CN116274382A - 一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法，涉及模具技术领域，包括：模具主体，模具主体包括一一体成型的弧形板和设置在弧形板的外表面上的楔形型腔；撑开机构，撑开机构包括支撑杆、螺栓和撑开板，撑开板的周向的两端分别与两个滑槽滑动配合；螺栓的螺杆与撑开板螺纹连接。安装结构：包括挡圈、压环和定位键。安装方法：S1：在轧辊的一端安装挡圈；S2：使得模具主体中弧形板的内径扩大；S3：将整体式楔横轧模具套在轧辊上；S4：使得模具主体中弧形板的内径缩小；S5：安装压环。本发明中的楔横轧模具为整体式的，能够提高轧制过程的稳定性和轧制产品的质量。

Description

一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法

技术领域

本发明涉及模具技术领域，特别是涉及一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法。

背景技术

楔横轧是一种在装有楔形模具的轧辊的设备(即楔横轧机)上，用横轧方法生产变截面阶梯状轴类制品或毛坯的金属塑性加工工艺。现有楔横轧机分为两种，一种为板式楔横轧机(其模具为两块相对移动的平板)，另一种是辊式楔横轧机。辊式楔横轧机由两个固定设置有楔形型腔模具的轧辊，沿着楔前进的方向同向旋转，逐渐将坯料轧制成变截面回转体。

根据楔横轧工艺的特点，楔横轧模具需要使用的圆周角度一般大于180度，小于340度(以留出模具尾端轧制成形后工件出模的空间)。

现有的楔横轧机上的楔横轧模具通常是由多个模块拼接而成，每个模块通过螺栓安装等方式固定安装在轧辊的辊面上。

由于相邻两个模块之间不可避免地会具有接缝，每个模块上也会设置很多的安装孔用于安装模块，接缝和安装孔的存在会造成坯料轧制时坯料在与接缝处和安装处接触时形成凸起部分或划痕，造成轧制品表面不光滑；且在长时间使用之后，每个模块难免发生错位，造成相邻两个模块之间的接缝会逐渐增大，进一步造成轧制产品质量的下降；同时，由于楔横轧模具由多个模块拼凑而成，也会对轧制过程的稳定性造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高楔横轧轧制过程的稳定性和轧制产品的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种整体式楔横轧模具，包括：

模具主体，所述模具主体包括一一体成型的弧形板和设置在所述弧形板的外表面上的楔形型腔，所述弧形板所对应的圆心角为180°～340°；所述弧形板的周向的两端分别设置有一个滑槽，且两个所述滑槽的深度都由所述弧形板的轴向第一端至轴向第二端逐渐减小；所述弧形板的内壁上设置有一个键槽；所述滑槽和所述键槽的长度方向均与所述弧形板的轴向平行；所述弧形板的轴向第一端或轴向第二端设置有弧形槽；所述弧形槽靠近所述弧形板的内壁的弧形侧面为锥面，且所述锥面从靠近所述弧形板的端部的一端至另一端逐渐远离所述模具主体的轴线；

撑开机构，所述撑开机构包括支撑杆、螺栓和撑开板，所述支撑杆与所述弧形板的轴向第一端或轴向第二端连接，所述螺栓与所述支撑杆转动配合，所述撑开板呈弧形，所述撑开板的弧长由轴向第一端至轴向第二端逐渐增大，所述撑开板的周向的两端分别与两个所述滑槽滑动配合；所述螺栓的长度方向与所述弧形板的轴向平行，所述螺栓的螺杆与所述撑开板螺纹连接。

优选的，所述支撑杆与所述弧形板能够拆卸地连接。

优选的，所述滑槽的深度较大的一端位于所述弧形板的轴向第一端。

优选的，所述弧形槽和所述锥面都与所述弧形板同轴。

本发明还提供一种上述的整体式楔横轧模具的安装结构，包括：

挡圈，所述挡圈固定安装在轧辊的一端，且所述挡圈与所述轧辊的辊面之间形成有朝向所述轧辊的另一端的弧形凹槽，所述整体式楔横轧模具固定套设在所述轧辊上，且所述整体式楔横轧模具中弧形板远离弧形槽的一端插入所述弧形凹槽中；

