专利名称：一种金属棒料、管料精密热斜轧下料的轧辊及其下料方法
技术领域：
本发明属于金属塑性成形技术领域，特别提供了一种金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊及其下料方法，适用于低碳钢、中碳钢、低合金钢和轴承钢金属材料。
背景技术：
金属棒料及管料的下料问题广泛存在于各种零件的备料工序中。目前剪切、锯切、 高能切割等下料方法不同程度地存在着材料利用率低，下料力大，能耗高，生产率低以及下 料断面质量差等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决目前剪切、锯切、高能切割等下料方法不同程度地存在着 材料利用率低，下料力大，能耗高，生产率低以及下料断面质量差等问题。一种金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊其特征是轧辊是螺旋孔型轧辊，在 螺旋孔型轧辊上加工有成形V型环槽的螺旋凸棱，轧辊直径与被轧棒管料直径比为5 7， 轧制V型环槽的螺旋孔型轧辊是由咬入部分、螺旋凸棱部分组成图1所示，螺旋孔型轧辊 的咬入部分是一个圆锥台，坯料的咬入是由圆锥台实现的；螺旋凸棱部分分为成形区、精整 区；螺旋凸棱的周长为360°，螺旋凸棱的基本螺距与V型环槽的节距相等，螺旋升角β =1° 6°，螺旋凸棱底面距轧辊轴心线的距离始终不变即螺旋凸棱底面在同一柱面上； 在成形区，螺旋凸棱起始点的棱高从螺旋凸棱底面开始逐渐升高到与被轧V型环槽深度相 等，被轧V型环槽深度为3. 03mm 5. 05mm,螺旋凸棱棱宽为0. 5mm 3. 03mm,螺旋凸棱的 侧面与被轧V型环槽的侧面平行，成形区终点凸棱顶面、侧面与底面是一个完整的倒V型， 与被轧的V型槽热态尺寸完全对应，成形区凸棱的周长为120° 240° ；精整区，螺旋凸棱 与被轧的V型槽热态尺寸完全对应，对已基本成形的V型环槽进行整形，以提高轧件外观质 量及尺寸精度，同时还有导向的作用，精整区凸棱的周长为360°减去成形区凸棱的周长。将本发明所述的轧辊安装在斜轧机上，加热至900°C 1150°C的金属棒管料1，被 推入斜轧机中如图2所示，两个具有相同孔型的斜轧轧辊一 2、轧辊二 3，其轴线在两辊垂直 平面投影相交2α角，与轧制中心线交叉α角，α = Γ 6°，两个轧辊转向相同，棒管料 1在轧辊的作用下反向旋转，并沿两辊投影交角的中线轴向运动，轧辊每旋转一周完成一个 V型环槽的轧制，利用钢蓝脆区的特性，对温降到蓝脆区的预制V型环槽的棒管料施加一定 的力剪切，促使裂纹由棒管料的表面沿径向圆周扩展，可以得到较为勻整的剖切面，从而完 成下料。本发明所述的一种金属棒料及管料精密热斜轧下料方法可适用于下料直径 IOmm 80mm ；长度大于10mm，但不超过下料直径2倍；壁厚不小于5mm的低碳钢、中碳钢、 低合金钢和轴承钢金属材料的棒管料下料。本发明提供一种新的金属棒料及管料下料方法，以一种高效率、低能耗、高精度、 高节材率的连续塑性成形的方法，在金属棒管料上形成V型环槽，利用钢蓝脆区的特性对预制的V型环槽施加一定的力剪切，促使裂纹由金属棒管料的表面沿径向圆周扩展，从而 完成定尺下料，获得良好的断面质量。本发明的优点在于斜轧V型环槽属于塑性成形无金属浪费，轧辊每旋转一周完成一个V型环槽的轧 制，每分钟轧制50个 100个V型环槽，利用钢蓝脆区的特性对预制的V型槽施加一定的 力剪切促使裂纹由棒管料的表面沿径向圆周扩展，从而完成下料，获得良好的断面质量，具 有节能、节材、高效、优质、低成本等显著技术经济优点。
图1为轧辊示意图。 图2本发明轧制过程示意图，棒管原料1，轧辊一 2，轧辊二 3。图3本发明轧辊空间位置示意图，两轧辊轴线在空间交叉2α角。两个具有相同 螺旋孔型的斜轧轧辊，其轴线在空间成2 α夹角，与轧制中心线交叉α角，α = Γ 6°。图4为钢管V型环槽示意图。图5为金属圆棒料V型环槽示意图。
