專利名稱：：方管成形用軋輥、方管的軋輥成形方法及成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于將圓管再成形為方管的成形軋輥及其成形方法和裝置，特別涉及以低成本制造形狀和尺寸特性好的高質(zhì)量方管并實(shí)現(xiàn)成形軋輥多用化的方管成形用軋輥，以及方管的軋輥成形方法和成形裝置。
背景技術(shù)：
：人們提出了許多方案，即以使用成形軋輥將圓形斷面的圓管再成形為方形或矩形斷面的方管的成形方法和裝置作為制造方管的主要手段。例如，在對體現(xiàn)最普遍的成形方法構(gòu)想的結(jié)構(gòu)(參見圖6中成形軋輥的布置)的說明中，使用多個(gè)由一對上下成形軋輥和一對左右成形軋輥構(gòu)成的所謂的四向軋輥成形架，該對上下成形軋輥和該對左右成形軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管同一斷面內(nèi)，通過靠在與最終產(chǎn)品(制品)側(cè)部對應(yīng)的原管部位上從四個(gè)方向壓軋輥而使原管變直，從而使得圓形斷面形狀塑性變形成方形或矩形斷面形狀。此外，任何單級四向軋輥成形架的成形量是有限的，因此，為了減少待控制的成形軋輥的數(shù)量和裝置成本，一般沿原管的軸線方向布置3-4級上述成形架，從而逐步地使原管的斷面形狀發(fā)生變形。另一方面，在下述專利文獻(xiàn)l中>^開了作為方管再成形手段的另一種軋輥成形裝置和成形方法。在該成形手段(見圖7)中，上下成形軋輥對內(nèi)。因此，對各軋輥位置的調(diào)整不存在相互干擾，而且，即使成形軋輥在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向具有單一曲率，對于不同的產(chǎn)品尺寸，也可以通過利用這種位置調(diào)整，并易于適應(yīng)自動(dòng)化工藝和數(shù)控(NC)工藝。此外，為簡化成形裝置，還有人提出一種裝置，該裝置通過僅在兩個(gè)方向上使用多個(gè)具有V形凹部成形表面的成形軋輥取代四向軋輥架而使圓形斷面形狀發(fā)生塑性變形(見圖8);但是，該裝置容易造成由于軋M面速度差過大而使產(chǎn)品表面損壞的問題，以及與產(chǎn)品形狀對稱性有關(guān)的問題；因此，該裝置只限于其中成形軋輥的尺寸足大于原管外徑的小型產(chǎn)品，而不是通用的方法。此外，與四向軋輥架類似，對于不同的產(chǎn)品尺寸，軋輥不具有共用性。引用文獻(xiàn)l:日本公開專利2000-301233引用文獻(xiàn)2:日本公開專利5-212440引用文獻(xiàn)3:日本公開專利6-262253通過對現(xiàn)有軋輥成形結(jié)構(gòu)的不懈研究，本發(fā)明人認(rèn)識到，采用在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上具有固定半徑(R)的單弧形狀不僅會(huì)造成有關(guān)尺寸精度的問題，例如，對于成形得到的方管，拐角部曲率不規(guī)則和側(cè)部平直度較差，而且由于拐角部(見圖4A的"a"和圖4B的"A"部分)和鄰近拐角部的側(cè)部(下面稱為"肩部"；見圖4A的"b"和圖4B的"B"部分)過度變形而造成方管產(chǎn)品的剛性不足；并認(rèn)識到，這些問題很容易造成這些部位的損毀等。此外，專利文獻(xiàn)l中所公開的成形手段的開發(fā)目的在于將軋輥可靠地應(yīng)用于多種場合，但是本發(fā)明人認(rèn)識到，由于各軋輥中軋輥口徑(力yA一)的曲率為單一曲率或直線形，因此并未從本質(zhì)上消除上述問題。此外，當(dāng)使用其中每一個(gè)都具有單一口徑曲率的軋輥而使具有不同斷面曲率的原管成形時(shí)，例如當(dāng)將軋輥口徑的曲率半徑設(shè)定成能夠用于使具有較大斷面曲率半徑的原管成形時(shí)，則該軋輥口徑的曲率半徑對于具有較小斷面曲率半徑的原管而言過大。因此，在將上述軋輥口徑用于具有較小斷面曲率半徑的原管時(shí)，由于這些曲率的差異造成單級成形量過大，產(chǎn)品側(cè)部很容易發(fā)生壓痕，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品的平直度。為減輕或消除這一問題，必須將所有產(chǎn)品的尺寸范圍劃分成多級，并制備對應(yīng)于各原管尺寸范圍的各軋輥口徑。換句話說，當(dāng)產(chǎn)品尺寸范圍很大時(shí)，必須相應(yīng)地制備較大量的軋輥和成形級。這會(huì)造成設(shè)備成本上升，并使得軋輥多用化的效果受限。另一方面，盡管通過建立多級上下成形軋輥對和左右成形軋輥對而成形的手段是通用的，但從降低設(shè)備成本方面考慮，強(qiáng)烈需求能最大程度地減少這些成形級數(shù)量。此外，對于設(shè)備的設(shè)計(jì)，必須考慮使設(shè)4H"更于保養(yǎng)和維護(hù)管理。