压环，所述压环固定安装在所述轧辊的另一端，所述压环具有朝向所述弧形槽的凸起部，且所述凸起部的底端具有能够部分与所述弧形槽中的斜面贴合的压面，且所述压面呈锥状面，所述压面与所述锥面的锥度相同；所述凸起部伸入所述弧形槽中，且所述凸起部通过所述压面压紧在所述锥面上；

固设在轧辊的辊面上的定位键，所述定位键的长度方向与所述轧辊的轴向平行；所述定位键用于与所述整体式楔横轧模具中的键槽配合。

优选的，所述弧形凹槽的宽度大于或等于所述弧形板的厚度。

优选的，所述挡圈和所述压环均呈弧形，且所述挡圈和所述压环所对应的圆心角小于或等于所述弧形板所对应的圆心角。

优选的，所述挡圈和所述压环分别通过螺钉固定安装在所述轧辊上。

本发明还提供一种整体式楔横轧模具的安装方法，基于上述的整体式楔横轧模具的安装结构，包括以下步骤：

S1：在轧辊的一端安装挡圈，然后使得所述轧辊安装有所述挡圈的一端朝下；

S2：操作人员拧动整体式楔横轧模具中的螺栓，使得撑开板沿两个滑槽深度较小的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板的内径扩大；

S3：将所述整体式楔横轧模具套在轧辊上，使得所述轧辊上的定位键插入所述弧形板的键槽中；

S4：操作人员拧动整体式楔横轧模具中的螺栓，使得撑开板沿两个滑槽深度较大的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板的内径缩小，并使得所述弧形板靠近所述挡圈的一端插入所述挡圈与所述轧辊的辊面所围成的弧形凹槽中；

S5：将压环放置在所述轧辊的另一端，使得所述压环的凸出部伸入弧形板的弧形槽中，使得所述凸出部中的压面与所述弧形板中的锥面贴合，然后通过螺钉将所述压环固定安装在所述轧辊上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法中的楔横轧模具为整体式的，能够提高轧制过程的稳定性和轧制产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体式楔横轧模具的结构示意图；

图2为本发明的整体式楔横轧模具的部分结构示意图；

图3为本发明的整体式楔横轧模具的安装结构的结构示意图；

图4为本发明的整体式楔横轧模具的安装结构的结构示意图；

图5为本发明的整体式楔横轧模具的安装结构的结构示意图；

图6为本发明的整体式楔横轧模具的安装结构中压环的结构示意图；

其中，100、整体式楔横轧模具；1、弧形板；2、楔形型腔；3、滑槽；4、键槽；5、支撑杆；6、螺栓；7、撑开板；8、定位键；9、螺钉；10、弧形槽；11、锥面；12、压面；200、挡圈；300、压环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种整体式楔横轧模具及其安装结构和安装方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高楔横轧轧制过程的稳定性和轧制产品的质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图2所示，本实施例提供一种整体式楔横轧模具100，包括模具主体和撑开机构。

其中，模具主体包括一一体成型的弧形板1和设置在弧形板1的外表面上的楔形型腔2，弧形板1所对应的圆心角为180°～340°；于本实施例中，楔形型腔2与弧形板1也是一体成型的。

参照图1，弧形板1的周向的两端分别设置有一个滑槽3，且两个滑槽3的深度都由弧形板1的轴向第一端(即图1中的左端)至轴向第二端(即图1中的右端)逐渐减小。

弧形板1的内壁上设置有一个键槽4；该键槽4用于与设置在轧辊上的定位键8配合，从而实现对弧形板1即整体式楔横轧模具100的周向定位。

于本实施例中，滑槽3和键槽4的长度方向均与弧形板1的轴向平行。

弧形板1的轴向第一端或轴向第二端设置有弧形槽10；弧形槽10靠近弧形板1的内壁的弧形侧面为锥面11，且锥面11从靠近弧形板1的端部的一端至另一端逐渐远离模具主体的轴线；弧形槽10和锥面11都与弧形板1同轴。设置锥面11的目的在于通过压环300压紧锥面11的同时，能够对弧形板1提供轴向和径向的定位，因为压环300压紧在锥面11上时，具有沿弧形板1轴向的分力也会产生沿弧形板1径向的分力。

