一种金属管材轧制用双芯棒机构及方法技术

本发明专利技术提供一种金属管材轧制用双芯棒机构，包括芯棒、两套顶杆装置、回转装置和底座；所述回转装置包括回转筒体、回转筒支座和驱动回转筒体转动的回转筒传动结构；回转筒支座固连于底座上；两套所述顶杆装置分别安装在回转筒体轴线的左右两侧，所述顶杆装置随回转筒体同步转动；所述顶杆装置包括顶杆、导向座、调整油缸；顶杆一端固定设置芯棒，顶杆的另一端与调整油缸的活塞杆相连，调整油缸驱动顶杆在导向座上轴向往复移动；两套顶杆装置的两根顶杆轴线与回转筒体的轴线平行且位于同一平面上。实现金属管材的往复轧制变形加工过程；还可以使双芯棒机构同时加工两根金属管材，生产效率提高。实现了金属管材的减壁延伸加工。

【技术实现步骤摘要】
一种金属管材轧制用双芯棒机构及方法
本专利技术属于金属轧制
，更具体而言，涉及一种金属管材轧制用双芯棒机构及方法。
技术介绍
在金属管材减壁变形加工的成型生产过程中，芯棒是作为内变形工具与外变形工具，即轧辊或模具一起，使金属管材壁厚减薄，长度延伸。目前，在成型过程中使用的芯棒主要有两种型式，一种是短芯棒，其特征是：芯棒长度稍长于金属管材变形区的长度，在变形过程中，芯棒在变形区内有固定的位置。另一种是长芯棒，其特征是：芯棒长度大于或接近于金属管材的长度，在变形过程中，芯棒在变形区内是运动的，芯棒与金属管材之间可以存在，也可以不存在相对运动。短芯棒主要用于金属管材的冷轧与冷拔加工过程中，长芯棒主要用于金属管材的热轧减壁延伸变形加工过程。在上述成型过程中，两种芯棒均只参与一次变形过程，成本较高，效率较低，且使用现有芯棒生产的管材内壁质量较差，成品率较低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种金属管材轧制用双芯棒机构。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种金属管材轧制用双芯棒机构，包括同时工作的两套芯棒、两套顶杆装置、回转装置和底座，两套芯棒分别位于一个轧制单元的两台轧机的轧制线上，两套芯棒分别为穿棒轧制芯棒和脱棒轧制芯棒，一个轧制周期完成后，两套芯棒通过回转装置交换位置，进行下一个轧制周期；所述回转装置包括回转筒体、回转筒支座和驱动回转筒体转动的回转筒传动结构；回转筒支座固连于底座上；两套所述顶杆装置分别安装在回转筒体轴线的左右两侧，所述顶杆装置随回转筒体同步转动；所述顶杆装置包括顶杆、导向座、调整油缸；顶杆一端固定设置芯棒，顶杆的另一端与调整油缸的活塞杆相连，调整油缸驱动顶杆在导向座上轴向往复移动；两套顶杆装置的两根顶杆轴线与回转筒体的轴线平行且位于同一平面上；两根顶杆与回转筒体中心的距离相同。进一步的，所述回转筒传动结构包括齿轮、传动轴、电机、支撑座，齿轮设置在传动轴上，传动轴设置于支撑座上，传动轴与电机输出轴固连，电机通过传动轴驱动齿轮旋转，所述回转筒传动结构设置于底座的矩形槽内。进一步的，所述回转筒体的转轴安装在回转筒支座上，回转筒体外侧面设置有齿，回转筒体与所述齿轮啮合。进一步的，所述回转装置包括滚轮，所述滚轮至少设置有两套，固定于底座上且滚轮与回转筒体外侧相切。滚轮位于回转筒体底部轴线两侧，对回转筒体起到支撑作用，同时提高了回转筒体的运动稳定性。进一步的，所述芯棒由中间轧制带圆柱体和前、后导入圆锥体组成，中间轧制带圆柱体的直径等于成品金属管材的内径。进一步的，所述芯棒的中间轧制带圆柱体长度为50～150mm；前、后导入锥体的长度均为50～150mm，锥角为5°～20°。