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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及一种周向内波纹筒节轧制成形设备及其方法，所述设备包括驱动辊、导向辊、锥辊和波纹芯辊；所述方法包括预压下、轧制和圆整等步骤；本发明以筒节轧制理论为基础，采用径、轴向轧制，其核心在于将芯辊设计为波纹芯辊，一体化连续轧制出具有复杂内波纹结构的筒节。确定了内波纹筒节轧制咬入条件以及轧制速度、轧辊进给量等参数，确定了轧制系统各组成部分的尺寸范围，形成了一套周向内波纹筒节轧制成形方法。本发明提出的内波纹筒节轧制成形方案，对于成形出更好形貌质量的周向内波纹筒节具有很大的参考意义。

主权项：1.一种周向内波纹筒节轧制成形设备的轧制成形方法，其特征在于：所述设备包括驱动辊、导向辊、锥辊和波纹芯辊；所述驱动辊为主动辊，绕自身轴线做主动的旋转运动，所述波纹芯辊设置在驱动辊的一侧，作为从动辊；筒节外圈与驱动辊接触，内圈与波纹芯辊接触；所述驱动辊通过与筒节之间的摩擦力带动其转动；所述波纹芯辊在与筒节的摩擦力作用下，绕自身轴线做被动旋转运动，并且沿波纹芯辊与驱动辊轴心连线方向向着驱动辊做直线进给运动；随着波纹芯辊不断地向驱动辊做进给运动，驱动辊与波纹芯辊之间的间隙逐渐减小，筒节内壁形成周向波纹，外径也有所增大；所述导向辊关于驱动辊和波纹芯辊轴心连线对称分布，轧制过程中导向辊以一定的力抱住筒节，并在其增大的过程中被动张开，保证其圆度和运动稳定性；所述锥辊设置在筒节一侧，用于控制筒节的轴向变形，消除轴向的宽展缺陷；所述方法包括以下步骤：S1、预压下：波纹芯辊首先进给一段较小的距离，该距离设置为波纹形貌的高度h，轧制系统开始运转，待整个轧制系统逐渐稳定后，波纹芯辊再开始向预定的轧制位置进给；S2、轧制：首先使波纹成形，然后轧制到目标厚度；轧制开始后，波纹芯辊的波纹中各个波峰与筒节接触，随着波纹芯辊的进给，波纹芯辊的波纹曲线与筒节内壁在沿筒节轴向接触长度逐渐加大，即轴向上由点接触逐渐变为完整的线接触，直到波纹芯辊的波纹形貌各个波谷位置与筒节表面接触，此后筒节和波纹芯辊位置关系保持不变，波纹芯辊停止进给，驱动辊继续旋转，保持波纹芯辊的波纹与筒节波纹基本贴合，直至在筒节的整个周向形成完整的波纹形貌；波纹芯辊表面完全接触筒节的时间为：t1＝hvy式中：h为波峰位置到波谷位置的垂直距离；vy为波纹芯辊进给速度；t1时刻前波纹芯辊与筒节接触不充分，波纹形貌不完整，因此还要继续轧制一定量的圈数，直至达到筒节的目标壁厚，所用时间为：t2＝2πRnωR1式中：R为筒节外径；n为t1时刻后筒节旋转的圈数；R1为驱动辊半径；ω为驱动辊转速；波纹成形阶段所需最小时间即为两者之和： S3、圆整：当筒节在圆周方向形成完整的波纹形貌后，波纹芯辊不再继续进给，筒节与波纹芯辊接触的波纹轧制位置截面波纹轮廓不再发生变化，截面的宽度变小。

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