撑开机构，撑开机构包括支撑杆5、螺栓6和撑开板7，支撑杆5与弧形板1的轴向第一端或轴向第二端连接，螺栓6与支撑杆5转动配合，撑开板7呈弧形，撑开板7的弧长由轴向第一端至轴向第二端逐渐增大，撑开板7的周向的两端分别与两个滑槽3滑动配合；螺栓6的长度方向与弧形板1的轴向平行，螺栓6的螺杆与撑开板7螺纹连接。

支撑杆5与弧形板1能够拆卸地连接，具体可以是通过螺钉9连接；使得支撑杆5与弧形板1能够拆卸地连接的目的在于，当不需要使用撑开机构时，能够将支撑杆5和螺钉9取下。

于本实施例中，滑槽3的深度较大的一端位于弧形板1的轴向第一端(即图1中的左端)，这样在不需要使用撑开机构时，能够将撑开板7沿两个滑槽3从两个滑槽3的深度较大的一端中滑出，从而取下撑开板7。

本实施例所提供的整体式楔横轧模具100为一个整体的模具，相对现有技术中由若干个模块拼凑构成的模具来说，并没有相邻两个模块之间的接缝；且本实施例的整体式楔横轧模具100能够套设在轧辊上，从而避免了在模具与坯料进行接触的外表面上开设安装孔；如此，本实施例中的整体式楔横轧模具100既没有接缝，也没有会与坯料产生接触的安装孔，整体式楔横轧模具100所形成的型腔内没有分割断开的接口，使得型腔过渡更加光顺，模具型腔的相对位置固定，跟由若干个模块拼凑构成的模具相比即使长时间工作也不易产生偏差，能够显著提高轧制过程的稳定性和轧制产品的质量。

需要说明的是，由于本实施例中的整体式楔横轧模具100需要整体套设在楔横轧机的轧辊上，在实际应用中，由于楔横轧产品的差异，在轧制不同的产品时需要更换相应的整体式楔横轧模具100，所以需要使得楔横轧机的轧辊能够拆卸才能够方便整体式楔横轧模具100的安装；关于楔横轧机的轧辊如何可拆卸为现有技术，如申请号为CN201210005628.1、CN201210004687.7的专利均有所记载，本实施例中不再对楔横轧机的轧辊如何可拆卸进行赘述。

实施例二

如图3至图5所示，本实施例提供一种实施例一的整体式楔横轧模具100的安装结构，包括挡圈200、压环300、定位键8和套设在轧辊上的整体式楔横轧模具100。

其中，挡圈200通过螺钉9固定安装在轧辊的一端(即图4中轧辊的右端)，且挡圈200与轧辊的辊面之间形成有朝向轧辊的另一端(即图4中轧辊的左端)的弧形凹槽，整体式楔横轧模具100固定套设在轧辊上，且整体式楔横轧模具100中弧形板1远离弧形槽10的一端插入弧形凹槽中。

压环300通过螺钉9固定安装在轧辊的另一端，压环300具有朝向弧形槽10的凸起部，且凸起部的底端具有能够部分与弧形槽10中的斜面贴合的压面12，且压面12呈锥状面，压面12与锥面11的锥度相同；凸起部伸入弧形槽10中，且凸起部通过压面12压紧在锥面11上；

定位键8通过螺钉9固定安装在轧辊的辊面上，定位键8的长度方向与轧辊的轴向平行；定位键8用于与整体式楔横轧模具100中的键槽4配合，从而实现对弧形板1即整体式楔横轧模具100的周向定位。

