本实用新型涉及金属异型长材的冷成型加工领域，具体涉及一种金属异型长材冷成型的加工装置。
背景技术：
金属异型材是一种能够适用于石油化工、矿业、造纸、筛选过滤器、汽车、航天、航空、医疗器械等多个行业的异型金属线材，其需求十分巨大。随着大型机械工业的发展，对金属异型材的尺寸要求也越来越高。由于径向尺寸大的金属异型材能够适用于更大型的机械，而轴向尺寸大的金属异型材，更加便于后续的加工和运输。因此，基于上述事实，对于径向尺寸和轴向尺寸都较大的大规格金属异型长材的需求量不断增加。但是，传统的用于金属线材冷成型加工的压延设备，由于其结构限制，其只能适用于径向尺寸较小（8mm以下）、轴向尺寸较小且减面率要求低的异型线材加工，而径向尺寸和轴向尺寸都较大且减面率要求高的异型长材，如直径在10mm到25mm之间、减面率在30%到50%之间的异型长材，现有的压延设备无法直接加工生产，而多台压延设备配合加工，一方面生产效率低下，另一方面，加工的金属异型长材压延精度和直线度无法保证。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种金属异型长材冷成型的加工装置，该加工装置能够实现大尺寸、大规格的金属异型长材的冷成型加工，保证了加工成型的金属异型长材的压延精度和直线度，同时生产效率高。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种金属异型长材冷成型的加工装置，所述加工装置包括沿着加工方向依次设置的放卷单元、至少两组冷成型单元以及收卷单元，
所述冷成型单元包括，
第一矫直组件，所述第一矫直组件包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材垂直加工方向的两侧的矫直辊、绕着所述矫直辊的周向开设于所述矫直辊的辊面上的矫直槽，所述矫直辊的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，所述金属异型长材能够配合的卡嵌于所述矫直槽中；
冷轧组件，所述冷轧组件包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于所述金属异型长材垂直加工方向的两侧的第一轧辊、两个沿着水平方向排布且分别可转动的设于所述金属异型长材垂直加工方向的两侧的第二轧辊、用于驱动所述第一轧辊和所述第二轧辊转动的第一驱动模块，所述第一轧辊的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，所述第二轧辊的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着竖直方向延伸；
辊模组件，所述辊模组件包括多个分别可转动的设于所述金属异型长材垂直加工方向的周侧的塑型辊，所述的多个塑型辊之间形成有塑型通道，所述金属异型长材能够配合的穿过所述塑型通道；
所述金属异型长材能够依次经过所述第一矫直组件、所述冷轧组件和所述辊模组件。
优选地，所述冷轧组件还包括沿着所述第一轧辊的周向设于所述的两个第一轧辊的至少一个的辊面上的第一凸起部，和/或，沿着所述第二轧辊的周向设于所述的两个第二轧辊的至少一个的辊面上的第二凸起部。
优选地，所述冷成型单元还包括设于所述冷轧组件和所述辊模组件之间的张紧组件，所述张紧组件包括沿着加工方向依次设置的两个可转动的第一张紧辊、可转动且能够沿着竖直方向滑动的设于所述的两个第一张紧辊之间的间隙下方的第二张紧辊、用于驱动所述第二张紧辊滑动的第二驱动模块。
优选地，所述加工装置还包括沿着加工方向依次设于所述放卷单元和所述冷成型单元之间的焊接模块、除锈模块以及减径模块，所述焊接模块，用于为所述金属异型长材焊接续料；所述除锈模块，用于为所述金属异型长材除锈；所述减径模块，用于为所述金属异型长材减径。