發(fā)明內(nèi)容;^發(fā)明的目的是提供方管成形用軋輥和用于方管的軋輥成形裝置和成形方法，該裝置和方法克服了本發(fā)明人所認(rèn)識到的上述問題，并且將原管軋輥成形為方管而不會(huì)對原管中如拐角部和肩部的預(yù)定部位施加過量載荷，并通過多用途軋輥以較低的成本制造具有高精度尺寸和形狀且內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)良的方管。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的用于方管的成形軋輥是在這種裝置中使用的成形軋輥，即，該裝置通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)為具有方形或矩形斷面的方管，其特征在于，將成形軋輥表面在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上的曲率構(gòu)造成使得鄰近方管拐角部預(yù)定部位的原管部位(肩部預(yù)定部位)先于其它原管部位(其它側(cè)部預(yù)定部位)變直。采用這一結(jié)構(gòu)使得易于在成形過程的初級施加足夠大的力矩以彎曲即將成為(方管)肩部的原管部位，從而可使該原管部位幾乎完全變直。因此，由于方管成形時(shí)的周向擠壓和對肩部的局部壓延顯著減小，有望使所得方管拐角部曲率再現(xiàn)并改善側(cè)部的平直度，減小最終產(chǎn)品的殘余應(yīng)力和加工硬化，并減少諸如壓痕和劃痕之類損壞的發(fā)生。為不同地描述作為本發(fā)明本質(zhì)的軋輥口徑的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的用于方管的成形軋輥的特征在于，對于成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率而言，限制即將成為方管斷面肩部的原管部位的曲率小于限制即將成為方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏那省．?dāng)然，所述結(jié)構(gòu)所得的作用效果與前述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的成形軋輥完全相同。此外，對于本發(fā)明，如果所述成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率從限制即將成為側(cè)部中央的原管部位的位置向兩外側(cè)連續(xù)或梯級地變小，則是可接受的。關(guān)于成形軋輥的周面形狀，不必將曲率僅分成兩級，而是可選梯級地或連續(xù)地改變曲率，從而即使在使用多用途軋輥以成形不同的產(chǎn)品尺寸時(shí)，也總是可以使即將成為肩部的原管部位先于其它部位變直。本發(fā)明的上述方管成形方法和成形裝置的特征在于，使用(1)成形軋輥，該成形軋輥的成形表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率構(gòu)造成使即將成為鄰近方管拐角部的肩部的原管部位先于即將成為方管側(cè)部其它部位的原管部位變直；(2)具有這種結(jié)構(gòu)的成形軋輥，即，在該結(jié)構(gòu)中，對于成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率而言，限制即將成為鄰近方管拐角部的肩部的原管部位的曲率小于限制即將成為方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏那剩?3)具有這種結(jié)構(gòu)的成形軋輥，即，在該結(jié)構(gòu)中，成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率從限制即將成為方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏奈恢孟騼赏鈧?cè)連續(xù)或梯級地變小.