CN1225298A - 滚锻缩管法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种滚锻缩管法及其装置,包含有利用螺旋向的多数滚珠对圆形坯管进行环周渐进式滚压的缩管方法,以及为了简易施行该缩管法所制成的缩管装置;其中该螺旋向编列的多数滚珠是可被架构在一缩管装置内,该装置主要是由一内部挖设有对半分形的斜锥状的缩径穴壁的上、下模体组成,模体内埋设多数滚珠,并架构成缩径的螺旋向缩管模穴形态,特别适用于一些非铁合金所制成的金属圆管,能降低生产噪音,简化设备,减少购置成本,并能使缩管管壁光滑致密,无毛边或橘皮皱纹。

Description

滚锻缩管法及其装置

本发明涉及一种金属管件塑型加工方法及其装置，尤指一种滚锻缩管法及其装置。

本发明中所针对的金属管件，在材质上是可区分成较硬质的铁碳合金管(如钢管)以及较软质的非铁合金管(如铜管、铝管及锌管)。此等金属管经常被使用在一般机械结构组件或管路构件中，作为支撑管或输送管的使用；甚至有将金属管件再加塑型变化后，当作须适当荷重及装饰用途的金属栏管、金属椅管、自行车管或艺术饰管…等等管形物件使用，其运用场合非常广泛。然而，在制作符合以上所需的金属管件时，经常需求将管体加以弯制或缩型加工，以符合使用需求。其中以将金属管缩形成锥管状的技术而言，目前较佳的技术中仅有使用旋锻挤压(ROTARY SWAGER)方式，将金属管件锻缩成环周斜体的锥管状。惟知，采用旋锻法仅适合加工上述属于较硬质的铁碳合金管(如钢管)，若对较软质的非铁合金管(如铜、铝、锌等所制成的合金管)进行缩管加工时，管壁表面易形成粗糙的橘皮毛边，亦即会使缩型成斜锥状的管壁上无法呈现光滑致密的品质；同时旋锻设备的结构性较复杂，购置成本较高，不符合经济效益，且一当旋锻压模运作时噪音极大，难符合环保的需求。因此，要让较高硬度的铁碳合金管以及较软质的非铁合金管，皆能较简易式的适用于同一缩管设备上进行加工，且必须使缩管管壁上得以展现光滑致密的效果，采用已知的旋锻挤压(ROTARY SWAGER)方式是难以达成理想的。甚至使用现有的其他成型技术，皆难于简易取得无缝、无毛边暨具光滑致密的缩型管壁的效果。

本发明的目的是在于：针对现有技术的不足而提供一种简易式滚锻缩管法及其装置，特别适用于一些非铁合金所制成的金属圆管，在其需求将圆形管壁锻制成斜锥状管壁时所利用；能降低缩管加工过程中的噪音，并简化缩管设备的复杂性与购置成本，同时能使缩管管壁光滑致密，不致产生毛边或橘皮皱纹，极具有产业上的高度利用性。

为实现上述的目的，本发明主要是将多数滚珠排列成螺旋向渐缩的缩管模穴形态，并使缩管模穴能产生相同旋向的自转运作，再将圆形坯管定速给进该缩管模穴内，藉同等于螺旋进给方向的各滚珠，采取环周渐进方式压触坯管壁，进而促使坯管壁能被束缩滚锻成所需斜锥度的缩管成品。

本发明所提供的滚锻缩管方法，具体为：一种滚锻缩管法，是利用多数滚珠所架构而成可滚锻束缩管壁的方法，包含有：将多数可原地自由转动的滚珠排置在单一螺旋方向的摆线路径上，围绕成逐渐缩径的斜锥状的圆孔式缩管模穴，然后令缩管模穴产生相同螺旋方向的自转运作，并使坯管能以一定的给进速率和缩管模穴相啮合，藉逐渐缩径的螺旋向多数滚珠，以环周渐进方式去滚动压触坯管壁，促使坯管被束缩成需斜锥度的圆形缩管成品，以完成滚锻缩管加工。

而本发明所提供的一种滚锻缩管装置，是包含将多数滚珠编置于一缩管装置内，以便利用缩管装置来简易施行滚锻缩管加工的运作；其中欲进行缩管加工的坯管，是利用一能产生给进位移运作的夹头来夹持；该缩管装置是由一对上模体及下模体所组成，其中：

