CN112275801B - 一种管件斜轧式环辊旋压机 - Google Patents

一种管件斜轧式环辊旋压机 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种管件斜轧式环辊旋压机，包括机架、环辊组件、侧压进组件、楔块、下导板组件、压下组件六个主要部分；环辊组件设置有两组，位于设备中部且前后安装，两环辊中部重合部分为待加工管件的加工区域；侧压进组件装于机架上，位于设备整体的左右两侧；两组下导板组件安装于机架上，其上分别对应安装着两组环辊组件及楔块，下导板组件与侧压进组件的运动输出端连接；压下组件位于设备上部，其运动输出端与两环辊组件连接。本发明具有送进角可调整、加工范围较广、生产效率高的特点。

Description

一种管件斜轧式环辊旋压机
技术领域
本发明涉及一种管件斜轧式环辊旋压机，它属于强力旋压与轧制成型技术领域。
背景技术
金属强力旋压具有可提升制品力学性能、可旋制无缝管件、尺寸公差小等优点。斜轧式旋压法是强力旋压中的一个类型，在加工管件时通过交错角及工件回转方向的合理调整，可以产生有助于金属轴向流动的张力，同时也可减轻金属堆积和扩径现象，并减少摩擦阻力和管壁中的残余应力。目前，各种不同类型的特殊零部件都需要强力旋压加工，多种专用旋压机需求旺盛，但管件斜轧式环辊旋压机设备类型较少，且送进角、工作角调整较为困难。
因此，发展不同类型的旋压设备，丰富市场上设备种类显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是解决现有管件斜轧式环辊旋压机类型较少，送进角调整困难和加工管件加工尺寸规格受限制的技术问题，提供一种送进角、工作角、减薄量可调整的管件斜轧式环辊旋压机。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种管件斜轧式环辊旋压机，其包括机架、环辊组件、侧压进组件、楔块、下导板组件、压下组件六个主要部分；环辊组件设置有两组，位于设备中部且前后安装，两环辊重合部分为待加工管件的加工区域；侧压进组件装于机架上，位于设备整体的左右两侧；楔块、环辊组件与侧压进组件的输出端连接；两组下导板组件安装于机架的下部，其上对应安装着两组环辊组件及楔块；压下组件位于设备上部，其运动输出端与环辊组件连接。
所述环辊组件设置有两组，位于设备中部且前后安装，二者结构相同；以前端环辊组件为例，其包括环辊模具、外部电机、小齿轮、小齿轮轴承、小轴承座、大齿轮、大齿轮轴承、大轴承座、大轴承座上部凹槽、大轴承座下部凸台；所述小齿轮、小齿轮轴承安装于小轴承座上；所述环辊模具、大齿轮、大齿轮轴承安装于大轴承座上。
所述侧压进组件分别位于设备的左部和右部，其结构相同，包括电机、蜗轮减速机、丝杠；以左侧侧压进组件为例，所述电机装于机架外侧，与蜗轮减速机连接，实现轴的转动；蜗轮减速机输出端与丝杠连接，在经过丝杠后，使得下导板组件、环辊组件实现左右移动；所述丝杠装于机架上。
所述楔块可根据工作角α的大小，调整其楔角；其与环辊组件的大轴承座侧面接触，并与下导板抵触连接。
所述两组下导板组件结构一致，以左侧下导板组件为例，其由下垫板、转动副、移动副、下导板组成；下垫板上、下表面之间存在一定角度，上表面为斜面，其与下表面所形成的楔角与送进角
Figure BDA0002757903710000021
相等；下垫板上部有凹槽、下部有圆柱凸台，凹槽与环辊组件中的大轴承座下部凸台结合；圆柱凸台与下导板开设的凹槽配合连接，形成转动副；下导板与机架之间通过导轨连接，形成移动副。
所述压下组件包括减速电机、蜗轮减速机、螺旋副、球铰接、移动副组；压下组件的动力由所述减速电机提供，先后与蜗轮减速机、螺旋副连接；螺旋副通过两个球铰接分别与两个移动副组连接；进而两个移动副组分别与两个环辊组件的顶部抵触连接。
