CN103143604B - 一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置 - Google Patents

Abstract

一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置，属于金属无切削加工领域，主要包括滚压成型及管材夹紧装置，其特征是滚压成型装置的构造是由四块弧形板构成筒形，其两端与左右轴承座固定连接，每个弧形板的轴向中心线上制有n个圆锥孔，孔内装有滚压球，弧形板通过轴承座与传动轴及主传动装置相联接，四块弧形板构成的筒形中装有丝杠心轴，丝杠心轴中部安装有n个弧面锥体，弧形锥体上的限位片卡在某个弧形板上，其弧面与滚压球相抵触，丝杠心轴两端通过轴承安装在左右轴承座内；滚压成型装置和和丝杠心轴具有各自的传动装置；管材夹紧装置构造是在管材圆周左右安装有可将管材夹紧或松开的夹紧装置。本发明优点是可实现无切削加工管材内壁环状沟槽。

Description

一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置

技术领域

本发明属于金属无切削压力加工技术领域，具体涉及一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置。

背景技术

目前，管材内壁环状沟槽的成型，多采用机械切削加工，如车、镗、铣等的方式，效率低，金属消耗量大。采用无切削加工，如轧制、搓制、等方式只能使管材内壁形成连续螺旋沟槽，无法生成具有一定距离间隔的环状沟槽,专利CN101402126所公布的是一种内螺纹管成型装置是应用滚压方式加工管壁内螺纹，而无法加工间隔的环状沟槽；专利CN 102240883 A所公布的缸筒内孔的滚压方法是适合于冷态下小压下量的精整加工，其滚压头只具有单排滚子，镗杆是悬臂结构，刚度差，滚压体进给无法在线动态调整。

发明内容

本发明目的是提供一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置，可实现无切削的管材内壁环状向槽的一次成型。

本发明是这样实现的：它包括有滚压成型装置Ⅰ、主传动装置Ⅱ、管材夹紧装置Ⅲ、接轴及接轴传动装置Ⅳ，其特征为如图1所示，安装在地基上的升降液压缸8的活塞杆端部与管材夹紧装置Ⅲ底部相连接，滚压成型装置Ⅰ左端悬臂被托辊11支承着与管材夹紧装置Ⅲ右端相邻，托辊11被安装在工作平台13上的升降液压缸10支承着，滚压成型装置Ⅰ右端通过传动轴18与主传动装置Ⅱ相连结，主传动装置Ⅱ安装在传动平台14上，安装在工作平台13上的水平液压缸12与传动平台14相连接带动传动平台14水平移动，管材夹紧装置Ⅲ的左端部安装有起定位管材作用的挡块2，同时在管材夹紧装置Ⅲ的左方轴向中心线上安装有接轴3，接轴3下部被安装在工作平台13上的升降液压缸7支承着，接轴3的左端通过万向接轴4与安装在工作平台13上的接轴传动装置相连接，接轴3右端通过牙嵌与滚压成型装置Ⅰ中的丝杠心轴27端部连接，工作平台13通过水平油缸15与地基连结。如图1和图2所示，安装在地基上的液压升降缸9与托辊22的底部支撑连结。

所述的滚压成型装置Ⅰ的结构是为图3、4、5、6、7、8、9、所示，弧形板24的横断面形状与左右轴承座23、23’圆周上的弧形凹槽30形状相同、大小一致、相互配合，将4个弧形板24按上下左右安装在左右轴承座23、23’之间，并用螺钉孔31内的螺钉29进行紧固，弧形板24的内外表面均为圆弧形，在其轴向中心线上制有n个内小外大的圆锥形孔32，n为正整数，在每个锥形孔内均放置有滚压球25，丝杠心轴27通过左右端安装的滚动轴承安装在左右轴承座23、23’内，在丝杠心轴27中部安装有n个弧面锥体26，每个弧面锥体26的弧面均与对应的滚压球25相抵触，并通过弧形椎体上的限位片28卡住某一个弧形板，丝杠心轴27的左端通过牙嵌与接轴3连接，右轴承座23’与传动轴18相连接。

