本發(fā)明屬于型材加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種型軋輥輪。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有銅及銅合金的型材制備一般采用型模鑄造、擠壓(包括連續(xù)擠壓)、型輥軋制、擠壓—變形拉伸等工藝方法，它們各有特點(diǎn)卻又有局限性。

型模鑄造可以加工成不同復(fù)雜形狀的鑄件，但其材料的內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)性能均不上乘，且受到長(zhǎng)度的限制。

擠壓技術(shù)可以制備實(shí)心或空心的異型材，且組織性能優(yōu)于鑄造。但是，在高熔點(diǎn)金屬擠壓時(shí)，都要進(jìn)行高溫加熱，如銅必須達(dá)到800℃以上，由于熱變形收縮的特性，直接擠壓型材難以達(dá)到理想的外形和精準(zhǔn)的尺寸，空心型材的壁厚有較嚴(yán)重的不均勻性，且長(zhǎng)度也受到設(shè)備的限制。

連續(xù)擠壓是一種摩擦變形，目前應(yīng)用于一般純銅或較低溫銅合金的扁線和簡(jiǎn)單的異型板帶，其組織性能不及擠壓，且目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)空心型材的制備。

型輥軋制的特點(diǎn)在于它需要通過(guò)多組機(jī)架設(shè)備、一系列斷面尺寸和形狀變化的孔型軋制成形。由于咬入、壓下、寬展、延伸的變形不均勻性，導(dǎo)致制品內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，會(huì)有多重缺陷，既很難保證諸如長(zhǎng)度與截面之比值很大的細(xì)長(zhǎng)條型材，且它也無(wú)法實(shí)現(xiàn)空心型材的制備。

擠壓—變形拉伸法，它能夠?qū)崿F(xiàn)空心型材的制備，但是，工序長(zhǎng)、效率低、成材率低，對(duì)于截面積較大內(nèi)孔較小、截面內(nèi)外形狀相異、且為非等壁的空心型材，尺寸精度較難控制，拉伸成立的條件苛刻，其支重長(zhǎng)度也受到了制約，加工難度是比較大的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種型軋輥輪，能夠軋制截面形狀相異、非等壁、大支重、超長(zhǎng)空心型材。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

本發(fā)明的目的在于提供一種型軋輥輪，該型軋輥輪為一定厚度的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱面中央?yún)^(qū)加工型槽，中心為實(shí)心軸，型槽包括4個(gè)區(qū)間，分別為旋轉(zhuǎn)行程區(qū)，型軋變形行程區(qū)，矯正行程區(qū)以及孔型緩沖過(guò)渡區(qū)，4個(gè)行程區(qū)收尾相接。

進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)行程區(qū)為平面，型軋變形行程區(qū)為圓弧面，矯正行程區(qū)為曲率半徑逐漸變大的圓弧面，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)為圓弧面，型軋變形行程區(qū)圓弧面的曲率半徑小于孔型緩沖過(guò)渡區(qū)圓弧面的曲率半徑。

進(jìn)一步，型軋輥輪的旋轉(zhuǎn)行程區(qū)為平面，當(dāng)型軋輥輪的旋轉(zhuǎn)行程區(qū)旋轉(zhuǎn)至正對(duì)銅管時(shí)，銅管旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，當(dāng)銅管旋轉(zhuǎn)到位后，型軋變形行程區(qū)為圓弧面，型軋輥輪的型軋變形行程區(qū)對(duì)銅管進(jìn)行初步型軋。

進(jìn)一步，當(dāng)型軋輥輪走完型軋變形行程區(qū)時(shí)，矯正行程區(qū)為變截面圓弧面，圓弧面曲率半徑由小逐漸變大，矯正行程區(qū)對(duì)初步型軋過(guò)的銅管表面進(jìn)行矯正型軋。

進(jìn)一步，當(dāng)型軋輥輪走完矯正行程區(qū)時(shí)，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)為圓弧面，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)圓弧面的曲率半徑大于型軋變形行程區(qū)圓弧面的曲率半徑，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)對(duì)矯正型軋過(guò)的銅管表面進(jìn)行進(jìn)一步的型軋。

進(jìn)一步，型軋輥輪對(duì)銅管進(jìn)行往復(fù)軋制，2個(gè)型軋輥輪對(duì)稱設(shè)置，上下配合形成軋輥孔型，芯棒穿進(jìn)銅管管坯中心孔，置于軋輥孔型內(nèi)，2個(gè)型軋輥輪沿銅管管培軸向滾動(dòng)，連續(xù)通過(guò)型軋輥輪的型軋變形行程區(qū)，矯正行程區(qū)以及孔型緩沖過(guò)渡區(qū)型軋銅管管培，當(dāng)型軋輥輪走完一個(gè)行程后，回程繼續(xù)型軋銅管管培，如此往復(fù)，型軋出需要的型面。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

本發(fā)明一種型軋輥輪，能夠制備出更大截面、非等壁、大支重、超長(zhǎng)的空心型材，并且制備型材壁厚均勻，內(nèi)孔圓整，尺寸精確。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種型軋輥輪示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種型軋輥輪AA截面剖視圖；

