专利名称：组合式冷弯型材轧辊的制作方法
技术领域：
本实用新型是冷弯型材轧机上使用的轧辊，特别是冷弯轧制以不锈钢带为原料的型材的轧辊。
现有技术冷弯型材轧机上使用的轧辊，通常是实心整体式的，辊身通体采用合金钢，例如Cr12、40Cr、38CrMoA1A、高合金工具钢等材料，经锻造、机械加工、热处理、精磨制成，材料消耗多浪费大，加工量大，制造成本高。并且，因为轧辊重量大，轧机所需传动装置功率大，运行时能源消耗也大。再者，这种整体式轧辊因使用磨损或不慎造成局部(如刃口)损坏，将造成整个轧辊的报废，代价昂贵。
本实用新型组合式冷弯型材轧辊包括辊身、传动轴、紧固件，辊身与传动轴间为键联接，用紧固件将辊身与传动轴组装联接成一体。辊身为分段组合半中空结构，即按工作力性质分为压力区段、抱护力区段和跟踪力区段。其中压力区段采用合金钢制造，跟踪力区和抱护力区段则采用高强度铸铁。辊身的中间段大体为带中心轴孔和键槽的盘状，辊身两端大体为带中心轴孔的碗状，因而辊身中间段与两端的内部形成空腔。辊身相邻两区段之间以圆孔和圆环台配合定位。
组合的辊身两端用双螺母将辊身与传动轴固定锁紧。辊身两端面与螺母之间有红钢纹板垫片。辊身两端面可以有凸台，凸台上有装垫片的凹槽。
本实用新型设计，基于以下技术分析与构思。冷弯型材轧机上的轧辊是成对安装，即分成上轧辊和下轧辊。工件(如不锈钢带)在上轧辊和下轧辊之间被轧制成型，轧辊的辊身为其工作段。按辊身上作用力的性质，其作用力可以分为压力、抱护力、跟踪力三种。三种力的力度差距很大，压力约是抱护力的30倍以上，抱护力约是跟踪力的10倍以上。据此，可以将轧辊的辊身分成不同的作用力区段，不同的作用力区段用不同的材料制造，然后组合成整体，不仅满足技术要求，而且使其技术经济性能大大提高。
轧辊的辊身都是迥转体。一般来说，辊身的压力区段的表面是凸起的锐角或直角，或凹槽的施压部等形状，工作时主动施加压力，力度也最大，故采用合金钢制造。抱护力区段的表面是钝角，凹陷槽，工作时与压力区段配合承受压力，完成工件局部成形，力度中等，一般用铸铁制造，而力度大时则用合金钢。跟踪力区段表面是平面或平缓的曲面，工作时表面只有滚压的摩擦力，力度最小，用铸铁制造。但是，辊身上力的区段的划分，最终取决于变化的工件的形状和对力的分析，以及对力的大小(力度)的认定。
辊身与传动轴有键联接，所以其中间段为带中心轴孔和键槽的盘状。由于辊身有的区段采用了铸铁，故易于采用铸造工艺和中空结构，使轧辊重量大大减轻。
本实用新型组合式冷弯型材轧辊较之现有技术轧辊具有以下显著的特点(1)合金钢用量少。辊身只有压力区段采用合金钢，所以合金钢用量约减少到整体轧辊的1/3至1/4，其余为高强度铸铁，材料成本大大降低。
(2)重量轻，能源消耗小。本设计轧辊辊身为半中空的铸造工艺结构，轧辊重量减轻，大约只有现有技术轧辊重量的2/3。随之也降低了轧机传动装置输出功率、能源消耗和运行成本。
(3)加工工艺性好，加工量减少。使用合金钢区段少，减少了加工量。又由于使用铸铁的区段采用铸造成型，机械加工量也减少。
(4)耐磨损性能好。辊身上的铸铁区段具有良好的耐磨性能，使使用寿命延长。
(5)易于更换。这是组合分段结构带来的好处。特别是当使用合金钢的区段有损坏时，只需更换损坏的区段，避免了报废整根轧辊造成的大损失。
图2是本实用新型组合式冷弯型材轧辊的第二个实施例——中间位置的压力中辊轧制深窄矩形槽。
图3是本实用新型组合式冷弯型材轧辊的第三个实施例的分解图——对称地装有两只压力辊圈，中间位置是铸铁的抱护力盘状辊。
图4是图3所示实施例组合成整体的轧辊外形图。
实施例一参见
