CN108262360A - 一种环形孔型轧空心型材制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于型材加工技术领域，具体涉及一种环形孔型轧空心型材制备装置；该装置包括：芯棒卡盘，夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置，轧机驱动机构以及芯棒；将铜管套进芯棒，芯棒由左端由夹紧及推进装置夹紧，并由夹紧及推进装置控制向右送进量，在型轧过程中，旋转装置周期性的以90度旋转量驱动铜管单向旋转，型轧辊轮装置对送入的铜管外表面进行型轧，轧机驱动机构驱动型轧辊轮装置沿铜管轴向进行往复型轧；铜管在夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置的往复交替作用下进行型轧；芯棒左端通过芯棒卡盘固定；本发明能够制备出更大截面、非等壁、大支重、超长的空心型材，并且型材壁厚均匀，内孔圆整，尺寸精确。

Description

一种环形孔型轧空心型材制备装置
技术领域
本发明属于型材加工技术领域，具体涉及一种环形孔型轧空心型材制备装置。
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。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种环形孔型轧空心型材制备装置，解决现有技术中存在的无法实现空心型材的制备以及型材加工长度受限等问题。
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环形孔型轧空心型材制备装置，该装置包括：芯棒卡盘，夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置，轧机驱动机构以及芯棒；
将铜管套进芯棒，芯棒由左端由夹紧及推进装置夹紧，并由夹紧及推进装置控制向右送进量，在型轧过程中，旋转装置周期性的以90度旋转量驱动铜管单向旋转，型轧辊轮装置对送入的铜管外表面进行型轧，轧机驱动机构驱动型轧辊轮装置沿铜管轴向进行往复型轧；
铜管在夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置的往复交替作用下进行型轧；芯棒左端通过芯棒卡盘固定。
进一步，所述夹紧及推进装置包括蜗杆，夹紧装置，第一齿轮导轨，齿轮以及第一电动机；夹紧装置夹紧套进芯棒的铜管，第一电动机驱动齿轮旋转，齿轮啮合蜗杆，驱动蜗杆向右运动，蜗杆与设置在夹紧装置前后两侧的第一齿轮导轨啮合，驱动夹紧装置向右送料。
进一步，所述旋转装置包括第一齿轮副，单向旋转装置，连杆装置，第二电动机以及第二齿轮副；第二电动机驱动第二齿轮副旋转，第二齿轮副通过连杆装置拨动单向旋转装置以90度旋转量旋转，单向旋转装置通过第一齿轮副驱动套进芯棒的铜管以90度的旋转量旋转。
进一步，所述型轧辊轮装置包括型轧辊轮组，第二齿轮导轨，惯性机架，嵌合连接符，机床以及导轨；型轧辊轮组包括2个，上下设置形成型槽，将套进芯棒的铜管卡进型轧辊轮组的型槽，机床后侧设置第二齿轮导轨，第二齿轮导轨与型轧辊轮组后侧配合，惯性机架通过嵌合连接符驱动型轧辊轮组沿铜管轴向做往复运动，使铜管在型轧辊轮组的压合力作用下逐渐均匀变形。
进一步，所述轧机驱动机构包括连杆，首端齿轮装置以及首端电动机；首端电动机通过首端齿轮装置驱动连杆摇摆运动；连杆驱动惯性机架在导轨内沿铜管轴向做往复运动。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明一种环形孔型轧空心型材制备装置，能够制备出更大截面、非等壁、大支重、超长的空心型材，并且型材壁厚均匀，内孔圆整，尺寸精确。
本发明一种环形孔型轧空心型材制备装置，不仅可在外方内圆空心型材上达到理想效果，而且可以在所有中心对称的异形金属材料加工(包括内外径形状相同或相异的金属材料)实现了一台机器上的完整型轧，在大变形量的精准加工下，极大的拓展了成品型材的支重、长度，缩短了加工工序与周期，极大提高了成才率，降低了能源消耗(减少回复退火的次数)，优化提升了成品材料的组织性能。
本发明一种环形孔型轧空心型材制备装置，能够在环形孔上型轧制备截面形状相异、非等壁、超长空心型材。
附图说明
图1为本发明一种环形孔型轧空心型材制备装置示意图；
图2为本发明实施例芯棒与型轧辊轮孔型各区对应下的变化示意图；
图中：1-芯棒卡盘，2-蜗杆，3-夹紧装置，4-第一齿轮导轨，5-齿轮，6-第一电动机，7-第一齿轮副，8-单向旋转装置，9-连杆装置，10-第二电动机，11-第二齿轮副，12-型轧辊轮组，13-第二齿轮导轨，14-惯性机架，15-嵌合连接符，16-机床，17-导轨，18-连杆，19-首端齿轮装置，20-传送带，21-首端电动机，22-芯棒，23-铜管。
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环形孔型轧空心型材制备装置，作详细说明。
如图1和图2所示，本发明一种环形孔型轧空心型材制备装置，该装置包括：芯棒卡盘1，夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置，轧机驱动机构以及芯棒22；
将铜管23套进芯棒22，芯棒22由左端由夹紧及推进装置夹紧，并由夹紧及推进装置控制向右送进量，在型轧过程中，旋转装置周期性的以90度旋转量驱动铜管23单向旋转，型轧铜管23的不同外表面，型轧辊轮工作装置对送入的铜管23外表面进行型轧，轧机驱动机构驱动型轧辊轮装置沿铜管23轴向进行往复型轧；
铜管23在夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置的往复交替作用下进行型轧；
芯棒22左端通过芯棒卡盘1固定。
所述夹紧及推进装置包括蜗杆2，夹紧装置3，第一齿轮导轨4，齿轮5以及第一电动机6；夹紧装置3夹紧套进芯棒22的铜管23，第一电动机6驱动齿轮5旋转，齿轮5啮合蜗杆2，驱动蜗杆2向右运动，蜗杆2与设置在夹紧装置3前后两侧的第一齿轮导轨4啮合，驱动夹紧装置3向右送料；
所述旋转装置包括第一齿轮副7，单向旋转装置8，连杆装置9，第二电动机10以及第二齿轮副11；第二电动机10驱动第二齿轮副11旋转，第二齿轮副11通过连杆装置9拨动单向旋转装置8以90度旋转量旋转，单向旋转装置8通过第一齿轮副7驱动套进芯棒22的铜管23以90度的旋转量旋转；
所述型轧辊轮装置包括型轧辊轮组12，第二齿轮导轨13，惯性机架14，嵌合连接符15，机床16以及导轨17；型轧辊轮组12包括2个，将套进芯棒22的铜管23卡进型轧辊轮组12的型槽，机床16后侧设置第二齿轮导轨13，第二齿轮导轨13与型轧辊轮组12后侧配合，惯性机架14通过嵌合连接符15驱动型轧辊轮组12沿铜管23轴向做往复运动，使铜管23在型轧辊轮组12的压合力作用下逐渐均匀变形；
所述轧机驱动机构包括连杆18，首端齿轮装置19以及首端电动机21；首端电动机21通过首端齿轮装置19驱动连杆18摇摆运动；连杆18驱动惯性机架14在导轨17内沿铜管23轴向做往复运动。
图2给出了铜管23与型轧辊轮组12型槽各区对应下的变化示意图。图中，lt为铜管23总长度，l0为未变形区铜管长度及形状，lb为变形区域铜管长度及形状，le为矫正区通过长度及形状，lc为型轧辊轮组型槽使铜管发生变形的行程长度。
下面以外方内圆铜管边长为35、孔径为15、单支长度为35米以上的型材盘管为具体实施案例对本发明技术的实施步骤和有益效果进行说明。
如图2所示，例如，当芯棒总长是14.5m，其中有效工作的芯棒长度为550，lt为550，芯棒延长度方向是带不同的锥度和直线形区段。其中l0为50，其直径尺寸小于管坯内孔尺寸它对应的辊轮孔型是第1个至第2个孔型前端。lb为350是变形区域长度，他对应的辊轮孔型是第2个孔型的后端至第7个孔型，其直径从le为150是矫正(均整)区域长度，它对应的是第7孔型至矫正行程区。它的直径为铜管在型轧过程中辊轮和芯棒的压力作用使铜管内孔从形变至