借助本發(fā)明的成形方法和成形裝置，可從成形初級開始借助于軋M即將成為肩部的原管部位施以足夠的彎矩使之變直。因此，根據(jù)本發(fā)明的成形方法，其結(jié)果可減輕拐角部和肩部剛性不足的問題，改善所得方管拐角部曲率的再現(xiàn)性(再造性)和側(cè)部的平直度，并減少最終產(chǎn)品中的壓痕和劃痕，而不會(huì)像現(xiàn)有方法一樣在方管成形時(shí)發(fā)生顯著的周向擠壓和對肩部的局部壓延，此外，根據(jù)本發(fā)明的方管成形方法的特征在于，該成形方法包括通過將本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的四向軋輥來使原管成形的過程，具體來講，是通過使用具有上面(1)-(3)所述結(jié)構(gòu)的成形軋輥來進(jìn)行方管成形的過程，其中，所述成形軋輥布置成使得各上下成形軋輥對和左右成形軋輥對中各軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于單個(gè)原管斷面所在的平面內(nèi)；并且，該成形方法包括通過將本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的交替兩向軋輥對來使原管成形的過程，具體來講，是通過使用具有上面(1)-(3)所述結(jié)構(gòu)的成形軋輥來使原管成形的過程，其中，所述成形軋輥布置成使得上下成形原管斷面所在的平面內(nèi)。借助于本發(fā)明，可根據(jù)需要采用組合有多種成形過程的方管成形方法。例如，一種過程結(jié)構(gòu)可在成形過程的第一級和最后一級采用四向軋輥過程并可以在這兩級過程之間插入交替兩向過程，其中，所述四向軋輥過程通過將本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的四向軋輥而4吏原管成形，所述交替兩向過程通過將本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的交替兩向軋輥而使方管成形。此外，本發(fā)明的方管成形方法可根據(jù)不同的目的采用多種過程的組合，例如組合多種已知過程(多種已知的成形軋輥架)，采用交替兩向軋輥過程和上述四向軋輥過程，以及在本發(fā)明的上述過程模式中插入已知的過程(裝置)。另外，根據(jù)本發(fā)明的方管成形方法，當(dāng)包括通過將本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的交替兩向軋輥來使原管成形的過程時(shí)，可通過在再成形過程之前對即將成為方管斷面拐角部的原管部位進(jìn)行加熱來提高該過程的效率。本發(fā)明的方管成形裝置的特征在于具有一種軋輥成形生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線在期望實(shí)現(xiàn)選定的各種過程模式的所需各級布置具有四向軋輥結(jié)構(gòu)和兩向軋輥結(jié)構(gòu)的各成形軋輥架，所述成形軋輥架通過將上述本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)造成所謂的四向軋輥來實(shí)施原管成形的過程和通過將所述成形軋輥構(gòu)造成所謂的交替兩向軋輥來使實(shí)施原管成形的過程。例如，可采取多種軋輥架的組合，例如這種裝置結(jié)構(gòu)，即，在該再成形裝置的第一級和最后一級采用由根據(jù)本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)成的四向軋輥架，并在第一級和最后一級之間布置單個(gè)或多個(gè)由根據(jù)本發(fā)明的成形軋輥構(gòu)成的兩向軋輥架。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方管成形裝置中，可采用設(shè)有加熱手段的結(jié)構(gòu)，該加熱手段用于在利用成形軋輥架成形之前對即將成為方管斷面拐角部的原管部位預(yù)先進(jìn)行加熱。