所述两个移动副组结构相同，以左侧移动副组为例，其由基体板、两组楔块、球铰接板组成，球铰接板中部设有球面凹槽，球铰接与球铰接板中部球面凹槽抵触连接；基体板下部的凸块与环辊组件上大轴承座上部凹槽配合，实现左右方向移动；调整两组楔块的相对位置，使球铰接板实现前后方向移动。
与现有技术相比，本发明提供的管件斜轧式环辊旋压机，其管材加工尺寸范围较大，且送进角、工作角易调整，使得加工效率得到提升，而且机构布局紧凑、节省空间且调整原理巧妙合理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的机构运动简图；
图2是本发明环辊组件的机构运动简图；
图3是本发明环辊组件的外形示意图；
图4是本发明俯视视角的机构运动简图；
图5是本发明下垫板的结构示意图；
图6是本发明移动副组的结构示意图。
图中，1-机架；2-环辊组件；20-环辊模具；21-外部电机；22-小齿轮；23-小齿轮轴承；24-小轴承座；25-大齿轮；26-大齿轮轴承；27-大轴承座；28-大轴承座上部凹槽；29-大轴承座下部凸台；3-侧压进组件；31-电机；32-蜗轮减速机；33-轴；34-丝杠；4-楔块；5-下导板组件；51-下垫板；52-转动副；53-移动副；54-下导板；55-下垫板上部凹槽、56-圆柱凸台；57-下导板上部凹槽；6-压下组件；61-减速电机；62-蜗轮减速机；63-螺旋副；64、64′-球铰接；65、65′-移动副组；66-基体板；67、67′-楔块；68-球铰接板；68′-球铰接板中部球面凹槽；69-基体板下部凸台；7-待加工管件；8-工件加工区域；Δt-减薄量；X-管件加工轴线；X1-环辊中轴线；α-环辊中轴线X1与管件加工轴线X的夹角即工作角；
Figure BDA0002757903710000031
-环辊组件与芯模轴线之间的交错角即送进角。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种斜轧式环辊旋压机，其特征在于其包括机架1、环辊组件2、侧压进组件3、楔块4、下导板组件5、压下组件6六个主要部分；环辊组件2设置有两组，位于设备中部且前后安装，分别为2与2′，两环辊组件2与2′中部重合部分为待加工管件7的加工区域8；侧压进组件3装于机架1上，位于设备整体的左右两侧，分别为3与3′；两组下导板组件5与5′安装于机架1上，其上分别对应安装着两组环辊组件2与2′及楔块4与4′，下导板组件5与侧压进组件3的运动输出端连接；压下组件6位于设备上部，其输出运动端与环辊组件2与2′连接。
所述环辊组件2设置有两组，位于设备中部且前后安装，分别为2与2′，二者结构相同；以前端环辊组件2为例，其包括环辊模具20、外部电机21、小齿轮22、小齿轮轴承23、小轴承座24、大齿轮25、大齿轮轴承26、大轴承座27、大轴承座上部凹槽28、大轴承座下部凸台29；所述小齿轮22、小齿轮轴承23安装于小轴承座24；所述环辊筒体20、大齿轮25、大齿轮轴承26安装于大轴承座27上。在加工时，待加工管件7主要在两环辊组件2、2′中部重合部分即加工区域8进行斜轧式旋压加工。
所述侧压进组件3与3′分别位于设备的左部和右部，其结构相同，包括电机31、蜗轮减速机32、丝杠34；以左侧侧压进组件3为例，所述电机31装于机架1外侧，与蜗轮减速机32连接，实现轴33的转动；蜗轮减速机32输出端与丝杠34连接，在经过丝杠34后，使下导板组件5、环辊组件2实现左右移动；所述丝杠34装于机架1上。所述侧压进组件3与3′可以实现较大范围的移动，进而实现减薄量Δt的大范围调整，增大了设备可加工管件的范围。
