一种用于切分轧制的对数螺旋线型切分楔辊型的制作方法

本实用新型涉及一种切分轧制工作辊辊型，尤其涉及一种用于板坯切分轧制的对数螺旋线型切分楔辊型，即将宽度较大的坯料切分轧制成用于型材、管棒材生产的宽度较小坯料的对数螺旋线型切分楔辊型。

背景技术：

切分轧制是采用特殊的切分孔型或辅助切分手段，在轧制过程中使轧件在强烈的不均匀变形和强迫宽展的同时，沿纵向轧制成两根或两根以上截面相等或不等的轧件的加工工艺。该技术被广泛的应用于棒材、线材、型材和钢坯的热轧生产中。采用切分轧制工艺可以切实有效的扩大坯料和产品的生产规格，减少轧制道次，实现一火成材，减少能耗，给企业带来显著的经济效益。

目前，板坯切分轧制过程中所用切分轧辊的切分楔形状大多数都采用半圆形(如申请号为201510368855.4的中国专利公开的“一种切分轧制工艺”中L3切分道次采用的轧辊)或者梯形，这些形状的轧辊能够保证切分板坯的生产效率和板坯的质量，但是也存在着一定的缺点；首先在生产过程中，其轧辊切分楔磨损非常迅速，导致各线间料坯分配不均匀，反映在坯料上即是沿长度方向尺寸变化大，最终导致生产出的成品型材或管棒材尺寸不均匀；其次在切分轧制过程中轧制力较大，对于机架及轧机的强度要求较高，直接影响到轧机和轧辊的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于切分轧制的对数螺旋线型切分楔辊型，将对数螺旋线型应用于板坯的切分轧制过程中，具有这种辊型的切分轧辊有利于使切分轧制过程更加稳定且轧制力较小，轧辊切分楔的磨损速率较慢，减少了换辊次数，进而提高了轧制过程的有效作业时间和轧辊的使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种用于切分轧制的对数螺旋线型切分楔辊型，包括圆柱形辊面及沿圆柱形辊面轴向平行设置的多道环形的对数螺旋线型切分楔，每道对数螺旋线型切分楔均由楔底、楔腰和楔尖组成；其中楔腰的横截面外轮廓采用对数螺旋线型；楔尖的横截面外轮廓为弧形，其两端分别与两侧楔腰相切并圆滑过渡，楔尖的顶部近似直线；楔底的横截面外轮廓为弧形，其两端分别与圆柱形辊面及楔腰相切并平滑过渡。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)对数螺旋线型切分楔的楔底、楔腰和楔尖之间均采用相切的圆滑过渡，减少了切分轧制后坯料表面的质量缺陷，从而提高了成品型材或管棒材的质量；

2)楔腰具有一定凸度，使得楔尖在受力时金属内部晶粒可以向楔腰两侧移动，减缓了轧辊的磨损，同时轧制过程中轧制力减小，有利于延长轧辊和轧机的使用寿命；

3)楔尖采用大半径接近于直线型的圆弧形，能够减缓楔尖的磨损速率，进而保证所切分出坯料尺寸的均匀性，同时降低了换辊频率，增加了有效作业时间。

附图说明

图1是应用本实用新型所述对数螺旋线型切分楔型的轧辊结构示意图。

图2是图1的局部剖视图。

图3是本实用新型所述对数螺旋线型切分楔的线型构成图。

图中：1.对数螺旋线型切分楔上轧辊 2.坯料 3.对数螺旋线型切分楔下轧辊 4.楔底 5.楔腰 6.楔尖 7.对数螺旋线型切分楔 8.圆柱形辊面

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一种用于切分轧制的对数螺旋线型切分楔辊型，包括圆柱形辊面8及沿圆柱形辊面8轴向平行设置的多道环形的对数螺旋线型切分楔7，如图2所示，每道对数螺旋线型切分楔7均由楔底4、楔腰5和楔尖6组成；其中楔腰5的横截面外轮廓采用对数螺旋线型；楔尖6的横截面外轮廓为弧形，其两端分别与两侧楔腰5相切并圆滑过渡，楔尖6的顶部近似直线；楔底4的横截面外轮廓为弧形，其两端分别与圆柱形辊面8及楔腰5相切并平滑过渡。

对数螺旋线在生物界中非常常见，其所具有的等角特性使其广泛应用于各个领域。本实用新型将对数螺旋线型应用于切分轧制的切分楔辊型中。

如图3所示，O1为基圆的圆心，O2为极坐标的原点。AB段为对数螺旋线型切分楔7的楔底，BC段为对数螺旋线型切分楔7的楔腰5，CD段为对数螺旋线型切分楔7的1/2楔尖6。从图3中可以看出，BC段的轮廓线为对数螺旋线，AB段为基圆至BC段的圆滑过渡曲线，CD段为BC段至楔尖6顶点的圆滑过渡曲线，各段曲线在连接处均保持相切的几何关系。

为了保证楔尖6的耐磨性，需要将楔尖6的圆弧半径设置的相对大一些，使楔尖6的顶部接近于直线，从而有利于减缓其磨损速率。

通过凸度H和B、C点的坐标即可确定BC段对数螺旋线的相关参数，包括初始极径ρ0、渐开线系数k、开始极角θ1和结束极角θ2，将上述参数代入对数螺旋线的极坐标方程，即可得出所需对数螺旋线的开始极径ρ1和结束极径ρ2。

对数螺旋线的参数方程为：ρ＝ρ0·e^kθ

其笛卡尔坐标形式为：

式中：ρ为极径；ρ0为初始极径；k为渐开线系数；θ为极角。

如图1所示，采用对数螺旋线型切分楔上轧辊1和对数螺旋线型切分楔下轧辊3对坯料2进行切分轧制，下压量根据需要确定；由于对数螺旋线的等角特性，可使切分轧辊在切分轧制的过程中受力均匀，同时还可减缓楔尖6的磨损速率，降低轧制过程中的轧制力，从而提高了切分轧制的效率和质量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。