此外，設(shè)有多級成形軋輥架的成形裝置是通用性的，但在這些裝置中可能存在用于預(yù)先確保原管的精確圓度和提高驅(qū)動(dòng)力的備用成形架。但是，由于這些備用成形架并不直接有助于方管的成形，因此在本發(fā)明中不計(jì)入方管成形過程的成形級。借助于采用本發(fā)明的成形軋輥的成形方法和成形裝置，通過在方管再成形過程的初級使即將成為鄰近方管拐角部的肩部的原管部位先于其它原管部位變直，可使用于完成產(chǎn)品的目標(biāo)形狀和尺寸的最后一級過程對周向擠壓和局部壓延的依賴性顯著減小。該結(jié)果減輕了拐角部及鄰近部位剛性不足的問題，改善了所得方管拐角部曲率的再現(xiàn)性和側(cè)部的平直度，并減少了最終產(chǎn)品中的壓痕和劃痕。除上述結(jié)果外，本發(fā)明還具有優(yōu)于專利文獻(xiàn)1中所公開的形成手段的效果。具體來講，通過構(gòu)造本發(fā)明的方管成形軋輥的口徑曲率，在上述多用途軋輥中消除了單一口徑曲率半徑和不同原管直徑的相容性問題，無須像現(xiàn)有方法一樣通過將所有產(chǎn)品的尺寸范圍劃分成多組以對應(yīng)各軋輥組件，并且大大減少了成形軋輥和成形級的數(shù)量。此外，在使用本發(fā)明的兩向軋輥結(jié)構(gòu)，通過4吏軋輥從上下或左右方向下壓原管斷面而成形時(shí)，由于原管未被限制的其它部位向外側(cè)的膨il^f艮容易產(chǎn)生彎曲反彈的趨勢，因此，與使用現(xiàn)有的四向軋輥結(jié)構(gòu)時(shí)相比，拐角部會(huì)更難控制，且側(cè)部成形效率降低，所以必須4吏用更多的成形級以細(xì)致地進(jìn)行逐步成形。借助于本發(fā)明，通過將成形過程構(gòu)造成組合四向結(jié)構(gòu)和兩向結(jié)構(gòu)的多種模式，著力于在軋輥的多用化效果與設(shè)備成本之間提供最優(yōu)平衡。例如，可在成形過程的最初級布置具有四向結(jié)構(gòu)的成形架，然后在可靠地確定方管拐角部預(yù)定部位的位置之后，通過布置具有兩向結(jié)構(gòu)的成形架，可提高兩向結(jié)構(gòu)的成形效率。此外，通過在成形過程的最后一級布置具有四向結(jié)構(gòu)的成形架，可更加可靠地完成拐角部形狀和尺寸，并可大大減少整個(gè)裝置的成形級數(shù)。此外，作為提高兩向軋輥結(jié)構(gòu)的成形效率的另一措施，對于本發(fā)明，在所述方管再成形過程之前預(yù)先對即將成為方管斷面拐角部的原管部位加管成形的過程。由于對即將成為拐角部的原管部位進(jìn)行局部加熱，從而與其它原管部位相比減小了變形阻力，因此抑制了用兩向軋輥成形時(shí)未被限制的原管部位發(fā)生彎曲反彈的現(xiàn)象，并與不加熱的成形過程相比減小了對四向軋輥架的依賴性，從而能進(jìn)一步減小需要更換軋輥的四向軋輥架的數(shù)此外，由于預(yù)先對拐角部預(yù)定部位加熱之后才進(jìn)行成形，并由于消除了原管的殘余應(yīng)力和加工硬化歷史，因此，可有效抑制由再成形過程造成的加工硬化和殘余應(yīng)力，從而使得能夠制造出質(zhì)量更高的方管產(chǎn)品。圖1是示出本發(fā)明笫一實(shí)施例的方管成形裝置的概略結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2為本發(fā)明具有由兩個(gè)曲率構(gòu)成的外周形狀的成形軋輥的正視圖；圖3為本發(fā)明具有由三個(gè)或三個(gè)以上的曲率構(gòu)成的外周形狀的成形軋輥的一個(gè)示例的正視圖4A是示出原管的部位的說明圖，圖4B是示出方管各部位的說明圖，其中，a-c和A-C表示原管和方管的部位；圖5是示出本發(fā)明笫二實(shí)施例的方管成形裝置的概略結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6是示出使用現(xiàn)有方法中其外周形狀由單一曲率構(gòu)成的成形軋輥的方管成形裝置的概略結(jié)構(gòu)的透視圖7是示出使用現(xiàn)有方法中其外周形狀由單一曲率構(gòu)成的成形軋輥的另一方管成形裝置的概略結(jié)構(gòu)的透視圖8為現(xiàn)有方法中具有V形凹部成形表面的成形軋輥的正視圖；圖9為現(xiàn)有方法中其外周形狀由單一曲率構(gòu)成的成形軋輥的正#見圖。