CN110369652A - 一种环轧芯辊结构及其用于内凸台的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环轧芯辊结构及其用于内凸台的生产工艺，芯辊整体呈三段式分体结构，从上至下依次为上芯模套筒、保护环和下芯模套筒；保护环通过中部芯棒的支撑嵌装于上芯模套筒和下芯模套筒之间，芯棒两端分别伸入上芯模套筒和下芯模套筒内部并通过螺纹固接；保护环与芯棒之间间隙配合；保护环轴向由上芯模套筒和下芯模套筒限位，且其径向相对于上芯模套筒和下芯模套筒缩进，使得芯辊在保护环的位置呈现凹槽结构；本发明通过调整芯棒旋入上芯模套筒和下芯模套筒内的长度，配装不同尺寸保护环，形成凹槽尺寸不同的芯辊，从而形成内凸台尺寸不同的环形件，装配使用便捷，经济性好，精度高，大大提高了带有内凸台的环形件的成型效率。

Description

一种环轧芯辊结构及其用于内凸台的生产工艺

技术领域

本发明涉及环材生产方法技术领域，尤其是一种环轧芯辊结构及其用于内凸台的生产工艺。

背景技术

环轧工艺是一种塑性加工工艺，也是一种先进的增量成形工艺。径-轴向环轧不仅能获得较高的环件端面质量，更能使材料产生径向和轴向两个方向的充分变形，以获得具有更优良微观组织的高性能环件，尤其适用于对变形历史和热力学参数敏感的难变形材料的成形制造，已成为大型无纵缝筒形件的首选加工工艺。

筒形件常存在环向内肋骨结构，该结构可以提高筒形结构件的强度和质量。现有技术中，内肋骨的成型以及其与筒体的安装有三种方式：

1、工装+角焊方式：筒体与内肋骨结构分别制造，采用焊接工艺配合工装将两者装配起来，通常采用角焊接方式；

2、工装+对焊方式：筒体成型时先预置凸台，内肋骨单独制造，再采用焊接工艺将两者装配起来，通常采用对焊方式；

3、直接采用车床等机加工方式加工出筒体内的内肋骨结构。

对于大直径筒形件，工装+角焊的加工方式对装配提出了极高的要求，且精度难以保证；机加工精度较高，但费时费料会造成巨大的浪费，并且当内肋骨结构较复杂时难以整体加工成型；工装+对焊的加工方式，既可以保证装配高精度和低难度，也可以保证生产效率并节省材料，因而对于大直径带内肋骨结构的筒形件，工装+对焊是最佳的加工方式。

轧制生产时，在芯辊上加工对应的凹槽特征以获得筒形件内壁上凸台形状的内肋骨结构。不同环形件的内肋骨结构并不是固定的，且其相对于环形件在高度方向上的位置与环轧机在高度方向上的加工能力及筒形结构的肋距有关；这就需要带有不同凹槽特征的芯辊来匹配生产，芯辊数量多，灵活性不足，生产效率低下。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的可变内凸台位置的环轧生产工艺，从而能根据肋位结构快速地更换与其相对应的芯辊机构，大大提高了生产效率、提高了芯辊适用性和利用率，且灵活性好，适用范围广。

本发明所采用的技术方案如下：

一种环轧芯辊结构，包括芯辊，其整体呈三段式分体结构，从上至下依次为上芯模套筒、保护环和下芯模套筒；所述保护环通过芯棒的支撑嵌装于上芯模套筒和下芯模套筒之间，芯棒两端分别伸入上芯模套筒和下芯模套筒内部并固接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述上芯模套筒和下芯模套筒结构相同，且对称布置，均一端端头中心向外延伸有凸起，另一端端头中心开有螺纹孔，所述螺纹孔内安装芯棒。

所述上芯模套筒端头的凸起通过紧固件与环轧机驱动单元相连。

所述保护环套装于芯棒外圆周面，保护环的内壁面与芯棒外圆周面之间为间隙配合；所述保护环轴向由上芯模套筒和下芯模套筒限位。

所述保护环的径向相对于上芯模套筒和下芯模套筒缩进，使得芯辊在保护环的位置呈现凹槽结构。

所述芯棒的棒体表面为全螺纹结构。

一种利用所述的环轧芯辊结构用于内凸台的生产工艺，包括环轧机，其上安装有主辊，主辊侧边对称安装有两根导向辊，导向辊与主辊轴线平行；还包括位于主辊旁边上下间隔设置的两个锥辊；主辊和锥辊分别与动力装置连接；

