型轧辊轮的制作方法

本发明属于型材加工技术领域，具体涉及到一种型轧辊轮。

背景技术：

现有铜及铜合金的型材制备一般采用型模铸造、挤压(包括连续挤压)、型辊轧制、挤压—变形拉伸等工艺方法，它们各有特点却又有局限性。

型模铸造可以加工成不同复杂形状的铸件，但其材料的内部组织、结构性能均不上乘，且受到长度的限制。

挤压技术可以制备实心或空心的异型材，且组织性能优于铸造。但是，在高熔点金属挤压时，都要进行高温加热，如铜必须达到800℃以上，由于热变形收缩的特性，直接挤压型材难以达到理想的外形和精准的尺寸，空心型材的壁厚有较严重的不均匀性，且长度也受到设备的限制。

连续挤压是一种摩擦变形，目前应用于一般纯铜或较低温铜合金的扁线和简单的异型板带，其组织性能不及挤压，且目前无法实现空心型材的制备。

型辊轧制的特点在于它需要通过多组机架设备、一系列断面尺寸和形状变化的孔型轧制成形。由于咬入、压下、宽展、延伸的变形不均匀性，导致制品内部产生附加应力，会有多重缺陷，既很难保证诸如长度与截面之比值很大的细长条型材，且它也无法实现空心型材的制备。

挤压—变形拉伸法，它能够实现空心型材的制备，但是，工序长、效率低、成材率低，对于截面积较大内孔较小、截面内外形状相异、且为非等壁的空心型材，尺寸精度较难控制，拉伸成立的条件苛刻，其支重长度也受到了制约，加工难度是比较大的。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种型轧辊轮，能够轧制截面形状相异、非等壁、大支重、超长空心型材。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明的目的在于提供一种型轧辊轮，该型轧辊轮为一定厚度的圆柱结构，圆柱面中央区加工型槽，中心为实心轴，型槽包括4个区间，分别为旋转行程区，型轧变形行程区，矫正行程区以及孔型缓冲过渡区，4个行程区收尾相接。

进一步，旋转行程区为平面，型轧变形行程区为圆弧面，矫正行程区为曲率半径逐渐变大的圆弧面，孔型缓冲过渡区为圆弧面，型轧变形行程区圆弧面的曲率半径小于孔型缓冲过渡区圆弧面的曲率半径。

进一步，型轧辊轮的旋转行程区为平面，当型轧辊轮的旋转行程区旋转至正对铜管时，铜管旋转。

进一步，当铜管旋转到位后，型轧变形行程区为圆弧面，型轧辊轮的型轧变形行程区对铜管进行初步型轧。

进一步，当型轧辊轮走完型轧变形行程区时，矫正行程区为变截面圆弧面，圆弧面曲率半径由小逐渐变大，矫正行程区对初步型轧过的铜管表面进行矫正型轧。

进一步，当型轧辊轮走完矫正行程区时，孔型缓冲过渡区为圆弧面，孔型缓冲过渡区圆弧面的曲率半径大于型轧变形行程区圆弧面的曲率半径，孔型缓冲过渡区对矫正型轧过的铜管表面进行进一步的型轧。

进一步，型轧辊轮对铜管进行往复轧制，2个型轧辊轮对称设置，上下配合形成轧辊孔型，芯棒穿进铜管管坯中心孔，置于轧辊孔型内，2个型轧辊轮沿铜管管培轴向滚动，连续通过型轧辊轮的型轧变形行程区，矫正行程区以及孔型缓冲过渡区型轧铜管管培，当型轧辊轮走完一个行程后，回程继续型轧铜管管培，如此往复，型轧出需要的型面。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明一种型轧辊轮，能够制备出更大截面、非等壁、大支重、超长的空心型材，并且制备型材壁厚均匀，内孔圆整，尺寸精确。