熱，巧具體實(shí)施例方式本發(fā)明人注意到，在包括所有前述現(xiàn)有方法的現(xiàn)有方法中，方管成形裝置在成形軋輥的周面形狀即所謂的軋輥口徑的部位采用單弧形狀，如圖9所示，該單弧形狀在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上具有固定的曲率(R)。具體地，使用現(xiàn)有方法的成形軋輥時(shí)，以相同的節(jié)奏在成形過程的各級逐步使即將變成方管側(cè)部各部分的原管部位變直，但在完成拐角部(圖4A中的"a"和圖4B中的"A，，部分)和側(cè)部的最后一級過程中，因?yàn)猷徑战遣康膫?cè)部(圖4A中的"b"和圖4B中的"B"部分)與側(cè)部的中央部(圖4A中的"c"和圖4B中的"C，，部分)相比，不能獲得足夠的變直所需的彎矩，因此最終的目標(biāo)形狀、尤其是對拐角部及其鄰近部所要求的尺寸通過使周向擠壓和對肩部的局部壓延而獲得。本發(fā)明人認(rèn)識到，相關(guān)軋輥成形結(jié)構(gòu)不僅存在尺寸精度方面的問題，例如所成形的方管其側(cè)部平直度較差且拐角部的曲率不規(guī)則，而且還存在由于拐角部和肩部過度變形而導(dǎo)致方管產(chǎn)品剛性不足的問題，以及這些部位容易發(fā)生損壞等的問題。為解決這些問題，本發(fā)明的成形軋輥的特征在于，將成形軋^面在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上的曲率構(gòu)造成^f吏鄰近方管拐角部預(yù)定部位的原管部位(肩部預(yù)定部位)先于原管的其它部位(其它側(cè)部預(yù)定部位)變直。下面結(jié)合本發(fā)明的一種實(shí)施形式，此外，在這些附圖中，相同的部件用同一標(biāo)號表示，且不對其進(jìn)行重復(fù)說明。實(shí)施例1圖1為示出本發(fā)明的方管成形裝置的實(shí)施例1的透視圖。該實(shí)施例的方管成形裝置由10級成形軋輥構(gòu)成。其中，成形軋輥架10(下面稱為最遠(yuǎn)上游側(cè)成形軋輥架)進(jìn)行原管的初步成形，成形軋輥架30(下面稱為最遠(yuǎn)下游側(cè)成形軋輥架)進(jìn)行原管的最終成形，它們是具有所謂的四向軋輥結(jié)構(gòu)的軋輥架，上下成形軋輥對和左右成形軋輥對的各軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線"&置在同一原管斷面所在的平面內(nèi)。另一方面，布置在最遠(yuǎn)上游側(cè)的成形軋輥架IO和最遠(yuǎn)下游側(cè)的成形軋輥架30之間的成形軋輥架20由包含四級上下成形軋輥對21a-24a和四級左右成形軋輥對21b-24b構(gòu)成，成形軋輥架20中每一軋輥架的軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在不同的原管斷面所在的平面內(nèi)，并且是具有所謂的兩向軋輥結(jié)構(gòu)的成形禮輥架。于是，上下成形軋輥對21a-24a和左右成形軋輥對21b-24b以預(yù)定的間隔交替布置。此外，盡管圖中未示出，但各成形軋輥由眾所周知的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。然后，對所有所述成形軋輥而言，軋輥表面在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上的曲率構(gòu)造成通過軋輥使即將成為肩部的原管部位先于其它原管部位變直。例如，如圖2所示，在成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率中，限制即將成為鄰近方管拐角部的肩部的原管部位的曲率小于限制即將成為方管斷面的側(cè)部中央的原管部位的曲率。作為成形軋輥的一種更優(yōu)選的形式，可使用這種成形輥，即，如圖3部中央的原管部位的位置向兩外側(cè)均連續(xù)或梯級地變小。例如根據(jù)待成形的原管的外徑范圍和材料特性，可適當(dāng)選擇該附圖中的曲率半徑R1、R2…Rn。此外，根據(jù)產(chǎn)品側(cè)部尺寸的不同，需要更換同時(shí)限制原管四個(gè)方向的共有8個(gè)軋輥的成形軋輥架10和30,但是8級兩向成形軋輥(21a-24a和21b-24b)都是多用途軋輥。