圖3為本發(fā)明型軋輥輪往復(fù)軋制過(guò)程示意圖；

圖4為本發(fā)明型軋輥輪軋輥孔型變化示意圖；

圖中：01-旋轉(zhuǎn)行程區(qū)，02-型軋變形行程區(qū)，03-矯正行程區(qū)，04-孔型緩沖過(guò)渡區(qū)；1-軋輥軸，2-軋輥孔型，3-銅管管坯，4-型軋后銅管成品，5-芯棒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種型軋輥輪作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種型軋輥輪為一定厚度的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱面中央?yún)^(qū)加工型槽，中心為實(shí)心軸，型槽包括4個(gè)區(qū)間，分別為旋轉(zhuǎn)行程區(qū) 01，型軋變形行程區(qū)02，矯正行程區(qū)03以及孔型緩沖過(guò)渡區(qū)04，4個(gè)區(qū)段收尾相接。

型軋輥輪的旋轉(zhuǎn)行程區(qū)01為平面，當(dāng)型軋輥輪的旋轉(zhuǎn)行程區(qū)01旋轉(zhuǎn)至正對(duì)銅管時(shí)，銅管可以旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)銅管旋轉(zhuǎn)到位后，型軋變形行程區(qū)02為圓弧面，型軋輥輪的型軋變形行程區(qū)02對(duì)銅管進(jìn)行初步型軋；

當(dāng)型軋輥輪走完型軋變形行程區(qū)02時(shí)，矯正行程區(qū)03為變截面圓弧面，圓弧面曲率半徑由小逐漸變大，矯正行程區(qū)03對(duì)初步型軋過(guò)的銅管表面進(jìn)行矯正型軋；

當(dāng)型軋輥輪走完矯正行程區(qū)03時(shí)，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)04為圓弧面，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)04圓弧面的曲率半徑大于型軋變形行程區(qū)02圓弧面的曲率半徑，孔型緩沖過(guò)渡區(qū)04對(duì)矯正型軋過(guò)的銅管表面進(jìn)行進(jìn)一步的型軋。

如圖3所示，型軋輥輪對(duì)銅管進(jìn)行往復(fù)軋制時(shí)，2個(gè)型軋輥輪對(duì)稱設(shè)置，上下配合形成軋輥孔型2，芯棒5穿進(jìn)銅管管坯3中心孔，置于軋輥孔型2內(nèi)，2 個(gè)型軋輥輪沿銅管管培3軸向滾動(dòng)，連續(xù)通過(guò)型軋輥輪的型軋變形行程區(qū)02，矯正行程區(qū)03以及孔型緩沖過(guò)渡區(qū)04型軋銅管管培3，當(dāng)型軋輥輪走完一個(gè)行程后，回程繼續(xù)型軋銅管管培3，如此往復(fù)，型軋出需要的型面。

圖4給出了型軋輥輪軋輥孔型變化示意圖。

下面以外方內(nèi)圓銅管，正菱形型軋輥輪軋輥孔型(如圖4所示)，型軋輥輪行程總長(zhǎng)670mm，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)長(zhǎng)100mm，變形區(qū)長(zhǎng)415mm，矯正區(qū)長(zhǎng)105mm，過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度為50mm為例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。

對(duì)照?qǐng)D3型軋輥輪軋制過(guò)程示意圖可以看出，當(dāng)輥輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)至Ⅰ區(qū)時(shí)，孔型最大，此時(shí)即進(jìn)入到銅管旋轉(zhuǎn)行程區(qū)，在此銅管完成90度旋轉(zhuǎn)進(jìn)入變形區(qū)，也就使孔型從A1向A7變形，對(duì)應(yīng)3。

A1孔型的具體尺寸(即旋轉(zhuǎn)區(qū)孔型尺寸)為：A₁＝102、B₁/2＝42.5、 E₁＝29.5、a₁＝72.5、r₁＝20.5

······

A3孔型的具體尺寸：A₃＝84、B₃/2＝36.2、E₃＝20.2、a₃＝59.5、r₃＝14.8

······

A7孔型的具體尺寸：A₇＝50、B₇/2＝23.8、E₇＝4.05、a₇＝35.8、r₇＝2.8

當(dāng)輥輪運(yùn)動(dòng)到Ⅱ位置后，即完成A7孔型的變形及經(jīng)過(guò)了矯正行程區(qū)，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成了本案例加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

輥輪型軋過(guò)程中，銅管在旋轉(zhuǎn)90度，需保證此時(shí)的孔型尺寸始終大于該狀態(tài)下的銅管尺寸，也就是孔型的半徑B₁/2為42.5；在進(jìn)入變形區(qū)后，初始的105 行程內(nèi)，銅管只受到輥輪孔型的外部壓力作用，內(nèi)孔未發(fā)生變形。之后的310 行程中，銅管在輥輪孔型和芯棒的共同作用下，發(fā)生很大形變，三向壓應(yīng)力使材料得到充分地壓力加工變形，內(nèi)部組織得到改善。在進(jìn)入矯正區(qū)后的150行程內(nèi)，孔型和芯棒對(duì)邊長(zhǎng)為35.8、內(nèi)孔直徑為15.05的整個(gè)截面內(nèi)外層往復(fù)輥壓，使外方內(nèi)圓銅管尺寸更加精準(zhǔn)，長(zhǎng)度平直，表面光滑。