所述楔块4与环辊组件2的大轴承座27侧面接触，并与下导板54抵触连接。设计时，根据待加工管件7的加工尺寸，通过调整其楔角，进一步调整环辊组件2或2′中间轴线X1与进给方向X之间的角度α(即工作角度)。
所述两组下导板组件5、5′结构一致，以左侧下导板组件5为例，其由下垫板51、转动副52、移动副53、下导板54组成；下垫板51上、下表面之间存在一定角度，上表面为斜面，其与下表面所形成的楔角与送进角
Figure BDA0002757903710000041
相等。下垫板51上部有凹槽55、下部有圆柱凸台56，凹槽55与环辊组件2中的大轴承座下部凸台29结合，实现送进角/>
Figure BDA0002757903710000042
的调整；圆柱凸台56与下导板54开设的凹槽57转动连接，形成转动副52，在环辊组件2的侧面与楔块4抵触接触后，由于楔块4具有楔角，使得环辊组件2产生转动，转动副52配合楔块4实现工作角α的调整；下导板54与机架1之间通过导轨连接，形成移动副53，在调整减薄量时，使侧压进组件3沿着固定轨道推动下导板组件5，实现减薄量的精确调整。
所述压下组件6包括减速电机61、蜗轮减速机62、螺旋副63、球铰接64、64′、移动副组65、65′；压下组件6的动力由所述电机61提供；先后与蜗轮减速机62、螺旋副63连接，螺旋副63通过两个球铰接64、64′分别与两个移动副组65、65′连接；进而两个移动副组65、65′分别与两个环辊组件2、2′的顶部抵触连接。
所述两个移动副组65、65′结构相同，以左侧移动副组65为例，其由基体板66、两组楔块67、67′、球铰接板68组成，球铰接板68中部设有球面凹槽68′，球铰接64与球面凹槽68′抵触连接，基体板66下部的凸块69与环辊组件2上大轴承座上部凹槽28配合，实现左右方向移动；楔块67、67′的调整，使球铰接板68实现前后方向移动。
本发明中，待加工管件7旋轧加工过程为：在加工管件前，首先需将移动副组中楔块67、67′与球铰接板68的接触松开，待环辊组件2与2′调整完成后，重新将楔块67、67′与球铰接板68接触固定。
在加工管件前，通过侧压进组件3的移动来调整两环辊组件2与2′之间的重合部分(即工件加工区域8)用以调整减薄量Δt。调整时首先启动减速电机31，其动力在经过蜗轮减速机32后，使得轴33转动，经过丝杠34后，其转动转变成了左右移动，进而推动下导板54沿着与机架1间的导轨，实现移动，最终调整了加工区域8的大小。
此外，在加工管件前，通过调整楔块4的楔角，来调整环辊组件2、2′中间轴线X1与管件加工轴线X之间的角度即工作角α。首先需更换与工作角α相同楔角的楔块4，当两环辊组件2、2′侧面分别与楔块4抵触连接后，环辊组件2会产生一定的转动运动；此时，下垫板圆柱凸台56与下导板上部凹槽57配合形成的转动副52与楔块4的配合使环辊组件2的转动运动即工作角α的调整得以实现。
此外，在加工管件前，需根据送进角
Figure BDA0002757903710000043
的大小，来设计下导板组件5中的下垫板51的楔角，从而通过更换下垫板51，使送进角/>
Figure BDA0002757903710000044
得到调整。为了适应送进角/>
Figure BDA0002757903710000045
的调整，压下组件6也需随之进行对应调整，减速电机61首先被驱动，通过蜗轮减速机62、螺旋副63后，移动副组65、65′实现上下调整，使得球铰接64(或64′)与球铰接板68中部球面凹槽68′抵触连接。