這是因?yàn)楦鞒尚诬堓伒谋砻嫘螤钣啥鄠€(gè)曲率構(gòu)成。例如，當(dāng)原管外徑很小時(shí)，由于使用了軋輥中央附近平均曲率半徑小的口徑部，因此側(cè)部成形量變得過大并且不產(chǎn)生壓痕。實(shí)施例2圖5為本發(fā)明方管成形裝置的實(shí)施例2的透視圖。該實(shí)施例的方管成形裝置由8級成形軋輥架構(gòu)成。這8級成形軋輥對由4級上下成形軋輥對21a-24a和4級左右成形軋輥對21b-24b構(gòu)成。而且，上下成形軋輥對和左右成形軋輥對以預(yù)定間隔交替布置。此外，這里使用的所有成形軋輥都與實(shí)施例l相同。例如，優(yōu)選為圖2和圖3所示的成形軋輥。此外，在該實(shí)施例中，在成形軋輥對上游側(cè)備有用于對即將成為最終方管斷面拐角部的原管部位加熱的加熱裝置40。具體地，在對即將成為方管斷面拐角部的原管部位加熱之后，該裝置通過具有與實(shí)施例1相同結(jié)構(gòu)的上下兩向軋輥架和左右兩向軋輥架使方管成形?？煽紤]使用各種加熱裝置，但優(yōu)選使用允許通過控制裝置進(jìn)行溫度控制，并能夠通過適當(dāng)選擇明顯低于原管材料變形阻力值的溫度范圍進(jìn)行加熱的加熱裝置。例如，該實(shí)施例使用中頻感應(yīng)加熱裝置。這種加熱裝置能夠根據(jù)與產(chǎn)品的厚度及拐角部對應(yīng)的斷面面積和成形速度適當(dāng)選擇頻率和輸入電流值對加熱溫度進(jìn)行控制，如該實(shí)施例所示，在方管再成形過程之前對即將成為拐角部的原管部位加熱，由于多用途兩向軋輥的使用使得成形的可靠性大幅提高，因此，需要更換軋輥的四向軋輥架的數(shù)量可減少或完全省略，這進(jìn)一步增強(qiáng)軋輥多用化的效果。實(shí)施例在下文中，本發(fā)明人在表2中示出參照圖6和7所述的現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明的實(shí)施例1和2的工作例在表1所示成形務(wù)fr下對方管成形的實(shí)際測試和數(shù)值模擬的比較。此外，圖7為專利文獻(xiàn)1中記載的成形裝置，該成形裝置僅由兩向軋輥構(gòu)成，且各成形軋輥的表面形狀具有單一曲率。此外，表中"現(xiàn)有技術(shù)(1)"是指使用圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)，而"現(xiàn)有技術(shù)(2)"是指使用圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)。而且，"發(fā)明(1)"是指本發(fā)明的實(shí)施例1的示例，而"發(fā)明(2)"是指本發(fā)明的實(shí)施例2的示例。成形裝置可能的成形范圍包括如表1所示的共17種方管產(chǎn)品。關(guān)于四向成形軋輥架，由于各軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在同一平面內(nèi)，因此由于來自機(jī)器的干擾，只可驅(qū)動(dòng)上下成形軋輥對或左右成形軋輥對。通常，只有上下成形軋輥對是帶有驅(qū)動(dòng)裝置的成形軋輥架，僅通過這些軋輥架很難獲得用于確保穩(wěn)定的成形速度的驅(qū)動(dòng)力。因此，在由四向軋輥架構(gòu)成的現(xiàn)有方管成形裝置(表2中"現(xiàn)有技術(shù)(1)")的上游側(cè)總是設(shè)置兩級四向軋輥架以增加驅(qū)動(dòng)力，對于這些軋輥架，有必要制備與方管尺寸類型相對應(yīng)的數(shù)量的軋輥。另一方面，使用兩向軋輥成形架時(shí)不存在所述的機(jī)器干擾問題，因此可同時(shí)驅(qū)動(dòng)上下成形軋輥對和左右成形軋輥對，并獲得足夠大的驅(qū)動(dòng)力。從而無需如現(xiàn)有技術(shù)一樣設(shè)置其它成形架。如圖2所示，當(dāng)使用"現(xiàn)有技術(shù)(l)"時(shí)，需要許多成形軋輥才能覆蓋表l的產(chǎn)品范圍，從而成本大大增加。此外，軋輥更換操作成為一種重大的負(fù)擔(dān)并嚴(yán)重影響可制造性。