具体操作步骤如下：

第一步：准备保护环，根据环形件的内凸台尺寸加工保护环；

第二步：将上芯模套筒端部的凸起通过紧固件装入环轧机驱动单元，将芯棒一端旋至上芯模套筒端部的螺纹孔中，将保护环套装至芯棒上，将下芯模套筒通过螺纹孔旋至芯棒的另一端，从而保护环固定于上芯模套筒与下芯模套筒之间，芯辊组装完成；

第三步：准备一环形件，将环形件装至环轧机上，芯辊位于环形件内部，芯辊与环形件的轴线平行；

第四步：启动环轧机，动力装置带动主辊旋转，主辊通过摩擦力带动环形件转动，两个导向辊同时与环形件接触并对其水平方向定心，位于环形件上下两端的两个锥辊同步旋转，并沿轴向进给将环形件轴向定位；芯辊朝着主辊的方向作径向直线进给并施力于环形件内壁；

第五步：环形件转动的同时受到芯辊的作用力，环形件壁厚减小，与保护环对应的环形件内壁呈现环状凸出，并最终形成内凸台。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过调整芯棒旋入上芯模套筒和下芯模套筒内的长度，适用于不同尺寸的保护环，进而形成凹槽位置及尺寸不同的芯辊，从而满足于形成内凸台位置和尺寸不固定的环形件，该嵌套式芯辊结构简单，可重复使用，灵活性好，且装配使用便捷，经济性好，精度高，大大提高了带有内凸台的环形件的成形效率。

本发明还包括如下优点：

保护环位于上、下芯模套筒之间，保护环套装于芯棒外圆周上，保护环起到了保护芯棒外螺纹的作用；

本发明中芯辊使用灵活，对于不同形状内凸台的环形件，只需简单替换保护环即可；对于形状相同但轴向位置不同的内凸台，同一个保护环即可实现。

附图说明

图1为本发明环轧机加工状态示意图。

图2为本发明芯辊的结构示意图。

图3为本发明上芯模套筒的结构示意图。

图4为本发明芯辊与环形件在加工时的示意图。

其中：1、上芯模套筒；11、凸起；12、螺纹孔；2、芯棒；3、保护环；4、下芯模套筒；5、环形件；51、内凸台；6、锥辊；7、芯辊；8、导向辊；9、主辊。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，本实施例的一种环轧芯辊结构，包括芯辊7，其整体呈三段式分体结构，从上至下依次为上芯模套筒1、保护环3和下芯模套筒4；保护环3通过芯棒2的支撑嵌装于上芯模套筒1和下芯模套筒4之间，芯棒2两端分别伸入上芯模套筒1和下芯模套筒4内部并固接，。

如图3所示，上芯模套筒1和下芯模套筒4结构相同，且对称布置，均一端端头中心向外延伸有凸起11，另一端端头中心开有螺纹孔12，螺纹孔12内安装芯棒2。

上芯模套筒1端头的凸起11通过紧固件与环轧机驱动单元相连。

保护环3套装于芯棒2外圆周面，保护环3的内壁面与芯棒2外圆面之间为间隙配合，保护环3起到了保护芯棒2外螺纹的作用；；保护环3轴向由上芯模套筒1和下芯模套筒4限位。

保护环3的径向相对于上芯模套筒1和下芯模套筒4缩进，使得芯辊7在保护环3的位置呈现凹槽结构。

通过调整芯棒2旋入上芯模套筒1和下芯模套筒4内的长度，适用于不同尺寸的保护环3，进而形成凹槽位置及尺寸不同的芯辊7，从而满足于形成内凸台51位置和尺寸不固定的环形件5。

芯棒2的棒体表面为全螺纹结构。

本实施例的一种环轧芯辊结构用于内凸台的生产工艺，包括环轧机，其上安装有主辊9，主辊9侧边对称安装有两根导向辊8，导向辊8与主辊9轴线平行；还包括位于主辊9旁边上下间隔设置的两个锥辊6；主辊9和锥辊6分别与动力装置连接，如图1所示；

具体操作步骤如下：

第一步：准备保护环3，根据环形件5的内凸台51尺寸加工保护环3；

第二步：将上芯模套筒1端部的凸起11通过紧固件装入环轧机驱动单元，将芯棒2一端旋至上芯模套筒1端部的螺纹孔12中，将保护环3套装至芯棒2上，将下芯模套筒4通过螺纹孔12旋至芯棒2的另一端，从而保护环3固定于上芯模套筒1与下芯模套筒4之间，芯辊7组装完成；