本专利技术的另一目的在于提供一种金属管材轧制方法，包括至少1个轧制单元，相邻轧制单元之间设置输送金属管材的翻钢机构，每个轧制单元包括2架轧机以及1套上述双芯棒机构；金属管材加工过程如下：1）、初始时，双芯棒机构的两套顶杆装置位于回转筒体轴线的左右两侧，左、右调整油缸均处于收回状态，荒管加热到轧制温度后进入1#轧制单元的左侧轧机的输入辊道，1#轧制单元的左、右芯棒均处于初始位置；2）、左调整油缸驱动左芯棒进入辊缝，处于左侧轧机轧制位置，1#轧制单元的输入辊道将荒管送进左侧轧机轧制区，一次咬入轧辊，二次咬入左芯棒，开始轧制过程；3）、荒管尾部进入轧制区，左芯棒头部露出荒管，完成左侧轧制工序，调整油缸以轧制速度后退，左芯棒和荒管一起同步离开左侧轧机轧制区；4）、回转筒传动装置启动，回转筒转动，左芯棒到达右侧轧机轧制线，右芯棒到达左侧轧机轧制线；5）、穿有荒管的左芯棒送进右侧轧机轧制变形区进行轧制过程，荒管轧出芯棒，1#轧制单元工序完成；同时1#轧制单元的右芯棒到达左侧轧机轧制区，等待下一根荒管，并重复上述轧制过程；6）、从1#轧制单元右侧轧机轧制变形区轧出的金属管材由翻钢机构横移，进入2#轧制单元的左侧轧机的入口轧制线，2#轧制单元的左、右芯棒均处于初始位置；7）、2#轧制单元按照1#轧制单元的轧制程序完成轧制过程。进一步的，金属管材咬入芯棒轧制过程中，金属管材轧制临近结束时调整油缸驱动芯棒和金属管材回退，回退速度等于金属管材轧制速度。进一步的，金属管材脱出芯棒轧制过程中，轧制结束，在金属管材脱离芯棒时调整油缸驱动芯棒将金属管材前送，前送速度大于金属管材运行速度。进一步的，所加工的荒管尺寸为：直径：50～200mm，壁厚：5～20mm,长度：1000～6000mm；成品尺寸：直径：40～180mm，壁厚：2.5～10mm；轧制温度：200～900℃；轧制速度：0.5～2.5m/s。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果为：（1）采用双锥形芯棒，使金属管材从芯棒两端咬入更加准确，提高加工效率，避免损坏金属管材；减小芯棒与金属管材内表面的接触长度，摩擦损伤较小，有效提高管材内壁质量，提高成品率。且芯棒重量减轻，有利于芯棒加工制造。（2）本专利技术提供一种新的金属管材减壁轧制变形生产使用的芯棒装置，结合专门的轧制设备，通过回转装置，可以使一个芯棒完成两次减壁轧制变形过程，取消了脱棒过程，实现金属管材的往复轧制变形加工过程；还可以使双芯棒机构同时加工两根金属管材，生产效率提高。实现了金属管材的减壁延伸加工，实现低成本生产薄壁，内表面质量好，成品率高的金属管材的目的。（3）包括两套芯棒和顶杆装置、回转装置和底座，两套芯棒分别位于一个轧制单元的两台轧机的轧制线上，两套芯棒可以同时工作，一个芯棒为穿棒轧制，另一个芯棒为脱棒轧制，一个轧制周期完成后，两个芯棒交换位置，进行下一个轧制周期。附图说明图1为实施例1中双芯棒机构的正面示意图；图2为实施例1中双芯棒机构的左视图；图3为实施例1中双芯棒机构的俯视图；图4为实施例1中芯棒的结构示意图；图5为实施例2中双芯棒机构与翻钢机构的平面布置图；图6为实施例2中翻钢机构的工作流程图。附图标记：10、芯棒；11、圆柱体；12、圆锥体；13、通孔；20、回转筒体；21、导向座；22、齿圈；30、调整油缸；31、顶杆；40、底座；41、回转筒支座；42、滚轮；50、齿轮；51、传动轴；52、电机；53、支撑座；60、输入辊道；61、输出辊道；70、左侧轧机；71、右侧轧机；80、1#轧制单元；81、2#轧制单元；90、翻钢机构；91、翻钢杆；92、液压缸。