此外，使用"現(xiàn)有技術(shù)(2)"時(shí)，可完全實(shí)現(xiàn)多用化，從而可使所需成形軋輥的數(shù)量大幅減小，但由于需要大量成形級才能覆蓋表l的產(chǎn)品范圍，因此包含有軋輥位置控制系統(tǒng)的設(shè)備的成本及維護(hù)成為很大的負(fù)擔(dān)。另一方面，使用"發(fā)明(l)"時(shí)，由于在方管再成形過程的最遠(yuǎn)上游側(cè)和最遠(yuǎn)下游側(cè)設(shè)置四向軋輥架，因此必須為這些成形架中>^種產(chǎn)品尺寸制備專用軋輥，但兩向軋輥架的數(shù)量與"現(xiàn)有技術(shù)(2)"相比仍大大減少，從而在總成本和可制造性方面獲得有利平衡。此外，使用"發(fā)明(2)"時(shí)，由于對即將成為拐角部的原管部位進(jìn)行加熱并且隨后使變形阻力減小，因此無須4吏用四向軋輥架，比本發(fā)明(l)可進(jìn)一步顯著減少成形架和成形軋輥的數(shù)量，提高可制造性。此外，對于產(chǎn)品尺寸而言，尺寸相同的方管產(chǎn)品成形所需的原管直徑經(jīng)確認(rèn)，使用"發(fā)明(1)"和"發(fā)明(2)"與使用"現(xiàn)有技術(shù)(1)"和"現(xiàn)有技術(shù)(2)"相比，減小1.0-2.0%.這是因?yàn)橥ㄟ^使用本發(fā)明的成形軋輥和成形方法減輕了對成形中心原管的擠壓和壓延。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>以上說明了實(shí)施本發(fā)明的形式，但所述實(shí)施形式只是實(shí)施本發(fā)明的示例。因此，本發(fā)明不限于所述實(shí)施形式，而是可在不背離本發(fā)明目的的范圍內(nèi)適當(dāng)改動(dòng)所述實(shí)施形式，工業(yè)應(yīng)用性如實(shí)施例中所闡明的那樣，本發(fā)明能夠使得用于完善產(chǎn)品的目標(biāo)形狀和尺寸的最后一級過程對周向擠壓和肩部局部壓延的依賴性顯著減小，并減輕拐角部及鄰近部位剛性不足的問題，改善所得方管拐角部曲率的再現(xiàn)性和側(cè)部的平直度，并同時(shí)使得可用原管制造高質(zhì)量的方管，并在軋輥多用途使用中消除不同原管直徑與單一口徑曲率半徑的相容性問題，可實(shí)現(xiàn)成形軋輥和成形級的數(shù)量大幅減少的成形軋輥的多用化，并可經(jīng)濟(jì)利用材料。權(quán)利要求1.在一裝置中使用的成形軋輥，該裝置用于通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋輥對和左右成形軋輥對將具有圓形斷面的圓原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管，并且所述成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率構(gòu)造成使得鄰近方管拐角部預(yù)定部位的原管部位先于其它原管部位變直。2.在一裝置中使用的成形軋輥，該裝置用于通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原的圓原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管；在所述成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率中，用于限制鄰近所述方管拐角部預(yù)定部位的原管部位的曲率小于用于限制即將成為方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏那?3.在一裝置中使用的成形軋輥，該裝置用于通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原的圓原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管；所述成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率從用于限制即將成為所述方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏奈恢孟騼赏鈧?cè)連續(xù)或梯級地變小。4.