第三步：准备一环形件5，将环形件5装至环轧机上，芯辊7位于环形件5内部，芯辊7与环形件5的轴线平行；

第四步：启动环轧机，动力装置带动主辊9旋转，主辊9通过摩擦力带动环形件5转动，两侧的导向辊8同时与环形件5接触，并对对环形件5起到稳定和定心归圆的作用；位于环形件5上下两端的两个锥辊6同步旋转，并沿轴向进给将环形件5轴向定位；芯辊7朝着主辊9的方向作径向直线进给并施力于环形件5内壁；

第五步：环形件5转动的同时受到芯辊7的作用力，环形件5壁厚减小，与保护环3对应的环形件5内壁呈现环状凸出，并最终形成内凸台51，如图4所示。

本发明适用于不同凸台尺寸的环形件的成型，成型效果好，灵活性高，大大提高了带凸台环形件的成型效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种环轧芯辊结构，其特征在于：包括芯辊(7)，其整体呈三段式分体结构，从上至下依次为上芯模套筒(1)、保护环(3)和下芯模套筒(4)；所述保护环(3)通过芯棒(2)的支撑嵌装于上芯模套筒(1)和下芯模套筒(4)之间，芯棒(2)两端分别伸入上芯模套筒(1)和下芯模套筒(4)内部并固接。

2.如权利要求1所述的一种环轧芯辊结构，其特征在于：所述上芯模套筒(1)和下芯模套筒(4)结构相同，且对称布置，均一端端头中心向外延伸有凸起(11)，另一端端头中心开有螺纹孔(12)，所述螺纹孔(12)内安装芯棒(2)。

3.如权利要求2所述的一种环轧芯辊结构，其特征在于：所述上芯模套筒(1)端头的凸起(11)通过紧固件与环轧机驱动单元相连。

4.如权利要求1所述的一种环轧芯辊结构，其特征在于：所述保护环(3)套装于芯棒(2)外圆周面，保护环(3)的内壁面与芯棒(2)外圆周面之间为间隙配合；所述保护环(3)轴向由上芯模套筒(1)和下芯模套筒(4)限位。

5.如权利要求1所述的一种环轧芯辊结构，其特征在于：所述保护环(3)的径向相对于上芯模套筒(1)和下芯模套筒(4)缩进，使得芯辊(7)在保护环(3)的位置呈现凹槽结构。

6.如权利要求1所述的一种环轧芯辊结构，其特征在于：所述芯棒(2)的棒体表面为全螺纹结构。

7.一种利用权利要求1所述的环轧芯辊结构用于内凸台的生产工艺，其特征在于：包括环轧机，其上安装有主辊(9)，主辊(9)侧边对称安装有两根导向辊(8)，导向辊(8)与主辊(9)轴线平行；还包括位于主辊(9)旁边上下间隔设置的两个锥辊(6)；主辊(9)和锥辊(6)分别与动力装置连接；

具体操作步骤如下：

第一步：准备保护环(3)，根据环形件(5)的内凸台(51)尺寸加工保护环(3)；

第二步：将上芯模套筒(1)端部的凸起(11)通过紧固件装入环轧机驱动单元，将芯棒(2)一端旋至上芯模套筒(1)端部的螺纹孔(12)中，将保护环(3)套装至芯棒(2)上，将下芯模套筒(4)通过螺纹孔(12)旋至芯棒(2)的另一端，从而保护环(3)固定于上芯模套筒(1)与下芯模套筒(4)之间，芯辊(7)组装完成；

第三步：准备一环形件(5)，将环形件(5)装至环轧机上，芯辊(7)位于环形件(5)内部，芯辊(7)与环形件(5)的轴线平行；

第四步：启动环轧机，动力装置带动主辊(9)旋转，主辊(9)通过摩擦力带动环形件(5)转动，两个导向辊(8)同时与环形件(5)接触并对其水平方向定心，位于环形件(5)上下两端的两个锥辊(6)同步旋转，并沿轴向进给将环形件(5)轴向定位；芯辊(7)朝着主辊(9)的方向作径向直线进给并施力于环形件(5)内壁；

第五步：环形件(5)转动的同时受到芯辊(7)的作用力，环形件(5)壁厚减小，与保护环(3)对应的环形件(5)内壁呈现环状凸出，并最终形成内凸台(51)。