该上、下模体内分别制有对半分形的缩径穴壁及其扩孔端延伸成型的等径穴壁，使缩径与等径穴壁上能依所需螺旋摆线的路径，而分别在该路径上开设多数个埋槽，以嵌置滚珠的珠座，并使各珠座上所枢置的滚珠能自由的转动，藉以构成由等径逐渐延伸至缩径的单向螺旋缩管模穴形态；藉此，能利用该缩管模穴，使产生相同于螺旋摆线方向的自转运作，并让定速进给的坯管与该缩管模穴间产生相啮合的滚锻缩管运作，使坯管壁被各滚珠重叠进给式束缩成所需斜锥度的缩管成品。

本发明乃突显有下列特点：

1、仅需让上、下模体产生自转运作，并利用一夹头来夹置坯管，使

   坯管能以既定的速率与缩管模穴相啮合，进行直向给进的滚锻缩

   管加工，操作过程简单、快速且便利。

2、由螺旋向的多数滚珠所架构而成具有导程进给量的缩管模穴，是

   利用环周式螺旋排列的各滚珠，来均等分散坯管壁在束缩形变时

   的作用力，亦即均等分散缩管时的应力及减少磨擦阻力，使制成

   具斜锥度的缩管的管壁束缩量极为均等匀称，且缩型管壁的品质

   更光滑；同时亦无旋锻挤制作时的噪音困扰，以至危害施工人员

   的听觉的健康，极具环保的生产条件。

3、采用螺旋向的多数滚珠所架构而成具有导程进给量的滚锻缩管

   法，可使各滚珠与坯管壁相互滚动压触时的环周路径重叠进给，

   形成渐进式重叠滚锻坯管壁的缩管加工方式，可提升缩管的成型

   管壁上的光滑致密的加工品质。

4、因采取螺旋向渐进滚锻坯管壁的缩管加工方式，会使坯管壁在受

   力束缩时的应力分散极为均匀，藉以延缓金属管加工时的硬化程

   度，进而利于加大缩管比或缩管给进速度，提升生产品质及效益。

为能更加详述本发明，兹配合附图详加说明缩管时所应用方法，及缩管装置的较佳实施形态如后：

附图简单说明：

图1：是本发明的立体局部剖示图。

图2：是本发明中当给进模穴内的坯管在尚未接受滚珠压触束缩前的剖示图。

图3：是本发明沿图2的A-A’线剖示图。

图4：是本发明中当模穴内的坯管在接受缩径排列的滚珠压触束缩时的剖示图。

图5：是本发明沿图4的B-B’线的剖示图。

图6：是本发明中当坯管在模穴内被束缩成缩管成品时的剖示图。

附图标号说明：

上模体1           下模体2       缩径穴壁11,21

等径穴壁12、22    埋槽13、23    滚珠3

珠座31            缩管模穴32    坯管4

坯管壁41          缩管5         缩管壁51

夹头6

本发明所提供的一种滚锻缩管法及其装置，是包含利用螺旋向的多数滚珠3对圆形坯管4进行环周渐近式滚压的缩管方法，以及为了简易施行该缩管法所制成的缩管装置。

该滚锻缩管的方法，是必须利用多数可原地自由转动的滚珠3，使它们排置在单一螺旋方向的摆线路径上，并使摆线路径上的滚珠3，围绕成逐渐缩径的斜锥状的圆孔式缩管模穴32，然后令缩管模穴32产生相同旋向的自转运作，再将坯管4以一定速率和缩管模穴32相啮合，藉逐渐缩径的螺旋向多数滚珠3，以环周渐进方式去滚动压触坯管壁41，促使坯管壁41被束缩成所需斜锥度的圆形缩管5成品，以完成滚锻缩管加工的方法(可参考图1至图6所示)。

上述的滚锻缩管法，为能简易被施行，是可将滚珠3架构在一缩管装置内来加以完成，如图1所示，该缩管装置主要是由一对上模体1及下模体2所组成；

其中，该上模体1及下模体2内分别制有对半分形的缩径穴壁11及21，该缩径穴壁11及21的扩孔端延伸成型有等径穴壁12及22，并使缩径与等径穴壁12及22上，能依所需螺旋摆线的路径，而分别在该路径上开设多数个埋槽13及23，以嵌置滚珠3的珠座31，并使各珠座31上所枢置的滚珠3能自由转动，藉以构成等径逐渐延伸至缩径的单向螺旋缩管模穴32形态；

利用此缩管装置，来对金属圆形坯管4进行滚锻缩管加工时，该坯管4在与缩管模穴32相啮合前，是可利用能产生给进位移运作的夹头6来夹持坯管4，并可将内设有缩管模穴32的上、下模体1及2的外模壁挟设于一能产生自转运动的设备上，使坯管4在进行缩管加工时，能以需求的定速给进自转状态下的缩管模穴32中，进行滚锻缩管的加工；其间，该缩管模穴32产生自转的转向，必须与摆线路径上各滚珠3间进给的螺旋方向相同；

