专利名称：一种三辊减径机轧辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三辊减径机轧辊，具体地说是一种具有椭圆孔型的三辊减径机轧辊。
现有技术中的三棍减径机轧辊，其孔型无论是椭圆孔型还是圆孔型，由于辊缝位置处孔型侧壁斜角小，辊缝处孔型曲线无法平滑过渡，造成生产出的管子内孔呈六方形、内壁起皱褶或在辊缝处外表面出现青线等内外表面缺陷，而且轧辊磨损率高。中国专利CN96120417.6公开了《一种三辊张力减径机轧辊加工方法》，在刀具距离Ew与刀具旋转角θ之间建立数控关系Ew＝(Ewmax-EH)×f(θ)+EH，其中f(θ)为以刀具旋转角θ为变量在120°范围内变化的周期函数，EH为刀具调整量，Ewmax为最大刀具距离，使得轧辊孔型在辊缝处为半径等于孔型长半轴的近似圆弧，辊缝处孔型侧壁斜角增大，管子质量和轧辊使用寿命均有所提高。但由于该方法加工出的孔型在辊缝处其孔型侧壁斜角小于90°，即辊缝处孔型曲线没有实现真正的平滑过渡，生产出的管子仍存在内外表面缺陷。
本实用新型的目的在于提供一种三辊减径机轧辊，其孔型在辊缝处的孔型侧壁斜角为90°，以进一步提高管子的尺寸精度和轧辊的使用寿命。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种三辊减径机轧辊，孔型具有工艺给定的椭圆孔型参数，包括孔型长半轴、短半轴及轧辊理论直径。在辊缝位置相对孔型中心圆心角θ0＝5°-35°范围内，孔型曲线是以辊缝与孔型中心连线上的一点为圆心，以R0＝0.5-1.2a为半径的圆弧，a为孔型长半轴。其余部分孔型曲线为与辊缝位置圆弧光滑连接的、以孔型顶点与孔型中心连线为对称轴、在孔型顶点位置其切线垂直于孔型顶点与孔型中心连线的光滑曲线。
辊缝位置圆弧以外的孔型曲线可以是一段或数段相内切的圆弧，也可以是三角函数曲线、多次方曲线或复合曲线。
辊缝位置相对孔型中心圆心角θ0＝5°-35°范围内，孔型曲线是以孔型中心为圆心，以R0＝a为半径的圆弧，其余部分孔型曲线形状由下列函数给定Rθ=a+b2+a-b2×sin(3ππ-3θ0θ+3π2-3π22π-6θ0)---(1)]]>式中Rθ为孔型半径，即孔型曲线上一点到孔型中心的距离；θ为孔型旋转角，即孔型半径R与X轴之间的夹角；a、b分别为孔型的长半轴和短半轴。
轧辊采用r＝1-2mm的圆弧对辊缝进行倒角，以防止轧辊辊缝位置的尖角在轧制过程中划伤管子表面，而使管子产生外表面缺陷。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详述。
图1为本实用新型三辊减径机轧辊的孔型曲线图。
图2为本实用新型三辊减径机轧辊具体实施例的孔型曲线图。
图3为本实用新型三辊减径机轧辊另一具体实施例的孔型曲线图。
由于三辊减径机孔型每个轧辊上的孔型曲线都是相同的，
图1～图3中均只画出了处于30°～150°位置上的一个轧辊的孔型曲线。
本实用新型三辊减径机轧辊，其孔型具有工艺给定的孔型长半轴a、短半轴b及轧辊理论直径Dr等椭圆孔型参数。孔型曲线的构成如
图1所示，在辊缝位置相对孔型中心圆心角θ0＝5°-35°范围内，孔型曲线是以辊缝与孔型中心连线上的一点为圆心，以R0＝0.5-1.2a为半径的圆弧；其余部分孔型曲线为与辊缝位置圆弧光滑连接的、以孔型顶点与孔型中心连线为对称轴、在孔型顶点位置其切线垂直于孔型顶点与孔型中心连线的光滑曲线，该光滑曲线可以是一段或数段相内切的圆弧，也可以是三角函数曲线、多次方曲线或复合曲线。在辊缝位置处孔型侧壁斜角为90°，真正实现了孔型在辊缝处圆弧过渡；并且可采用r＝1-2mm的圆弧对轧辊辊缝进行倒角，以防止辊缝位置的尖角在轧制过程中划伤管子表面。而辊缝位置圆弧以外的孔型曲线可通过选择采用一段或数段相内切的圆弧、三角函数曲线、多次方曲线或复合曲线，改变孔型曲线及各段曲线的连接关系，对孔型曲线进行优化，使变形量沿孔槽合理分布。
图2所示的孔型曲线由三段相内切的圆弧组成。辊缝位置R0＝a，对应的圆心角θ0＝8.6°；孔型顶点及两侧对应的圆心角θ2＝30°范围内为R2＝1.35b的圆弧；中间过渡圆弧R1＝0.8b，其孔型中心所对应的圆心角θ1＝21.4°，各圆弧的曲线方程从略。