一種通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋輥對和左右成形軋輥對將具有圓形斷面的圃原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管的成形方法，該方法使用權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的成形軋輥。5.—種通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋形斷面的方管的成形方法，該方法將至少一對所述上下成形軋輥對和至少原管斷面所在的平面內(nèi)；并通過使用權(quán)利要求1-3中所述的成形軋輥^(吏所述原管成形。6.—種通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋輥對和左右成形軋輥對將具有圓形斷面的原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管的成形方法，該方法在通過所述成形軋輥對成形之前首先對即將成為方管斷面拐角部的原管部位加熱，隨后將至少一對所述上下成形軋輥對和至少一對所述左右成形軋輥對的各軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在就各軋輥對而言不同的原管斷面所在的平面內(nèi)；并通過使用權(quán)利要求1-3中所述的成形軋輥使所述原管成形。7.—種通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋輥對和左右成形軋輥對將具有圓形斷面的圓原管逐步成形為具有方形或矩形斷南的方管的方管成形裝置，該裝置將所述上下成形軋輥對和所述左右成形軋輥對布置成多級，并將至少一級所述上下成形軋輥對和所述左右成形軋輥對的各軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在就各軋輥對而言不同的原管斷面所在的平面內(nèi)；并通過權(quán)利要求1-3中所述的成形軋輥構(gòu)造所述上下成形軋輥對和所述左右成形軋輥對。8.—種通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在原管斷面所在的平面內(nèi)的上下成形軋輥對和左右成形軋輥對將具有圓形斷面的圓原管逐步成形為具有方形或矩形斷面的方管的方管成形裝置，該裝置提供用于在通過所述成形軋輥成形之前對即將成為方管斷面拐角部的原管部位加熱的加熱裝置，并將所述上下成形軋輥對和所述左右成形軋輥對布置成多級，并將至少一對所述上下成形軋輥對和至少一對所述左右成形軋輥對的各軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置在不同原管斷面所在的平面內(nèi)；并通it^L利要求1-3中所述的成形軋輥構(gòu)造所述上下成形軋輥對和所述左右成形軋輥對.全文摘要本發(fā)明的目的在于，利用多用途軋輥通過將圓管軋輥成形為方管，低成本地制造具有高精度的形狀和尺寸及良好的內(nèi)部質(zhì)量的方管，在輥壓成形時(shí)在原管中即將成為方管拐角部和肩部的預(yù)定部位不施加過大載荷。本發(fā)明將成形軋輥表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的曲率構(gòu)造成使得鄰近方管拐角部預(yù)定部位的原管部位(肩部預(yù)定部位)先于其它原管部位(其它側(cè)部預(yù)定部位)變直，在成形軋輥架最遠(yuǎn)的上游側(cè)和最遠(yuǎn)的下游側(cè)布置四向軋輥結(jié)構(gòu)的軋輥架，并在上游和下游軋輥架之間布置上下和左右兩向軋輥結(jié)構(gòu)的軋輥架，因?yàn)椴捎媒Y(jié)構(gòu)為限制鄰近方管拐角部的肩部的原管部位的曲率小于限制即將成為方管斷面?zhèn)炔恐醒氲脑懿课坏那实某尚诬堓?，所以使軋輥的多用化效果和設(shè)備成本達(dá)到最優(yōu)平衡，并可以利用多用途軋輥以低成本制造優(yōu)質(zhì)方管。文檔編號B21C37/15GK101102857SQ200480044840公開日2008年1月9日申請日期2004年12月27日優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日發(fā)明者中野智康,木內(nèi)學(xué),王飛舟申請人:株式會(huì)社中田制作所