在进行加工时，首先启动外部电机21，其驱动小齿轮22，进而带动大齿轮25、环辊模具20旋转；待加工管件7由外部送料装置沿着管件加工轴线X轴向送进，此时待加工管件7的外表面与环辊组件2的环辊模具20接触进行旋压加工。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种管件斜轧式环辊旋压机，其特征在于：包括机架(1)、环辊组件(2)、侧压进组件(3)、楔块(4)、下导板组件(5)、压下组件(6)六个主要部分；环辊组件(2)设置有两组，位于设备中部且前后安装，分别为(2)与(2′)，两环辊组件中部重合部分为待加工管件(7)的加工区域(8)；侧压进组件(3)装于机架(1)上，位于设备整体的左右两侧，分别为(3)与(3′)；两组下导板组件(5)与(5′)安装于机架(1)上，其上分别对应安装着两组环辊组件(2)与(2′)及楔块(4)与(4′)，下导板组件(5)与侧压进组件(3)的运动输出端连接；压下组件(6)位于设备上部，其输出运动端与环辊组件(2)与(2′)连接；
所述环辊组件(2)与(2′)结构相同，以前端环辊组件(2)为例，其包括环辊模具(20)、外部电机(21)、小齿轮(22)、小齿轮轴承(23)、小轴承座(24)、大齿轮(25)、大齿轮轴承(26)、大轴承座(27)、大轴承座上部凹槽(28)、大轴承座下部凸台(29)；所述小齿轮(22)、小齿轮轴承(23)安装于小轴承座(24)上；所述环辊模具(20)、大齿轮(25)、大齿轮轴承(26)安装于大轴承座(27)上；所述楔块(4)与大轴承座(27)侧面接触；
所述两组下导板组件(5)与(5′)结构一致，以左侧下导板组件(5)为例，其由下垫板(51)、转动副(52)、移动副(53)、下导板(54)组成；下垫板(51)的上、下表面之间存在一定角度，上表面为斜面，其与下表面所形成的楔角与送进角
Figure FDA0004065616750000011
相等；下垫板(51)上部有凹槽(55)、下部有圆柱凸台(56)，凹槽(55)与环辊组件(2)中的大轴承座下部凸台(29)结合；圆柱凸台(56)与下导板(54)开设的凹槽(57)配合连接，形成转动副(52)；下导板(54)与机架(1)之间通过导轨连接，形成移动副(53)；所述楔块(4)与下导板(54)抵触连接。
2.根据权利要求1所述的管件斜轧式环辊旋压机，其特征在于：所述侧压进组件(3)与(3′)分别位于设备的左部和右部，其结构相同，包括电机(31)、蜗轮减速机(32)、丝杠(34)；以左侧侧压进组件(3)为例，所述电机(31)装于机架(1)外侧，与蜗轮减速机(32)连接，实现轴(33)的转动；蜗轮减速机(32)输出端与丝杠(34)连接，在经过丝杠(34)后，使得下导板组件(5)、环辊组件(2)实现左右移动；所述丝杠(34)装于机架(1)上。
3.根据权利要求1所述的管件斜轧式环辊旋压机，其特征在于：所述楔块(4)可根据工作角α的大小，调整其楔角。
4.根据权利要求1所述的管件斜轧式环辊旋压机，其特征在于：所述压下组件(6)包括减速电机(61)、蜗轮减速机(62)、螺旋副(63)、球铰接(64)与(64′)、移动副组(65)与(65′)；压下组件(6)的动力由所述减速电机(61)提供；并先后与蜗轮减速机(62)、螺旋副(63)连接，螺旋副(63)通过两个球铰接(64)与(64′)分别与两个移动副组(65)与(65′)连接，进而两个移动副组(65)与(65′)分别与两个环辊组件(2)与(2′)的顶部抵触连接。
5.根据权利要求4所述的管件斜轧式环辊旋压机，其特征在于：所述两个移动副组(65)与(65′)结构相同，以左侧移动副组(65)为例，其由基体板(66)、两组楔块(67)与(67′)、球铰接板(68)组成，球铰接板(68)中间设有球面凹槽(68′)，球铰接(64)与球面凹槽(68′)抵触连接，基体板(66)下部有凸块(69)。
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