一种冷拉方扁钢的轧头装置的制作方法

本发明涉及一种轧头装置，特别是一种冷拉方扁钢的轧头装置。

背景技术：

冷拉方扁钢在入模具前需要对钢材的头部进行轧头缩小，使其便于入模，传统的冷拉方扁钢产品的轧头采用的是空气锤轧头或单一形状产品的轧头设备，给员工带来了相对较强的工作强度，同时工作室噪声大，产品生产效率低，产品合格率完全取决于员工的熟练程度，不熟练的操作在生产过程中会导致轧头断头后回炉再次轧制等情况的发生。

目前，市场上已经出现一些较为实用的圆钢或圆管轧头装置，如专利公告号为cn202028698u，一种轧头机，包括了机座，主要结构为上下并排设置在机座上并作相向转动的一对轧辊，每个轧辊均具有多个沿其周向贯通的呈半圆的沟槽，一对轧辊配合形成有多个不同大小整圆形的滚压区域，由于其加工对象为圆管或圆钢，形状均匀、规则，在加工时可以较为顺利地进入整圆形的滚压区域，落实到方扁钢时，这种轧头机便难以应用，由于方扁钢形状非规则的整圆，即使将滚压区域调整成某个方扁钢的形状，在加工不同长宽比的方扁钢时，轧辊仍然无法适用，而且方扁钢在进入滚压区域时，更容易出现卡死等现象，难以入模，若没有选择正确尺寸的沟槽，也容易引发钢材卷入机器等安全事故。

因此，亟需一种专门针对冷拉方扁钢的轧头装置，来实现对各种规格方扁钢的轧头，同时提高冷拉方扁钢的生产效率，改善工作环境，提高安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种冷拉方扁钢的轧头装置。它具有可适用于各种规格方扁钢的轧头、整个轧头过程操作难度小，大大降低操作人员的工作强度、方扁钢轧头的合格率得到提升、方扁钢轧头的效率得到提高的优点。

本发明的技术方案：一种冷拉方扁钢的轧头装置，包括机座，机座上设有一对上下并排设置并作反向转动的轧头辊，每个轧头辊由同轴布置、从大到小排列的若干个滚压体组成，滚压体整体呈柱状，且在柱体表面沿轴向设有与轴线平行布置的弦切面。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，一对轧头辊等尺寸的上下两个滚压体相互配合，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间形成轧头区，且随着一对轧头辊的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处位于曲面上所构成的轧头区为有效轧头区，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处位于弦切面上所构成的轧头区为入模区。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，任意一个有效轧头区随着一对轧头辊的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间的距离逐渐增大或减小。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，所述滚压体的横截面形状为一条直线和一条曲线构成的封闭图形，曲线的曲率从一端点至另一端点逐渐增大或减小，直线的两端与旋转中心形成的夹角大小在40°-75°之间。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，各个滚压体的长度与其尺寸大小呈负相关关系。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，所述一对上下并排设置的轧头辊中，下方的轧头辊连接有驱动装置，两个轧头辊之间经同步齿轮连接。

前述的一种冷拉方扁钢的轧头装置中，所述机座的一侧设有支撑平台，支撑平台的上表面呈阶梯状。

与现有技术相比，本发明设计了一对上下并排设置并作反向转动的轧头辊，单个轧头辊包括了多个同轴布置、从大到小排列的滚压体，多尺寸滚压体适用于多尺寸方扁钢的轧头，轧头时，方扁钢需要轧头一端加热后伸入一对滚压体之间，在旋转的滚压体之间滚压成型更小的尺寸，并在轧头辊旋转摩擦力的作用下从一对滚压体之间脱出，无需过度用力，降低了操作人员的工作强度，同时，工作时产生的噪音小，一定程度上改善了工作环境。