弧形凹槽的宽度略大于或等于弧形板1的厚度；使得弧形凹槽的宽度略大于弧形板1的厚度能够方便弧形板1的安装，但使得弧形凹槽的宽度等于弧形板1的厚度有利于实现对弧形板1的精准安装定位。

需要说明的是，于本实施例中，挡圈200和压环300均呈弧形，且挡圈200和压环300所对应的圆心角小于或等于弧形板1所对应的圆心角。在实际应用中，只要能够实现对整体式楔横轧模具100的轴向夹紧并且不影响楔横轧机的工作过程，将挡圈200和压环300设置为完整的环形也是可以的。

实施例三

参照图1至图5，本实施例提供一种实施例一的整体式楔横轧模具100的安装方法，基于实施例二的整体式楔横轧模具100的安装结构，具体包括以下步骤：

S1：在轧辊的一端安装挡圈200，然后使得轧辊安装有挡圈200的一端朝下；

S2：操作人员拧动整体式楔横轧模具100中的螺栓6，使得撑开板7沿两个滑槽3深度较小的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板1的内径扩大；

由于整体式楔横轧模具100中的弧形板1需要与轧辊的辊面过盈配合，故弧形板1的内径在自然状态下是比轧辊的外径略小的，如果想要将弧形板1即整体式楔横轧模具100套在轧辊上就必须扩大弧形板1的内径；而由于撑开板7的弧长是由一端至另一端逐渐增大的，当撑开板7沿两个滑槽3深度较小的一端滑动时，撑开板7能够逐渐将弧形板1的内径撑大，同理，当撑开板7再向相反的方向滑动时，能够使得弧形板1在金属材料的弹性形变的作用下恢复至原来的内径；

S3：提升整体式楔横轧模具100的高度(可以是利用吊机吊起或人工抬起)，然后将整体式楔横轧模具100套在轧辊上，且使得轧辊上的定位键8插入弧形板1的键槽4中；

S4：操作人员拧动整体式楔横轧模具100中的螺栓6，使得撑开板7沿两个滑槽3深度较大的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板1在恢复力的作用下内径缩小，并使得弧形板1靠近挡圈200的一端插入挡圈200与轧辊的辊面所围成的弧形凹槽中，最终弧形板1的内壁与轧辊的辊面紧密贴合；

S5：将压环300放置在轧辊的另一端，使得压环300的凸出部伸入弧形板1的弧形槽10中，使得凸出部中的压面12与弧形板1中的锥面11贴合，然后通过螺钉9将压环300固定安装在轧辊上。

需要说明的是，由于压环300本身的大小和形状是固定的，通过螺钉9将压环300固定安装在轧辊上的过程中，由于凸出部中的压面12与弧形板1中的锥面11贴合，故随着压环300的安装的进行，压面12会逐渐将弧形板1中的锥面11压紧，压面12即压环300对弧形板1产生一个斜向的且朝向轧辊的中心的力，而这个力能够分解为沿弧形板1轴向的分力和沿弧形板1径向的分力，从而能够对弧形板1提供轴向和径向的定位；在压环300安装到位后，一方面压环300与挡圈200配合在轴向上将整体式楔横轧模具100夹紧，实现轴向定位安装，另一方面，压环300还径向压紧弧形板1，从而实现径向的定位安装；另外，由于定位键8与弧形板1内壁中的键槽4配合，从而为整体式楔横轧模具100提供了周向定位；即从轴向、径向和周向均实现了精准定位安装；安装精度高，且整体式楔横轧模具100。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种整体式楔横轧模具，其特征在于，包括：

