[发明专利]轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法

说明书

本发明公开了轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法，包含以下步骤：(1)分析轧制普通板材轧辊曲线和轧件的表面曲线之间的关系，得出两曲线是相切关系；(2)建立坐标系，以轧辊上的圆心为坐标原点，建立绝对坐标系；以轧件中心线上的点为原点，建立相对坐标系；相对坐标系上的点可绕绝对坐标系的坐标原点转动；(3)利用轧件与轧辊的相对位置关系，获得在相对坐标系上轧辊曲线的坐标方程；(4)利用相对坐标系与绝对坐标系的位置关系，把相对坐标系上的轧辊曲线方程转变为绝对坐标系中的轧辊曲线方程。该方法按所轧件的周期性曲线来设计辊型，故能保证成型后轧件的厚度均匀，提高成型过程的稳定性和产品的质量。

技术领域

本发明涉及机械设计，确切地说是轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法，应用于冶金实验。

背景技术

轧制具有周期性曲线的轧件时，需要设计带周期性曲线的轧辊，具有周期性曲线的轧辊的外形很接近于直齿齿轮，因此称做曲型辊。齿型辊与齿轮虽然具有相似的外观，但其作用却完全不同。一对齿轮只有一个齿轮是主动的，其作用是传递运动和载荷；而一对齿型辊两者都是主动的，其作用是成型金属。因此，与齿轮相比，齿型辊设计具有特殊性。影响辊型的因素是多方面且相互矛盾的，设计时必须加以综合考虑。一般来说，辊型曲线的合理性主要由下列各项指标来判别：

1轧件的周期性曲线具有优良的几何性能。

2轧件的周期性曲线的表面光滑、厚度均匀。

3成型过程稳定。

4辊面上各点与轧件间的相对滑动要小且均匀，以减轻轧件与齿型辊的磨损。

5轧辊与轧件不产生干涉。

6降低力能消耗。

7辊型曲线尽量简单以便于制造，降低轧辊成本。

辊型设计是成型具有周期性轧件的工艺过程的基础，它的任务就是确定合理的辊型曲线，使轧件通过成型道次，形成表面光滑，且符合周期性曲线设计要求的轧件。

按所轧件的周期性曲线来设计辊型，并保证成型后轧件的厚度均匀。成型辊的辊型曲线直接影响成型过程中轧件的变形和波周期性曲线的形状，对成型过程的稳定性和产品的质量起着决定性的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是一种轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法，该方法按所轧件的周期性曲线来设计辊型，故能保证成型后轧件的厚度均匀，提高成型过程的稳定性和产品的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法，包含以下步骤：(1)分析轧制普通板材轧辊曲线和轧件的表面曲线之间的关系，得出两曲线是相切关系；(2)建立坐标系，以轧辊上的圆心为坐标原点，以两轧辊圆心的连线为Y轴，经过轧辊圆心并与Y轴垂直并指向右侧的数轴为X轴，建立绝对坐标系；以轧件中心线上的点为原点，X轴与绝对坐标系X轴平行且同向，Y轴在两轧辊圆心的连线上，Y轴方向按右手法则确定，建立相对坐标系；相对坐标系上的点可绕绝对坐标系的坐标原点转动；(3)利用轧件与轧辊的相对位置关系，获得在相对坐标系上轧辊曲线的坐标方程；(4)利用相对坐标系与绝对坐标系的位置关系，把相对坐标系上的轧辊曲线方程转变为绝对坐标系中的轧辊曲线方程。

本发明利用在轧制出口处，轧辊辊型曲线和轧件表面曲线的相切关系，及轧辊和轧件的运动关系，建立了轧制具有周期性曲线的轧件的齿型辊辊型方程。解决了轧制具有周期性曲线轧件的最主要问题。

进一步的优选技术方案如下：

轧制具有周期性曲线的齿型辊辊型曲线的设计方法，包含以下步骤：

(1)为了满足稳定轧制的要求，等距中心线在出口断面上的点是等距中心线与两轧辊连心线的交点；