当坯管4在与缩管模穴32相啮合时，其产生啮合的进给动力，是可来自夹头6或上、下模体1及2的周边传动设备上，以便坯管4与缩管模穴32间能产生一定速率的进给啮合运作；

当坯管4进给至等径穴壁12及22上的滚珠3间时，可暂为利用滚珠3预作缩管前的精度导持作用(如图2及图3所示)，或为利用等径模穴上的滚珠3来均匀锻塑坯管壁41，促使坯管壁41被滚锻成等径直管形态；

当已被导持并稳定往前给进的坯管4，其一侧端会先去抵触首先缩径的滚珠3(如图4及图5所示)，促使周边的坯管壁41，会随着坯管4的给进，而采取环周渐进式的接受逐渐束缩的滚珠3球面所束迫，进而形成如图6所示的缩管5成品形态。

其间，因坯管4在接受螺旋向滚珠3所构成的缩管模穴32逐渐束缩时，会产生挤料作用，使缩管完成后，其缩管壁51末端的壁面会较厚(如图6所示)，藉此相对利于使用时，该缩管壁51末端得以具有较强的能量吸收效力以及能量传输效益。

且因缩管模穴32上压触坯管壁41的施力点，皆是发生在各滚珠3上，因此各滚珠3的材质必较坯管4硬，所以在压触束缩较高硬度的铁碳合金管或较软硬度的非铁合金管时，均能保有较高的珠面模穴的强度。

运用本缩管法，除可缩制斜锥状管件外，亦可藉由改变螺旋穴壁的安置形态而去缩制呈一体的缩径直管，运用范围极广；甚至于在缩制时，可依产能的需求而在同一机台上装置数组缩管装置及夹头，而同步进行多支坯管的挤进缩制加工，进而大幅度降低制作成本，并提升竞争效益。

同时，本发明在实施时，该用来排置多数滚珠的螺旋摆线路径，是可将数道较临近的螺旋摆线编成一组，使每组螺旋摆线路径上的滚珠，一同产生较大进给量的螺旋编置作业，如此一来，将有利于坯管自转给进模穴后，藉各组中多道临近摆线路径上的滚珠，来重叠进给式滚压坯管，使接受滚辗成型后的斜锥管壁上呈现光滑致密的缩管效果，同时亦使管件在进行缩管进给时的速度加快，提升其加工速度。

综上所述，本发明所提供的滚锻缩管法及其装置，确实可对较大范围的软硬程度的金属管件，提供出一套较简易的缩管加工方式，且利用螺旋导程路径上的滚珠球面，来作为渐进滚压坯管壁均等束缩的技术手段，亦未见坊间所引用，因此，本发明所揭示的利用滚锻方式以达到缩管的方法，以及为简易施行该方法所使用的缩管装置，皆应隶属于具有高度技术性的创作。

据此，凡是利用多数滚珠，并将其编排成螺旋向的缩径珠面形态的缩管模穴，以便利用此模穴以实施滚锻束缩管壁的加工，即应属本发明的技术范围，特予说明。

Claims (2)

1、一种滚锻缩管法，其特征在于：是利用多数滚珠所架构而成可滚锻束缩管壁的方法，包含有：将多数可原地自由转动的滚珠排置在单一螺旋方向的摆线路径上，围绕成逐渐缩径的斜锥状的圆孔式缩管模穴，然后令缩管模穴产生相同螺旋方向的自转运作，并使坯管能以一定的给进速率和缩管模穴相啮合，藉逐渐缩径的螺旋向多数滚珠，以环周渐进方式去滚动压触坯管壁，促使坯管被束缩成需斜锥度的圆形缩管成品，以完成滚锻缩管加工。

2、一种滚锻缩管装置，其特征在于：包含将多数滚珠编置于一缩管装置内，以便利用缩管装置来简易施行滚锻缩管加工的运作；其中欲进行缩管加工的坯管，是利用一能产生给进位移运作的夹头来夹持；该缩管装置是由一对上模体及下模体所组成，其中：

该上、下模体内分别制有对半分形的缩径穴壁及其扩孔端延伸成型的等径穴壁，使缩径与等径穴壁上能依所需螺旋摆线的路径，而分别在该路径上开设多数个埋槽，以嵌置滚珠的珠座，并使各珠座上所枢置的滚珠能自由的转动，藉以构成由等径逐渐延伸至缩径的单向螺旋缩管模穴形态。

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