优选地，所述加工装置还包括沿着加工方向依次设于所述冷成型单元和所述收卷单元之间的第二矫直组件、涂油模块以及导向模块，所述第二矫直组件，用于加工成型的所述金属异型长材的再次矫直；所述涂油模块，用于为再次矫直的所述金属异型长材喷涂防锈油；所述导向模块，用于为涂油后的所述金属异型长材导向，使其便于收卷。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的一种金属异型长材冷成型的加工装置，通过冷成型单元中的第一矫直组件、冷轧组件和辊模组件的设置，能够最大限度的保证加工的金属异型长材的冷轧压延精度和直线度；同时至少两组冷成型单元的设置，能够实现金属异型长材的连续辊压，实现大尺寸、大规格的金属异型长材的冷成型加工。
附图说明
附图1为本实用新型的具体实施例的结构示意图；
附图2为本实用新型的第一矫直组件的垂直加工方向的截面示意图；
附图3为本实用新型的冷轧组件的俯视结构示意图；
附图4为本实用新型的辊模组件的垂直加工方向的截面示意图；
附图5为本实用新型的张紧组件的结构示意图；
附图6为由本实用新型的具体实施例中的加工装置制得的金属异型长材产品的径向截面示意图。
其中：1、放卷单元；2、收卷单元；3、第一矫直组件；3a、矫直辊；3b、矫直槽；4、冷轧组件；4a、第一轧辊；4b、第二轧辊；5、辊模组件；5a、塑型辊；5b、塑型通道；6、张紧组件；6a、第一张紧辊；6b、第二张紧辊；6c、第二驱动模块；7、焊接模块；8、除锈模块；9、减径模块；10、第二矫直组件；11、涂油模块；12、导向模块；12a、第一导向模块；12b、第二导向模块；13、牵引模块；
100、金属异型长材。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图1-6所示，一种金属异型长材冷成型的加工装置，包括沿着加工方向依次设置的放卷单元1、至少两组冷成型单元以及收卷单元2。在这里，该加工装置还包括控制单元（图中未示出），用于控制放卷单元1、冷成型单元和收卷单元2的运行。这里的控制单元为现有技术中的控制箱，具体结构不赘述。
放卷单元1包括可转动的设置的放卷辊，金属异型长材100绕卷于放卷辊上，并通过电机驱动放卷辊转动，实现金属异型长材100的放卷。收卷单元2包括可转动的设置的收卷辊，并通过电机驱动收卷辊转动，实现金属异型长材100的收卷。
冷成型单元包括，
第一矫直组件3，第一矫直组件3包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的矫直辊3a、绕着矫直辊3a的周向开设于矫直辊3a的辊面上的矫直槽3b，矫直辊3a的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，金属异型长材100能够配合的卡嵌于矫直槽3b中。这里，第一矫直组件3有两组，且沿着加工方向排布。通过第一矫直组件3的设置，能够对金属异型长材100起到导位作用，保证大规格大尺寸的金属异型长材100在加工时的直线度。
冷轧组件4，冷轧组件4包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的第一轧辊4a、两个沿着水平方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的第二轧辊4b、用于驱动第一轧辊4a和第二轧辊4b转动的第一驱动模块（图中未示出），第一轧辊4a的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，第二轧辊4b的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着竖直方向延伸。在这里，通过冷轧组件4的设置，利用两个第一轧辊4a以及两个第二轧辊4b的配合，实现金属异型长材100的四辊压延，有效的保证了金属异型长材100成型加工的稳定性以及压延尺寸精度。这里的第一驱动模块为驱动电机。在这里，该冷轧组件4还包括用于控制所述第一轧辊4a和第二轧辊4b沿着加工方向移动的支架，该支架为螺杆，且能够在伺服电机的驱动下带动第一轧辊4a和第二轧辊4b移动。第一轧辊4a和第二轧辊4b连接于该螺杆上，通过丝杆传动实现移动。通过支架的设置使得第一轧辊4a和第二轧辊4b能够移动轧制，提高了轧制效果。