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1-4所示，一种金属管材轧制用双芯棒机构，包括同时工作的两套芯棒、和两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：包括能够同时工作的两套芯棒、两套顶杆装置、回转装置和底座，两套芯棒分别位于一个轧制单元的两台轧机的轧制线上，两套芯棒分别为穿棒轧制芯棒和脱棒轧制芯棒，一个轧制周期完成后，两套芯棒通过回转装置交换位置，进行下一个轧制周期；/n所述回转装置包括回转筒体、回转筒支座和驱动回转筒体转动的回转筒传动结构；回转筒支座固连于底座上；/n两套所述顶杆装置分别安装在回转筒体轴线的左右两侧，所述顶杆装置随回转筒体同步转动；所述顶杆装置包括顶杆、导向座、调整油缸；/n顶杆一端固定设置芯棒，顶杆的另一端与调整油缸的活塞杆相连，调整油缸驱动顶杆在导向座上轴向往复移动；/n两套顶杆装置的两根顶杆轴线与回转筒体的轴线平行且位于同一平面上；两根顶杆与回转筒体中心的距离相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：包括能够同时工作的两套芯棒、两套顶杆装置、回转装置和底座，两套芯棒分别位于一个轧制单元的两台轧机的轧制线上，两套芯棒分别为穿棒轧制芯棒和脱棒轧制芯棒，一个轧制周期完成后，两套芯棒通过回转装置交换位置，进行下一个轧制周期；
所述回转装置包括回转筒体、回转筒支座和驱动回转筒体转动的回转筒传动结构；回转筒支座固连于底座上；
两套所述顶杆装置分别安装在回转筒体轴线的左右两侧，所述顶杆装置随回转筒体同步转动；所述顶杆装置包括顶杆、导向座、调整油缸；
顶杆一端固定设置芯棒，顶杆的另一端与调整油缸的活塞杆相连，调整油缸驱动顶杆在导向座上轴向往复移动；
两套顶杆装置的两根顶杆轴线与回转筒体的轴线平行且位于同一平面上；两根顶杆与回转筒体中心的距离相同。


2.根据权利要求1所述的一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：所述回转筒传动结构包括齿轮、传动轴、电机、支撑座，齿轮设置在传动轴上，传动轴设置于支撑座上，传动轴与电机输出轴固连，电机通过传动轴驱动齿轮旋转，所述回转筒传动结构设置于底座的矩形槽内。


3.根据权利要求1所述的一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：所述回转筒体的转轴安装在回转筒支座上，回转筒体外侧面设置有齿，回转筒体与所述齿轮啮合。


4.根据权利要求1所述的一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：所述回转装置包括滚轮，所述滚轮至少设置有两套，固定于底座上且滚轮与回转筒体外侧相切。


5.根据权利要求1所述的一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：所述芯棒由中间轧制带圆柱体和前、后导入圆锥体组成，中间轧制带圆柱体的直径等于成品金属管材的内径。


6.根据权利要求5所述的一种金属管材轧制用双芯棒机构，其特征在于：所述芯棒的中间轧制带圆柱体长度为50～150mm；前、后导入锥体的长度均为50～150mm，锥角为5°～20°。


7.一种金属管材轧制方法，其特征在于：包括至少1个轧制单元，相邻轧制单元之间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳春，马立峰，李子良，孙方东，楚志兵，秦建平，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西;14