图3所示的孔型曲线由圆弧和多次方曲线组成。辊缝位置R0＝a，对应的圆心角θ0＝15°；孔型其余部分曲线由下面的三次方程决定Y=-6a2X3+42aX2+b]]>式中X、Y为以孔型中心为圆点的直角坐标系中孔型曲线坐标。或由下列三角函数曲线决定Rθ=a+b2+a-b2×sin(3ππ-3θ0θ+3π2-3π22π-6θ0)]]>式中Rθ为孔型半径，即孔型曲线上一点到孔型中心的距离；θ为孔型旋转角，即孔型半径R与X轴之间的夹角。
下面以轧辊理论直径Dr＝330mm，孔型长半轴a＝67.99mm，短半轴b＝63.51mm的孔型的三辊减径机轧辊为例，介绍本实用新型的最佳实施例。
如图3所示，孔型曲线由圆弧和三角函数曲线组成。辊缝位置θ＝30°～45°即其所对应的圆心角θ0＝15°范围内，孔型曲线R0＝a＝67.99mm；其余部分孔型曲线形状由下列三角函数给定Rθ=a+b2+a-b2×sin(3ππ-3θ0θ+3π2-3π22π-6θ0)---(1)]]>已给定θ0＝15°，式(1)可简化为Rθ＝(a+b)/2+(a-b)/2×sin(4×θ-90°)(1a)将a＝67.99mm，b＝63.51mm代入式(1a)，可得到与孔型旋转角θ对应的各点的孔型半径Rθ。由于孔型曲线是以孔型顶点至孔型中心连线为对称轴的对称曲线，因此，只需考虑θ＝30°～90°，也即图3中所示孔型曲线由θ＝30°辊缝位置至θ＝90°孔型顶点位置范围内孔型转角θ和相对应的孔型半径R值，即可获得整个孔型曲线。θ＝30°～45°时，R＝R0；θ＝45°～90°时，R＝Rθ。孔型转角θ相对应的各个孔型半径R、及在以孔型中心为圆点的直角坐标系中孔型曲线各点对应的坐标值见附表。在孔型确定以后，轧辊采用r＝1.5mm的圆弧对辊缝进行倒角，以防止管子外表面被划伤。
本实用新型三辊减径机轧辊与现有技术相比所具有的优点在于孔型辊缝处的侧壁斜角为90°，辊缝处孔型曲线真正实现了平滑过渡，而且在孔型辊缝位置一定范围内曲线为一段圆弧，从而消除了张力对管子周向变形均匀性的影响，进一步提高了管子的尺寸精度。孔型曲线沿孔槽合理分布，减径过程中变形区的应力分布均匀，轧辊磨损均匀，使用寿命得到提高。由于采用该轧辊孔型轧制的管子其周向变形非常均匀，几乎不引起内六方，而且均为正宽展轧制，因此无论是厚壁管还是薄壁管都可以用该孔型轧制，可由一套孔型取代现有三辊减径机的四套孔型附表
权利要求1.一种三辊减径机轧辊，孔型具有工艺给定的椭圆孔型参数，包括孔型长半轴、短半轴及轧辊理论直径，其特征在于在辊缝位置相对孔型中心圆心角θ0＝5°-35°范围内，孔型曲线是以辊缝与孔型中心连线上的一点为圆心，以R0＝0.5-1.2a为半径的圆弧，a为孔型长半轴；其余部分孔型曲线为与辊缝位置圆弧光滑连接的、以孔型顶点与孔型中心连线为对称轴、在孔型顶点位置其切线垂直于孔型顶点与孔型中心连线的光滑曲线。
2.根据权利要求1所述的三辊减径机轧辊，其特征在于所述孔型辊缝位置圆弧以外的孔型曲线可以是一段或数段相内切的圆弧，也可以是三角函数曲线、多次方曲线或复合曲线。
3.根据权利要求2所述的三辊减径机轧辊，其特征在于所述孔型辊缝位置相对孔型中心圆心角θ0＝5°-35°范围内，孔型曲线是以孔型中心为圆心，以R0＝a为半径的圆弧，其余部分孔型曲线形状由下列函数给定Rθ=a+b2+a-b2×sin(3ππ-3θ0θ+3π2-3π22π-6θ0)----(1)]]>式中Rθ为孔型半径，即孔型曲线上一点到孔型中心的距离；θ为孔型旋转角，即孔型半径R与X轴之间的夹角；a、b分别为孔型的长半轴和短半轴。
4.根据权利要求1、2或3所述的三辊减径机轧辊，其特征在于所述轧辊采用r＝1-2mm的圆弧对辊缝进行倒角。
专利摘要一种三辊减径机轧辊,其孔型采用工艺给定的椭圆孔型参数,在辊缝位置相对孔型中心圆心角θ
文档编号B21B27/02GK2356765SQ98252199
公开日2000年1月5日 申请日期1998年12月30日 优先权日1998年12月30日
发明者潘克云 申请人:宝山钢铁(集团)公司