在本实施例中，冷轧组件4还包括沿着第一轧辊4a的周向设于两个第一轧辊4a的至少一个的辊面上的第一凸起部，和/或，沿着第二轧辊4b的周向设于两个第二轧辊4b的至少一个的辊面上的第二凸起部。在这里，第一凸起部和第二凸起部能够在第一轧辊4a和第二轧辊4b的转动过程中，实现金属异型长材100表面的开槽，实现不同截面形状的金属异型长材100的加工。这里，还可在第一轧辊4a和第二轧辊4b的辊面上开设型腔，用于加工金属异型长材100表面的凸起。
辊模组件5，辊模组件5包括多个分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的周侧的塑型辊5a，多个塑型辊5a之间形成有塑型通道5b，金属异型长材100能够配合的穿过塑型通道5b。在这里，塑型辊5a有四个，且分别位于金属异型长材100垂直加工方向的上下左右侧。通过辊模组件5的设置，能够对金属异型长材100的形状和尺寸进行修整，同时能够配合第一矫直组件3实现导位作用。
在本实施例中，金属异型长材100能够依次经过第一矫直组件3、冷轧组件4和辊模组件5，实现冷轧压延，通过第一矫直组件3、冷轧组件4和辊模组件5的相互配合，能够最大限度的保证加工的金属异型长材100的冷轧压延精度和直线度。在这里，冷成型单元有五组，通过五组冷成型单元的设置，实现金属异型长材100的连续辊压，能够实现大尺寸、大规格的金属异型长材100的冷成型加工。这里的五组冷成型单元，前四组用于产品的初步成型，第五组用于产品最终成型和精整。
上述冷成型单元还包括设于冷轧组件4和辊模组件5之间的张紧组件6，张紧组件6包括沿着加工方向依次设置的两个可转动的第一张紧辊6a、可转动且能够沿着竖直方向滑动的设于两个第一张紧辊6a之间的间隙下方的第二张紧辊6b、用于驱动第二张紧辊6b滑动的第二驱动模块6c。在这里，金属异型长材100能够沿着加工方向依次经过第一个第一张紧辊6a、第二张紧辊6b以及第二个第一张紧辊6a，通过第一张紧辊6a和第二张紧辊6b实现金属异型长材100的张紧。在本实施例中，第二驱动模块6c为气缸，在第二张紧辊6b一侧设置有位移传感器。由于金属异型长材100冷轧压延后其轴向长度会拉长，这就要求加工装置后方的轧辊转速大于前方的轧辊，两者的速度对应匹配。而当金属异型长材100前后的轧辊转动速度无法匹配时，其会发生位移，当位移传感器检测到金属异型长材100在竖直方向上的位移超过设定值时，位移传感器将位移信号传递给控制单元，控制单元控制气缸带动第二张紧辊6b上下移动，同时调整张紧组件6前后的冷轧组件4内轧辊的转动速度，控制前方的轧辊减速和/或控制后方的轧辊加速，以实现金属异型长材100的再次张紧，进而达到整个加工装置的前后速度匹配。这里，位移传感器的设定位移根据具体需要设置。
该加工装置还包括沿着加工方向依次设于放卷单元1和冷成型单元之间的焊接模块7、除锈模块8以及减径模块9，焊接模块7，用于为金属异型长材100焊接续料；除锈模块8，用于为金属异型长材100除锈；减径模块9，用于为金属异型长材100减径。这里的焊接模块7为现有技术中的碰焊机，除锈模块8为现有技术中的剥壳除锈机或砂带除锈机，减径模块9为现有技术中的减径机，同时该加工装置还包括用于配合减径机拉动金属异型长材100实现减径的牵引模块13，该牵引模块为现有技术中的卧式拉机。这里，通过焊接模块7的设置，能够将不同卷次的金属异型长材100首尾焊接在一起，保证了加工过程的连续性，提高了加工效率；通过除锈模块8的设置，能够将待加工的金属异型长材100表面的锈迹除去，保证了加工的产品质量；减径模块9的设置能够对径向尺寸偏大的金属异型长材100的直径进行调整使其符合要求。