所述的管材夹紧装置Ⅲ的构造是为图2、11、12所示，在管材1圆周面的左右两侧，分别安装有左右夹紧块21、21’，左右夹紧块21、21’的内表面为半圆弧面，在半圆弧面的轴向开有h个矩形沟槽34，在矩形沟槽内通过轴承安装有m排夹紧辊33，h、m均为正整数，夹紧辊的辊面为圆弧形，其弧面与管材1的外表面相适应，左右夹紧块21、21’分别安装在左右夹紧座19、19’上，通过左右夹紧油缸20、20’带动对管材夹紧或松开，左右夹紧座19、19’由安装在地基上的升降液压缸8支撑。

通过改变弧形板24轴向中心线上的锥形孔的形状，在孔内安装圆柱体或圆锥体，加工出的环状沟槽截面将变成矩形或锥形。

本发明的优点和积极效果是：(1)本发明通过弧面锥体在丝杠心轴上前后移动而推进滚压球在管材内壁加工出环状沟槽，沟槽深度达到滚压球直径的一半；(2)本发明所述的管材夹紧装置，具有多排呈半圆弧布置的夹紧辊，夹紧辊抱紧管材的同时，使得管材在被滚压过程中通过夹紧辊与管材之间的滚动而沿着轴向小幅度的伸缩，有利于沟槽处被滚压出的金属的流动；(3)本发明所述的滚压成型装置具有传动轴和可升降接轴的“双支撑”，使滚压成型装置和接轴可方便实现插入和拔出；同时，本发明所述的滚压头和丝杠心轴通过主传动装置和接轴传动装置的“双传动”形式，由其速度差控制弧面锥体在丝杠心轴上的推进速度进而使滚压球、滚珠或滚柱沿管材径向的进给速度实现在线动态调整；(4)本发明所述的弧形板沿长度方向具有多个孔，可同时加工多个沟槽，具有较高的效率；同时弧形板之间保留足够的间隙，提高散热效果，并易于热滚压过程中的铁皮散落和清除；(5)本发明中弧形板上的锥形孔改变形状，将滚压球替换成圆柱，圆锥，并相应改变滚压体的旋转母线形状，从而加工出管材内壁不同截面形状的沟槽；(6)本发明所述的滚压成型装置、可升降的接轴、传动轴当由液压缸15推进工作平台13而整体进行轴向进给时，配合滚压体的径向进给运动可以实现管材内壁恒厚度或变厚度旋压。

附图说明

图1为本发明的结构简图

图2为图1中局部K向视图

图3为本发明中滚压装置结构剖视图

图4为图3中C-C剖视图

图5为图3中B-B剖视图

图6为本发明中右轴承座正视图

图7为图6中D-D剖视图

图8为本发明中弧形板示意图

图9为本发明中弧面锥体正视图

图10为图9中E-E剖视图

图11为图2中A-A剖视图

图12为本发明中左、右夹紧块内表面结构视图

图中：

Ⅰ——滚压成型装置；Ⅱ——主传动装置；Ⅲ——管材夹紧装置；Ⅳ——接轴及接轴传动装置

1——管材；2——挡块；3——接轴；4——万向接轴；5——减速箱；6——电动机；7——升降液压缸；8——升降液压缸；9——升降液压缸；10——升降液压缸；11——托辊；12——水平液压缸；13——工作台；14——传动台；15——水平液压缸；16——电动机；17——减速箱；18——传动轴；19、19’——左右夹紧座；20、20’——左右夹紧油缸；21、21’——左右夹紧块座；22——托辊；23、23’——左右轴承座；24——弧形板；25——滚压球；26——弧面锥体；27——丝杠心轴；28——限位片；29——螺钉；30——弧形凹槽；31——螺钉孔；32——锥形孔；33——夹紧辊；34——矩形沟槽；35——轴承