图1，在不锈钢带工件100上冷弯轧制成形V形槽。上轧辊10的辊身由一只处于中间位置的压力中辊11和对称布置的两只跟踪力边辊13组成。压力中辊11为中心有孔和键槽的盘状体，表面是Λ形凸起，工作时由其对工件施加压力。传动轴12与压力中辊11通过键14联接传递动力。压力中辊11用合金钢38CrMoA1A制造。跟踪力边辊13大体呈碗状，但其底部凸起，有与传动轴12配合的孔。跟踪力边辊13用高强度耐磨铸铁制造。上轧辊10的辊身为半中空结构，压力中辊11的左右端面与左右两只跟踪力边辊13的内腔间分别形成空腔。跟踪力边辊13以圆孔与压力中辊11两端面的圆环台配合定位。辊身两端各用两只紧固螺母16在传动轴12上固定锁紧。紧固螺母16与边辊13端面间有防滑的红钢纹板垫片18。
下轧辊20的结构与上轧辊10相同，其辊身由居中的盘状的抱护力中辊21和左右的跟踪力边辊23组成，它们都用高强度铸铁制成。抱护力中辊21表面有与上轧辊的压力中辊11形状相似的V形槽，工作时V形槽承受抱护力，工件100在此成形。抱护力中辊21与传动轴12间用键14联接，与两侧的碗状跟踪力边辊23以圆孔和圆环台配合定位，组装后两端各用两只紧固螺母16固定锁紧。边辊23端面上有凸台，凸台上有凹槽，红钢纹板垫片18装在凹槽中，然后用与紧固螺母16固定锁紧组合的辊身。抱护力中辊21的两端面与跟踪力边辊23的内腔间分别形成空腔。
实施例二如图2所示，这里是要在工件300上轧制成形深而窄的矩形槽。除上轧辊30上的承压力(抱护力)中辊31和下轧辊40上的施压力中辊41与实施例一不同外，两实施例的其余结构都相同。承压力中辊31上是深而窄的矩形凹槽，施压力中辊41上是断面为窄而长的矩形凸起。承压力中辊31和施压力中辊41都是中心有带键槽安装孔的盘状体，用合金钢例如38CrMoA1A制造。跟踪力边辊33和43用高强度铸铁制造，二者的端面有带凹槽的凸台。上轧辊30和下轧辊40都是半中空腔体。两段结合处都以圆孔和圆环台配合定位。图中32是传动轴，34是键，36是双螺母，38是红钢纹板垫片。红钢纹板垫片38装在边辊33和43端面凸台的凹槽中。
实施例三参见图3，这里只画出了一只轧辊，它可以作为上轧辊或下轧辊，辊身轴向横断面为对称形状，中间段和两端分别是用铸铁制成的抱护力中辊53和跟踪力边辊55。抱护力中辊53和跟踪力边辊55之间是用合金钢制成的两只压力刃环51。抱护力中辊53大体呈对称的碗状，左右端面以圆环台与压力刃环51配合，中心有带键槽的孔及键54与传动轴52配合。边辊55大体呈浅盘状，中心有孔与传动轴52配合。抱护力中辊53、压力刃环51和跟踪力边辊55构成的辊身组合套装在传动轴52上，两端各用两只螺母56固定锁紧。辊身的内部形成左右两个中空的腔体。
权利要求1.一种组合式冷弯型材轧辊，包括辊身、传动轴、紧固件，辊身与传动轴间为键联接，用紧固件将辊身与传动轴组装联接成一体，其特征在于辊身为分段组合半中空结构，即按辊身上工作力的性质，将其分为压力区段、抱护力区段和跟踪力区段；压力区段采用合金钢制造，跟踪力区段和抱护力区段用高强度铸铁制造；辊身的中间段大体为带中心轴孔和键槽的盘状，辊身两端大体为带中心轴孔的碗状，辊身中间段与两端的内部形成空腔，辊身相邻两区段之间以圆孔和圆环台配合定位。
2.按照权利要求1规定的组合式冷弯型材轧辊，其特征是辊身两端用双螺母将辊身与传动轴固定锁紧，辊身两端面与螺母之间有红钢纹板垫片。
3.按照权利要求1或2所规定的组合式冷弯型材轧辊，其特征是辊身两端面有凸台，并且红钢纹垫片装在凸台上的凹槽中。
专利摘要组合式冷弯型材轧辊用在冷弯型材轧机上,其辊身为分段组合半中空结构,即按工作力的性质将其分为压力区段、抱护力区段和跟踪力区段,压力区段采用合金钢制造,跟踪力区段和抱护力区段用高强度铸铁。辊身中间段呈盘状,有与传动轴配合联接的孔和键槽,两端为中心有轴孔的碗状;中间段与两端的内部形成空腔,相邻两段间以圆孔和圆环台配合定位。本设计轧辊合金钢用量少,重量轻,加工工艺性好,易于更换,降低了制造和运行成本。
文档编号B21D5/06GK2492325SQ0123252
公开日2002年5月22日 申请日期2001年8月1日 优先权日2001年8月1日
发明者占金弟 申请人:占金弟