Claims (5)

1.一种环形孔型轧空心型材制备装置，其特征在于，该装置包括：芯棒卡盘，夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置，轧机驱动机构以及芯棒；
将铜管套进芯棒，芯棒由左端由夹紧及推进装置夹紧，并由夹紧及推进装置控制向右送进量，在型轧过程中，旋转装置周期性的以90度旋转量驱动铜管单向旋转，型轧辊轮装置对送入的铜管外表面进行型轧，轧机驱动机构驱动型轧辊轮装置沿铜管轴向进行往复型轧；
铜管在夹紧及推进装置，旋转装置，型轧辊轮装置的往复交替作用下进行型轧；芯棒左端通过芯棒卡盘固定。
2.根据权利要求1所述的一种环形孔型轧空心型材制备装置，其特征在于，所述夹紧及推进装置包括蜗杆，夹紧装置，第一齿轮导轨，齿轮以及第一电动机；夹紧装置夹紧套进芯棒的铜管，第一电动机驱动齿轮旋转，齿轮啮合蜗杆，驱动蜗杆向右运动，蜗杆与设置在夹紧装置前后两侧的第一齿轮导轨啮合，驱动夹紧装置向右送料。
3.根据权利要求2所述的一种环形孔型轧空心型材制备装置，其特征在于，所述旋转装置包括第一齿轮副，单向旋转装置，连杆装置，第二电动机以及第二齿轮副；第二电动机驱动第二齿轮副旋转，第二齿轮副通过连杆装置拨动单向旋转装置以90度旋转量旋转，单向旋转装置通过第一齿轮副驱动套进芯棒的铜管以90度的旋转量旋转。
4.根据权利要求3所述的一种环形孔型轧空心型材制备装置，其特征在于，所述型轧辊轮装置包括型轧辊轮组，第二齿轮导轨，惯性机架，嵌合连接符，机床以及导轨；型轧辊轮组包括2个，上下设置形成型槽，将套进芯棒的铜管卡进型轧辊轮组的型槽，机床后侧设置第二齿轮导轨，第二齿轮导轨与型轧辊轮组后侧配合，惯性机架通过嵌合连接符驱动型轧辊轮组沿铜管轴向做往复运动，使铜管在型轧辊轮组的压合力作用下逐渐均匀变形。
5.根据权利要求4所述的一种环形孔型轧空心型材制备装置，其特征在于，所述轧机驱动机构包括连杆，首端齿轮装置以及首端电动机；首端电动机通过首端齿轮装置驱动连杆摇摆运动；连杆驱动惯性机架在导轨内沿铜管轴向做往复运动。
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