滚压体整体呈柱状，柱体表面沿轴向设有与旋转轴平行布置的弦切面，也即其侧面为一个弦切平面和一个曲面首尾相连构成，当上下滚压体的弦切面相对时，上下滚压体之间具有较大的方扁钢入模空间，尤其当上下滚压体的弦切面相平行时，入模空间达到最大，方扁钢可以轻松地插入两根轧头辊之间，操作难度小，待上下滚压体旋转到曲面相对时，实现方扁钢的滚压加工，两根轧头辊的旋转方向保证了方扁钢在上下滚压体旋转到弦切面相对前不易插入上下滚压体之间，一定程度上也保障了操作人员的人身安全；同时，滚压体上弦切面的设计也使得方扁钢可以更快、更容易地进入滚压区域，减少过渡，提高方扁钢轧头的效率。

进一步地，在一对轧头辊配合后，等尺寸的上下两个滚压体，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间形成轧头区，且随着一对轧头辊的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处位于曲面上时所构成的轧头区为有效轧头区，任意一个有效轧头区随着一对轧头辊的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间的距离逐渐增大或减小，滚压体的偏心设计使得方扁钢头部经滚压后形成一定的锥度，同时在滚压尺寸缩小过程中保证了方扁钢不会出现局部尺寸突变的现象，提升方扁钢轧头的合格率，而这种尺寸均匀变化的轧头加工能有效减少退头或断头的概率，保证压轧出来的方扁钢头部尺寸均匀可控，提高产品质量。

将滚压体截面形状进行分析，具体为一条直线和一条曲线构成的封闭图形，曲线的曲率从一端点至另一端点逐渐增大或减小，满足滚压体曲面部位的偏心设计，直线的两端与旋转中心形成的夹角大小在40°-75°之间，可以推算出弦切面部位(入模区)在整个滚压体(轧头区)中的占比，约10％-20％，占比较小，对方扁钢头部滚压缩小加工的影响小，上下滚压体旋转一周其有效轧头区仍占大头，满足工件对加工长度的要求，提高加工效率。

另外，各个滚压体的长度与其尺寸大小呈负相关关系，滚压体尺寸越大，也就意味着轧头区越小，待加工方扁钢尺寸越小，只需较窄宽度的滚压体与其配合即可，合理利用轧头辊空间，在满足方扁钢加工条件的前提下节省了轧头辊材料与加工成本；一对上下并排设置的轧头辊中，下方的轧头辊连接有驱动装置，两个轧头辊之间经同步齿轮连接，满足上下两根轧头辊反向同步旋转的工作要求；所述机座的一侧设有支撑平台，支撑平台的上表面呈阶梯状，支撑平台用来搁置方扁钢，操作人员手持方扁钢一端可以更省力，阶梯状的上表面也与不同尺寸的滚压体相匹配，使方扁钢在各个轧头区加工时均能尽量地与水平面相平行，获得更好的轧头效果。

综上，本发明具有可适用于各种规格方扁钢的轧头、整个轧头过程操作难度小，大大降低操作人员的工作强度、方扁钢轧头的合格率得到提升、方扁钢轧头的效率得到提高的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是轧头辊的结构示意图；

图3是滚压体的横截面形状示意图；

图4是滚压体的横截面添加辅助线和辅助点后的示意图；

图5是方扁钢插入入模区时的状态示意图；

图6是方扁钢首次与滚压体接触时的状态示意图；

图7是方扁钢在有效轧头区滚压的中间过程状态示意图；

图8是方扁钢即将脱离轧头区时的状态示意图；

图9是支撑平台的结构示意图；

图10是一种由本发明轧头后的方扁钢头部。

附图中的标记为：1-机座，2-轧头辊，3-滚压体，4-轧头区，5-驱动装置，6-同步齿轮，7-支撑平台，41-有效轧头区，42-入模区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种冷拉方扁钢的轧头装置，结构如图1和图2所示，包括机座1，机座1上设有一对上下并排设置并作反向转动的轧头辊2，每个轧头辊2由同轴布置、从大到小排列的若干个滚压体3组成，滚压体3整体呈柱状，且在柱体表面沿轴向设有与轴线平行布置的弦切面，也即滚压体3的横截面形状为一条直线和一条曲线构成的封闭图形(如图3所示)，为了更具体地体现滚压体3的横截面形状，现在图3的基础上添加若干辅助线与辅助点，形成如图4所示的图形，其中a为旋转中心，b、c分别为原直线段的两端点，ac＞bc，n为原曲线段图形，m为以a为圆心，ac为半径作的辅助圆，ad⊥bc。