模具主体，所述模具主体包括一一体成型的弧形板和设置在所述弧形板的外表面上的楔形型腔，所述弧形板所对应的圆心角为180°～340°；所述弧形板的周向的两端分别设置有一个滑槽，且两个所述滑槽的深度都由所述弧形板的轴向第一端至轴向第二端逐渐减小；所述弧形板的内壁上设置有一个键槽；所述滑槽和所述键槽的长度方向均与所述弧形板的轴向平行；所述弧形板的轴向第一端或轴向第二端设置有弧形槽；所述弧形槽靠近所述弧形板的内壁的弧形侧面为锥面，且所述锥面从靠近所述弧形板的端部的一端至另一端逐渐远离所述模具主体的轴线；

撑开机构，所述撑开机构包括支撑杆、螺栓和撑开板，所述支撑杆与所述弧形板的轴向第一端或轴向第二端连接，所述螺栓与所述支撑杆转动配合，所述撑开板呈弧形，所述撑开板的弧长由轴向第一端至轴向第二端逐渐增大，所述撑开板的周向的两端分别与两个所述滑槽滑动配合；所述螺栓的长度方向与所述弧形板的轴向平行，所述螺栓的螺杆与所述撑开板螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的整体式楔横轧模具，其特征在于：所述支撑杆与所述弧形板能够拆卸地连接。

3.根据权利要求1所述的整体式楔横轧模具，其特征在于：所述滑槽的深度较大的一端位于所述弧形板的轴向第一端。

4.根据权利要求1所述的整体式楔横轧模具，其特征在于：所述弧形槽和所述锥面都与所述弧形板同轴。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的整体式楔横轧模具的安装结构，其特征在于，包括：

挡圈，所述挡圈固定安装在轧辊的一端，且所述挡圈与所述轧辊的辊面之间形成有朝向所述轧辊的另一端的弧形凹槽，所述整体式楔横轧模具固定套设在所述轧辊上，且所述整体式楔横轧模具中弧形板远离弧形槽的一端插入所述弧形凹槽中；

压环，所述压环固定安装在所述轧辊的另一端，所述压环具有朝向所述弧形槽的凸起部，且所述凸起部的底端具有能够部分与所述弧形槽中的斜面贴合的压面，且所述压面呈锥状面，所述压面与所述锥面的锥度相同；所述凸起部伸入所述弧形槽中，且所述凸起部通过所述压面压紧在所述锥面上；

固设在轧辊的辊面上的定位键，所述定位键的长度方向与所述轧辊的轴向平行；所述定位键用于与所述整体式楔横轧模具中的键槽配合。

6.根据权利要求5所述的整体式楔横轧模具的安装结构，其特征在于：所述弧形凹槽的宽度大于或等于所述弧形板的厚度。

7.根据权利要求5所述的整体式楔横轧模具的安装结构，其特征在于：所述挡圈和所述压环均呈弧形，且所述挡圈和所述压环所对应的圆心角小于或等于所述弧形板所对应的圆心角。

8.根据权利要求5所述的整体式楔横轧模具的安装结构，其特征在于：所述挡圈和所述压环分别通过螺钉固定安装在所述轧辊上。

9.一种整体式楔横轧模具的安装方法，其特征在于，基于权利要求5-8任意一项所述的整体式楔横轧模具的安装结构，包括以下步骤：

S1：在轧辊的一端安装挡圈，然后使得所述轧辊安装有所述挡圈的一端朝下；

S2：操作人员拧动整体式楔横轧模具中的螺栓，使得撑开板沿两个滑槽深度较小的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板的内径扩大；

S3：将所述整体式楔横轧模具套在轧辊上，使得所述轧辊上的定位键插入所述弧形板的键槽中；

S4：操作人员拧动整体式楔横轧模具中的螺栓，使得撑开板沿两个滑槽深度较大的一端滑动，从而使得模具主体中弧形板的内径缩小，并使得所述弧形板靠近所述挡圈的一端插入所述挡圈与所述轧辊的辊面所围成的弧形凹槽中；

S5：将压环放置在所述轧辊的另一端，使得所述压环的凸出部伸入弧形板的弧形槽中，使得所述凸出部中的压面与所述弧形板中的锥面贴合，然后通过螺钉将所述压环固定安装在所述轧辊上。

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