具体实施方式

如图1所示，将轧制终了的热态管材1吊放在被升降液压缸9支承的托辊22上，并使管材1左端与挡块2相抵触，启动左右夹紧油缸20、20’将管材1夹紧，启动升降液压缸8调节管材轴心线与滚压成型装置Ⅰ的中心线重合，启动水平液压缸12，推动滚压成型装置Ⅰ、主传动装置Ⅱ一起向左移动，使滚压成型装置Ⅰ进入到管材1的孔内，并达到使滚压成型装置中的丝杠心轴27的左端与接轴3的右端相嵌合，启动主传动装置Ⅱ通过传动轴18带动左右轴承座23、23’及弧形板24转动，同时启动接轴传动装置Ⅳ，带动接轴3及丝杠心轴27转动，迫使滚压球25在弧形板24上的锥形孔32内滚动并朝向弧形板的外表面进给，对管材内壁旋压使其产生变形，并达到使管材内壁形成环形的沟槽。

滚压完成后，通过传动装置旋转方向的改变，使弧面锥体26相对丝杠心轴27沿着进给的反向移动，使滚珠退回锥形孔内，再将滚压成型装置1拔出，完成滚压过程。

Claims (3)

1.一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置，它包括有滚压成型装置（Ⅰ）、主传动装置（Ⅱ）、管材夹紧装置（Ⅲ）、接轴及接轴传动装置（Ⅳ），其特征是安装在地基上的升降液压缸（8）的活塞杆端部与管材夹紧装置（Ⅲ）底部相连接，滚压成型装置（Ⅰ）左端悬臂被托辊（11）支承着与管材夹紧装置（Ⅲ）右端相邻，托辊（11）被安装在工作平台（13）上的升降液压缸（10）支承着，滚压成型装置（Ⅰ）右端通过传动轴（18）与主传动装置（Ⅱ）相连结，主传动装置（Ⅱ）安装在传动平台（14）上，安装在工作平台（13）上的水平液压缸（12）与传动平台（14）相连接带动传动平台（14）水平移动，管材夹紧装置（Ⅲ）的左端部安装有起定位管材作用的挡块（2），同时在管材夹紧装置（Ⅲ）的左方轴向中心线上安装有接轴（3），接轴（3）下部被安装在工作平台（13）上的升降液压缸（7）支承着，接轴（3）的左端通过万向接轴（4）与安装在工作平台（13）上的接轴传动装置相连接，接轴（3）右端通过牙嵌与滚压成型装置（Ⅰ）中的丝杠心轴（27）端部连接，所述的滚压成型装置（Ⅰ）的结构是弧形板（24）的横断面形状与左右轴承座（23、23’）圆周上的弧形凹槽（30）形状相同、大小一致、相互配合，将4个弧形板（24）按上下左右安装在左右轴承座（23、23’）之间，弧形板（24）的内外表面均为圆弧形，在其轴向中心线上制有n个内小外大的圆锥形孔，n为正整数，在每个圆锥形孔内均放置有滚压球（25），丝杠心轴（27）通过左右端安装的滚动轴承安装在左右轴承座（23、23’）内，在丝杠心轴(27)中部安装有n个弧面锥体(26)，每个弧面锥体(26)的弧面均与对应的滚压球(25)相抵触，弧面锥体(26)的限位片(28)卡住其中一个弧形板(24)，丝杠心轴(27)的左端通过牙嵌与接轴(3)连接，右轴承座(23’)与传动轴(18)相连接，管材夹紧装置(Ⅲ)的构造是在管材(1)圆周面的左右两侧，分别安装有左右夹紧块(21、21’)， 左右夹紧块(21、21’)的内表面为半圆弧面，在半圆弧面的轴向开有h个矩形沟槽(34)，在矩形沟槽内通过轴承安装有m排夹紧辊(33)，h、m均为正整数，夹紧辊的辊面为圆弧形，其弧面与管材(1)的外表面相适应，左右夹紧块(21、21’)分别安装在左右夹紧座(19、19’)上，通过左右夹紧油缸(20、20’)带动对管材夹紧或松开。

2.如权利要求1所述的一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置，其特征在于所述的弧形板轴向中心线上制有的n个方形锥孔替代圆锥形孔（32），孔内对应安装的是圆柱体替代滚压球（25），n为正整数。

3.如权利要求1所述的一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置，其特征在于所述的弧形板轴向中心线上制有的n个锥形锥孔替代圆锥形孔（32），孔内对应安装的是圆锥体替代滚压球（25），n为正整数。