附图说明

图1为本发明实施例一种型轧辊轮示意图；

图2为本发明实施例一种型轧辊轮AA截面剖视图；

图3为本发明型轧辊轮往复轧制过程示意图；

图4为本发明型轧辊轮轧辊孔型变化示意图；

图中：01-旋转行程区，02-型轧变形行程区，03-矫正行程区，04-孔型缓冲过渡区；1-轧辊轴，2-轧辊孔型，3-铜管管坯，4-型轧后铜管成品，5-芯棒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种型轧辊轮作详细说明。

如图1至图3所示，本发明一种型轧辊轮为一定厚度的圆柱结构，圆柱面中央区加工型槽，中心为实心轴，型槽包括4个区间，分别为旋转行程区 01，型轧变形行程区02，矫正行程区03以及孔型缓冲过渡区04，4个区段收尾相接。

型轧辊轮的旋转行程区01为平面，当型轧辊轮的旋转行程区01旋转至正对铜管时，铜管可以旋转；

当铜管旋转到位后，型轧变形行程区02为圆弧面，型轧辊轮的型轧变形行程区02对铜管进行初步型轧；

当型轧辊轮走完型轧变形行程区02时，矫正行程区03为变截面圆弧面，圆弧面曲率半径由小逐渐变大，矫正行程区03对初步型轧过的铜管表面进行矫正型轧；

当型轧辊轮走完矫正行程区03时，孔型缓冲过渡区04为圆弧面，孔型缓冲过渡区04圆弧面的曲率半径大于型轧变形行程区02圆弧面的曲率半径，孔型缓冲过渡区04对矫正型轧过的铜管表面进行进一步的型轧。

如图3所示，型轧辊轮对铜管进行往复轧制时，2个型轧辊轮对称设置，上下配合形成轧辊孔型2，芯棒5穿进铜管管坯3中心孔，置于轧辊孔型2内，2 个型轧辊轮沿铜管管培3轴向滚动，连续通过型轧辊轮的型轧变形行程区02，矫正行程区03以及孔型缓冲过渡区04型轧铜管管培3，当型轧辊轮走完一个行程后，回程继续型轧铜管管培3，如此往复，型轧出需要的型面。

图4给出了型轧辊轮轧辊孔型变化示意图。

下面以外方内圆铜管，正菱形型轧辊轮轧辊孔型(如图4所示)，型轧辊轮行程总长670mm，其中旋转区长100mm，变形区长415mm，矫正区长105mm，过渡区长度为50mm为例对本发明技术方案进一步说明。

对照图3型轧辊轮轧制过程示意图可以看出，当辊轮往复运动至Ⅰ区时，孔型最大，此时即进入到铜管旋转行程区，在此铜管完成90度旋转进入变形区，也就使孔型从A1向A7变形，对应3。

A1孔型的具体尺寸(即旋转区孔型尺寸)为：A₁＝102、B₁/2＝42.5、 E₁＝29.5、a₁＝72.5、r₁＝20.5

······

A3孔型的具体尺寸：A₃＝84、B₃/2＝36.2、E₃＝20.2、a₃＝59.5、r₃＝14.8

······

A7孔型的具体尺寸：A₇＝50、B₇/2＝23.8、E₇＝4.05、a₇＝35.8、r₇＝2.8

当辊轮运动到Ⅱ位置后，即完成A7孔型的变形及经过了矫正行程区，如此往复运动，完成了本案例加工，达到设计要求。

辊轮型轧过程中，铜管在旋转90度，需保证此时的孔型尺寸始终大于该状态下的铜管尺寸，也就是孔型的半径B₁/2为42.5；在进入变形区后，初始的105 行程内，铜管只受到辊轮孔型的外部压力作用，内孔未发生变形。之后的310 行程中，铜管在辊轮孔型和芯棒的共同作用下，发生很大形变，三向压应力使材料得到充分地压力加工变形，内部组织得到改善。在进入矫正区后的150行程内，孔型和芯棒对边长为35.8、内孔直径为15.05的整个截面内外层往复辊压，使外方内圆铜管尺寸更加精准，长度平直，表面光滑。