从图4中可明显地看到，d点明显不是bc的中点，曲线n从b点至c点顺时针向曲线的曲率逐渐减小，曲线上的点与旋转中心a之间的距离逐渐增大，使得方扁钢轧头部位产生一定的锥度，保证了方扁钢不会出现局部尺寸突变的现象。

一对轧头辊2配合后，等尺寸的上下两个滚压体3，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间形成轧头区4，且随着一对轧头辊2的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处位于曲面上所构成的轧头区4为有效轧头区41，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处位于弦切面上所构成的轧头区4为入模区42；任意一个有效轧头区41随着一对轧头辊2的反向同步旋转，下部滚压体最高处与上部滚压体最低处之间的距离逐渐增大或减小。

图4中直线段bc的两端与旋转中心a形成的∠bac大小在40°-75°之间，本发明中优选为66°，使得有效轧头区41在总轧头区4中达到较高的占比，满足工件对加工长度的要求，提高加工效率。

本实施例以图5-图8方扁钢轧头状态示意图为例，对整个轧头过程进行分析，如图5所示，当上下两个滚压体3的弦切面所在位置相对时，方扁钢插入两个滚压体3之间，尤其当上下滚压体3的弦切面相平行时，入模空间达到最大，方扁钢可以轻松插入两个滚压体3之间，操作人员的操作难度小，随着一对轧头辊2的反向同步旋转，至图6时，方扁钢首次与滚压体3发生接触，随即开始滚压轧头的加工，方扁钢在两轧头辊2摩擦力作用下向外脱离，并受滚压力逐渐缩小尺寸，图7为方扁钢在有效轧头区41滚压的中间过程状态示意图，可见方扁钢头部已经部分成型，成型部位具有一定的锥度，图8为方扁钢即将脱离轧头区4时的状态示意图，一次轧头工作完成，轧头过程中方扁钢的头部会被一定程度地拉伸。

本发明一次扎头带给方扁钢端部的尺寸缩小有限，在一次轧头工作完成后，会选择1-2个尺寸更小的轧头区4连续轧头加工，由于本发明轧头辊2在轴向对方扁钢无限制，虽然轧头过程中方扁钢的头部会被一定程度地拉伸，但在宽度方向上也会略微膨胀，因此本发明轧头的最后一步是将上述轧头后的方扁钢90°转向后选择合适的轧头区4进行最后一次轧头加工，使方扁钢头部全方位缩小，且具有一定的锥度，理想状态下会获得如图10所示的方扁钢头部。

各个滚压体3的长度与其尺寸大小呈负相关关系，本实施例中，滚压体3尺寸越大其宽度就越窄，合理利用轧头辊2上的空间；一对上下并排设置的轧头辊2中，下方的轧头辊2连接有驱动装置5，驱动装置5包括了驱动电机、减速机和一些连接部件等，为整个装置提供动力，两个轧头辊2之间经同步齿轮6连接，满足一对轧头辊2反向同步旋转的要求；机座1的一侧设有支撑平台7，用来搁置方扁钢，降低操作人员工作强度，支撑平台7的上表面呈阶梯状，如图9所示，呈阶梯状的上表面与下部轧头辊2上沿轴向逐步缩小的滚压体3尺寸相配合，使方扁钢在各个轧头区4加工时，在支撑平台7上搁置后均能尽量地与水平面相平行，获得更好的轧头效果。