该加工装置还包括沿着加工方向依次设于冷成型单元和收卷单元2之间的第二矫直组件10、涂油模块11以及导向模块12，第二矫直组件10，用于加工成型的金属异型长材100的再次矫直；涂油模块11，用于为再次矫直的金属异型长材100喷涂防锈油；导向模块12，用于为涂油后的金属异型长材100导向，使其便于收卷。这里的第二矫直组件10包括分别设于金属异型长材100上下两侧的多个辊轴，且上下两侧的辊轴依次交错对应的设置，上方的辊轴位于下方相邻两个辊轴的间隙上方，下方的辊轴位于上方相邻两个辊轴的间隙下方，每个辊轴上沿其周向均设有辊槽，用于金属异型长材100的最后矫直；涂油模块为现有技术中的涂油机；导向模块12包括依次设置的第一导向模块12a和第二导向模块12b，第一导向模块12a包括位于金属异型长材100下方的第一导向辊，第二导向模块12b包括分别位于金属异型长材100上下两侧的第二导向辊和第三导向辊，第一导向辊、第二导向辊和第三导向辊用于实现金属异型长材100的收卷导向。
基于上述金属异型长材冷成型加工装置的加工工艺，其包括如下步骤：
（1）矫直：对横截面为圆形的金属长材原料进行矫直处理。在这里，矫直处理由第一矫直组件3实现。第一矫直组件3包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的矫直辊3a、绕着矫直辊3a的周向开设于矫直辊3a的辊面上的矫直槽3b，矫直辊3a的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，金属异型长材100能够配合的卡嵌于矫直槽3b中。
（2）冷轧：对步骤（1）中矫直处理后的金属长材原料进行冷轧压延。在这里，冷轧压延通过冷轧组件4实现。冷轧组件4包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的的第一轧辊4a、两个沿着水平方向排布且分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的两侧的第二轧辊4b、用于驱动第一轧辊4a和第二轧辊4b转动的第一驱动模块，第一轧辊4a的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，第二轧辊4b的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着竖直方向延伸。
（3）塑型：将步骤（2）中冷轧压延后的金属长材原料送入辊模中，对金属长材原料的形状和尺寸进行修正。在这里，塑型通过辊模组件5实现。辊模组件5包括多个分别可转动的设于金属异型长材100垂直加工方向的周侧的塑型辊5a，多个塑型辊5a之间形成有塑型通道5b，金属异型长材100能够配合的穿过塑型通道5b。
（4）多道次轧制：对步骤（3）中塑型后的金属长材原料再次进行矫直处理，随后重复步骤（2）和步骤（3），直至得到预设尺寸和形状的金属异型长材。这里，预设尺寸和形状可根据需要灵活制定。
（5）收卷处理：对步骤（4）中得到的金属异型长材再次进行矫直处理，随后在金属异型长材表面喷涂防锈油，最后经导向模块导向后收卷。这里的矫直处理通过第二矫直组件10实现。第二矫直组件10包括分别设于金属异型长材100上下两侧的多个辊轴，且上下两侧的辊轴依次交错对应的设置，上方的辊轴位于下方相邻两个辊轴的间隙上方，下方的辊轴位于上方相邻两个辊轴的间隙下方，每个辊轴上沿其周向均设有辊槽。喷涂防锈油通过涂油机实现。导向模块包括依次设置的第一导向模块12a和第二导向模块12b，第一导向模块12a包括位于金属异型长材100下方的第一导向辊，第二导向模块12b包括分别位于金属异型长材100上下两侧的第二导向辊和第三导向辊，第一导向辊、第二导向辊和第三导向辊用于实现金属异型长材100的收卷导向。
在本实施例中，在步骤（1）的矫直处理之前，上述加工工艺还包括对金属长材原料的预处理，预处理包括焊接续料、除锈以及减径。这里的焊接续料、除锈以及减径分别通过碰焊机、除锈机以及减径机实现。
