向的前部旁侧的下轧辊上设置待轧制棒料的限位凸块。
[0006]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:利用两个同向转动的轧棍，在上、下轧辊的辊身上设置凸出状的轧制面，上、下轧辊的轧制面的顶角位置对应且指向相反，将待轧制的杆件导入上、下轧辊之间形成的轧制口内，驱动机构驱动上、下轧辊转动的过程中，凸出的轧制面相互配合可使得杆状的棒料由中间向两端挤压变形，杆状的棒料的中间变细、两端逐渐变粗，从而可将钢锭坯料初步轧制成可以锻造耙齿的坯料，在下轧辊轧制面的顶角前部旁侧设置限位凸块，从而可将杆状的钢锭坯料准确定位，确保上下轧辊的轧制面的顶角处在棒材的中间位置处，由棒料的中间位置向两端挤压。
[0007]本发明的另外一个目的在于提供一种杆件的成型方法，其成型工序简单。
[0008]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:
[0009]a)、下料，将制作杆件的线棒材原料切割成小段的钢锭坯料；
[0010]b)、对钢锭坯料进行高温加热，加热成便于轧制的红钢状态；
[0011]c)、将加热后的红钢锭导入轧制装置，轧制出待成型杆件的锻造坯料；
[0012]d)、将轧制出的待成型杆件的锻造坯料导入模锻机内的模腔内，模锻机工作并对模腔内的锻造坯料进行压制；
[0013]e)、将模锻腔内压制后的坯料取出进行切边处理，并最终得到成平杆件。
[0014]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:利用上述的轧制装置，将加热后的红钢锭轧制呈待成型的杆状锻造坯料，该杆状的锻造坯料导入模锻机的模腔内，利用模锻机将杆状的锻造坯料一步压制成成品的物料，对成品物料去毛刺及余料处理，从而得到成品的耙齿零件。简化耙齿的生产工序，确保耙齿的质量，降低生产成本。
【附图说明】
[0015]图1是本发明中耙齿的结构示意图；
[0016]图2是现有技术中耙齿生产工序及每一个生产工序后对应的坯料的的形状；
[0017]图3是本发明的耙齿的生产工序及每一个生产工序后对应的坯料的形状；
[0018]图4是本发明中轧制装置的结构示意图；
[0019]图5是从图4的另一侧面的结构示意图；
[0020]图6是本发明中上轧辊的轧制面的平面展开图；
[0021]图7是图6的1-1剖视图；
[0022]图8是本发明中轧制装置的侧向视图；
[0023]图9是本发明中轧制装置的主视图。
【具体实施方式】
[0024]结合图1至图9对本发明做进一步地说明:
[0025]首先，对本发明中轧制装置的结构进行详细的说明，一种杆件锻造坯料的轧制装置，包括机架及机架上设置辊芯彼此平行布置的上、下轧辊10、20，驱动机构驱动所述的上、下轧辊10、20同向转动，上、下轧辊10、20的辊身上凸出状设置有与待轧制棒料周面吻合的轧制面11、21，轧制面11、21按平面展开后的周边围成的区域为三角形，其中顶角111、211位于轧辊中部，处于轧制初始位置时的上、下轧辊10、20上的顶角111、211的上下位置对应、顶角指向向反，构成顶角111、211的两边在轧辊辊面上沿轴向向两端且沿圆周方向延伸，轧制面11、21在圆周方向的由头至尾的弧长相同，位于顶角211所示方向的前部旁侧的下轧辊20上设置待轧制棒料的限位凸块22。
[0026]利用两个同向转动的轧辊10、20，在上、下轧辊10、20的辊身上设置凸出状的轧制面11、21，上、下轧辊10、20的轧制面11、21的顶角111、211位置对应且指向相反，将待轧制的杆件导入上、下轧辊10、20之间形成的轧制口内，驱动机构驱动上、下轧辊10、20转动的过程中，凸出的轧制面11、21相互配合可使得杆状的棒料由中间向两端挤压变形，杆状的棒料的中间变细、两端逐渐变粗，从而可将钢锭坯料初步轧制成可以锻造耙齿的坯料，在下轧辊20轧制面21的顶角211前部旁侧设置限位凸块22，从而可将杆状的钢锭坯料准确定位，确保上、下轧辊10、20的轧制面11、21的顶角111、211处在棒材的中间位置处，由棒料的中间位置向两端挤压，将轧制面11、21设置呈与待轧制的棒料，也就是本发明中的耙齿的吻合，从而可使得杆状钢锭初步压制成可以用来锻造耙齿的坯料，该轧制面11、21结构巧妙，方便杆件的轧制，减少轧辊承受的冲击力，使得棒料由中间一点逐渐向两端挤压，确保棒料轧制效果的同时，提升轧辊挤压面的使用寿命。
[0027]进一步地，所述的轧制面11、21设置在弧面板10A、20A的表面上，上、下轧辊10、20辊身上依次布置若干弧面板10A、20A。根据待轧制杆件的直径及成型要求，可设置不同数量的弧面板10A、20A，沿着上、下轧辊10、20的辊身周面设置，便于对轧制面11、21的更换及对辊轧机的维护。
[0028]结合图4、图5和图6所示，其中，乳制面11、21的前段轮廓面11 a、21 a与待轧制棒料的中段杆身的截面轮廓相符，所述的轧制面11、21中后段轮廓面llb、21b与待轧制棒料的两端杆身的截面轮廓相符。随着上、下轧辊10、20的同向转动，乳制面11、21的前端轮廓面lla、21a相互配合从而可将棒料的中段杆身挤压成型，随着上、下轧辊10、20进一步地转动，乳制面11、21的中后段轮廓面llb、21b相互配合可将棒料的两端挤压成型。
[0029]由于轧制面11、21为强度硬度极强的钢材制成，乳制面11、21的制作成本极高，为了节省一定的材料成本，所述轧制面11、21的前段轮廓面lla、21a为一整体的板面，该板面的轮廓面与待轧制棒料的中段杆身的界面轮廓相符，该整体板面的轮廓面lla、21a可确保棒料的中间段能够压制成型，结合图4、图5、图6，轧制面11、21中后段轮廓面llb、21b沿上下轧辊10、20周向方向并向轴向两端延伸，乳制面11、21中后段轮廓面llb、21b之间为空缺区域B，该空缺区域B还可理解为:轧制面11、21中后段轮廓面llb、21b由前段轮廓面lla、21a尾端周向顺延呈两条板或者凸条状，两条板或者凸条状的中后段轮廓面llb、21b之间间隔设置，使得轧制面11、21的中后段轮廓面llb、21b为两个间隔设置的凸筋，两凸筋之间为无需加设高强度的钢板，一般的45号钢即可，这样可最大程度节约成本。
[0030]更进一步地，为避免待轧制棒料从上、下轧辊10、20之间形成的轧口掉落，上、下轧辊10、20辊芯连线