具体实施例方式实施例1如图4所示直径为31mm，厚度为6mm，长度为3000mm的轴承钢管上预轧出V型环 槽的一个下料实例，将直径200mm，螺旋升角β =1.47°，基本螺距为16. 16mm，螺旋凸棱 成形区长度为180°，螺旋凸棱精整区长度为180°，凸棱最大宽度为2. 525mm，最大高度为 3. 03mm,的一对轧辊安装在斜轧机上，将加热至1100°C的直径为31mm，厚度为6mm，长度为 3000mm的轴承钢管1，推入斜轧机中如图2所示，两个具有相同孔型的斜轧轧辊一 2，轧辊二 3，其轴线在两辊垂直平面投影相交2. 94°角，与轧制中心线交叉1.47°角，α =1.47°， 两个轧辊转向相同，轴承钢管1在轧辊的作用下反向旋转，并沿两辊投影交角的中线轴向 运动，轧辊每旋转一周完成一个V型环槽的轧制，利用轴承钢蓝脆区的特性，对温降到轴承 钢蓝脆区的预制V型环槽的轴承钢管施加一定的力剪切，促使裂纹由管料的表面沿径向圆 周扩展，可以得到较为勻整的剖切面，从而完成定尺长度为16mm的轴承管下料。实施例2如图5所示直径为41mm，长度为2000mm的45号钢的圆棒料上预轧出V型环槽的一 个下料实例，将直径为240mm，螺旋升角为β =2.3°，基本螺距为30. 3mm，螺旋凸棱成形区 长度为210°，螺旋凸棱精整区长度为150°，凸棱最大宽度为3. 03mm，最大高度为4. 04mm 的一对轧辊安装在斜轧机上，将加热至1100°C的直径为41mm，长度为2000mm的45号钢圆 棒料1，推入斜轧机中如图2所示，两个具有相同孔型的斜轧轧辊一 2，轧辊二 3，其轴线在 两辊垂直平面投影相交4. 6°角，与轧制中心线交叉2.3°角，α =2.3°，两个轧辊转向 相同，圆棒料1在轧辊的作用下反向旋转，并沿两辊投影交角的中线轴向运动，轧辊每旋转 一周完成一个V型环槽的轧制，利用45号钢蓝脆区的特性，对温降到45号钢蓝脆区的预制 V型环槽的圆棒料施加一定的力剪切，促使裂纹由圆棒料的表面沿径向圆周扩展，可以得到 较为勻整的剖切面，从而完成定尺长度为30mm的圆棒料下料。
权利要求
一种金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊，其特征是，轧辊是螺旋孔型轧辊，在螺旋孔型轧辊上加工有成形V型环槽的螺旋凸棱，轧辊直径与被轧棒管料直径比为5～7，轧制V型环槽的螺旋孔型轧辊是由咬入部分、螺旋凸棱部分组成，螺旋孔型轧辊的咬入部分是一个圆锥台，坯料的咬入是由圆锥台实现的；螺旋凸棱部分分为成形区、精整区；螺旋凸棱的周长为360°，螺旋凸棱的基本螺距与V型环槽的节距相等，螺旋升角β＝1°～6°，螺旋凸棱底面距轧辊轴心线的距离始终不变，即螺旋凸棱底面在同一柱面上；在成形区螺旋凸棱起始点的棱高从螺旋凸棱底面开始逐渐升高到与被轧V型环槽深度相等，被轧V型环槽深度为3.03mm～5.05mm，螺旋凸棱棱宽为0.5mm～3.03mm，螺旋凸棱的侧面与被轧V型环槽的侧面平行，成形区终点凸棱顶面、侧面与底面是一个完整的倒V型，与被轧的V型槽热态尺寸完全对应，成形区凸棱的周长为120°～240°；精整区螺旋凸棱与被轧的V型槽热态尺寸完全对应，对已基本成形的V型环槽进行整形，以提高轧件外观质量及尺寸精度，同时还有导向的作用，精整区凸棱的周长为360°减去成形区凸棱的周长。
2.采用权利要求1所述的金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊的下料方法，其特征 在于，将权利要求1所述的轧辊安装在斜轧机上，将加热至900°C 1150°C的金属棒管料 推入斜轧机中，两个具有相同孔型的斜轧轧辊，其轴线在两辊垂直平面投影相交2 α角，与 轧制中心线交叉α角，α = 1° 6°，两个轧辊转向相同，棒管料在轧辊的作用下反向旋 转，并沿两辊投影交角的中线轴向运动，轧辊每旋转一周完成一个V型环槽的轧制，利用钢 蓝脆区的特性，对温降到蓝脆区的预制V型环槽的棒管料施加一定的力剪切，促使裂纹由 棒管料的表面沿径向圆周扩展，能够得到较为勻整的剖切面，从而完成下料。
3.按照权利要求2所述的金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊的下料方法，其特征 在于，本下料方法适用于下料直径IOmm 80mm ；长度大于10mm，但不超过下料直径2倍；壁 厚不小于5mm的低碳钢、中碳钢、低合金钢和轴承钢金属材料的棒管料下料。
全文摘要
本发明属于金属塑性成形技术领域，特别提供了一种金属棒料及管料精密热斜轧下料的轧辊及其下料方法，适用于低碳钢、中碳钢、低合金钢和轴承钢金属材料。本发明在螺旋孔型轧辊上加工有成形V型环槽的螺旋凸棱，在金属棒管料上形成V型环槽，利用钢蓝脆区的特性对预制的V型环槽施加一定的力剪切，促使裂纹由金属棒管料的表面沿径向圆周扩展，从而完成定尺下料，获得良好的断面质量。本发明的优点在于斜轧V型环槽属于塑性成形无金属浪费，具有节能、节材、高效、优质、低成本等显著技术经济优点。
文档编号B21B27/02GK101844153SQ201010184508
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者刘晋平, 曲国波, 杨翠苹, 王宝雨, 胡正寰, 贾瀚龙 申请人:北京科技大学