基于上述加工装置和加工工艺制得的金属异型长材产品，该产品的径向截面为异型，且产品的径向长度为s1，轴向长度为s2，质量为m，其中10mm≤s2≤25mm，1000m≤s1≤1200m，2000kg≤m≤2200kg。如图6所示，这里的金属异型长材100的截面为带凹槽的异型，在本实施例中，其径向长度s1为20mm，轴向长度s2为1000m，且收卷为盘卷状，m为2000kg，便于后续加工和运输，满足了工业生产对大尺寸、大规格的金属异型长材的需求。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
1.一种金属异型长材冷成型的加工装置，其特征在于：所述加工装置包括沿着加工方向依次设置的放卷单元（1）、至少两组冷成型单元以及收卷单元（2），
所述冷成型单元包括，
第一矫直组件（3），所述第一矫直组件（3）包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于金属异型长材（100）垂直加工方向的两侧的矫直辊（3a）、绕着所述矫直辊（3a）的周向开设于所述矫直辊（3a）的辊面上的矫直槽（3b），所述矫直辊（3a）的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，所述金属异型长材（100）能够配合的卡嵌于所述矫直槽（3b）中；
冷轧组件（4），所述冷轧组件（4）包括两个沿着竖直方向排布且分别可转动的设于所述金属异型长材（100）垂直加工方向的两侧的第一轧辊（4a）、两个沿着水平方向排布且分别可转动的设于所述金属异型长材（100）垂直加工方向的两侧的第二轧辊（4b）、用于驱动所述第一轧辊（4a）和所述第二轧辊（4b）转动的第一驱动模块，所述第一轧辊（4a）的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着水平方向延伸，所述第二轧辊（4b）的转动轴线与加工方向相垂直设置且沿着竖直方向延伸；
辊模组件（5），所述辊模组件（5）包括多个分别可转动的设于所述金属异型长材（100）垂直加工方向的周侧的塑型辊（5a），所述的多个塑型辊（5a）之间形成有塑型通道（5b），所述金属异型长材（100）能够配合的穿过所述塑型通道（5b）；
所述金属异型长材（100）能够依次经过所述第一矫直组件（3）、所述冷轧组件（4）和所述辊模组件（5）。
2.根据权利要求1所述的一种金属异型长材冷成型的加工装置，其特征在于：所述冷轧组件（4）还包括沿着所述第一轧辊（4a）的周向设于所述的两个第一轧辊（4a）的至少一个的辊面上的第一凸起部，和/或，沿着所述第二轧辊（4b）的周向设于所述的两个第二轧辊（4b）的至少一个的辊面上的第二凸起部。
3.根据权利要求1所述的一种金属异型长材冷成型的加工装置，其特征在于：所述冷成型单元还包括设于所述冷轧组件（4）和所述辊模组件（5）之间的张紧组件（6），所述张紧组件（6）包括沿着加工方向依次设置的两个可转动的第一张紧辊（6a）、可转动且能够沿着竖直方向滑动的设于所述的两个第一张紧辊（6a）之间的间隙下方的第二张紧辊（6b）、用于驱动所述第二张紧辊（6b）滑动的第二驱动模块（6c）。
4.根据权利要求1所述的一种金属异型长材冷成型的加工装置，其特征在于：所述加工装置还包括沿着加工方向依次设于所述放卷单元（1）和所述冷成型单元之间的焊接模块（7）、除锈模块（8）以及减径模块（9），所述焊接模块（7），用于为所述金属异型长材（100）焊接续料；所述除锈模块（8），用于为所述金属异型长材（100）除锈；所述减径模块（9），用于为所述金属异型长材（100）减径。
5.根据权利要求1所述的一种金属异型长材冷成型的加工装置，其特征在于：所述加工装置还包括沿着加工方向依次设于所述冷成型单元和所述收卷单元（2）之间的第二矫直组件（10）、涂油模块（11）以及导向模块（12），所述第二矫直组件（10），用于加工成型的所述金属异型长材（100）的再次矫直；所述涂油模块（11），用于为再次矫直的所述金属异型长材（100）喷涂防锈油；所述导向模块（12），用于为涂油后的所述金属异型长材（100）导向，使其便于收卷。
技术总结