WO2014056419A1 - 一种用于滚压管螺纹的滚压头、及其设备和应用该设备加工的管圆柱毛坯 - Google Patents

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WO2014056419A1
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rolling
pipe
rolling wheel
thread
tube
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PCT/CN2013/084823
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English (en)
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Inventor
周俊
Original Assignee
上海泛华紧固系统有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
    • B21H3/042—Thread-rolling heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal

Definitions

  • Rolling head for rolling pipe thread and equipment thereof
  • This invention relates to the field of steel pipe, pipe fittings and pipe processing, and more particularly to a rolling head for rolling pipe threads, and apparatus therefor, and pipe cylindrical blanks for processing the same. Background technique
  • the rolling pipe thread has the advantages of high mechanical strength of the pipe thread and good sealing performance compared with the cutting pipe thread, it has been paid more and more attention by people.
  • the national invention patent "CN200310111695. 2" and the invention patent “CN200710106912. 7” disclose the two methods of processing the external thread of the rolling pipe, which are the processes of axially pressing the conical surface and then performing the pipe thread rolling process.
  • the machining process requires the use of a conical mold mechanical (or hydraulic) axial movement to punch the workpiece, first forming a conical surface, and then rolling the pipe thread on the conical surface, otherwise, The pipe thread is not complete, and the pipe body is easily deformed or even cracked.
  • the outer diameter of the existing cylindrical cylindrical blank is determined by the cutting process, the outer diameter of the steel tube is too large.
  • the inner diameter of the product is often larger than 1:16 or the length of the cone. (height) is far greater than the allowable length of the standard, resulting in the shrinkage of the inner diameter of the rolled pipe thread product is greater than the maximum allowable deviation of the outer diameter of the steel pipe and the maximum deviation of the wall thickness of the steel pipe.
  • the large inner diameter reduction amount may have a certain influence on the fluid transport stability.
  • the object of the present invention is to provide a standard tube outer diameter which is a corresponding tube cylindrical blank outer diameter as a rolling tube thread, and can be formed into a tapered surface without mechanically (or hydraulically) axially moving the workpiece by a tapered mold.
  • the process, the rolling head and the equipment of the sealing conical pipe thread are directly rolled on the tube cylindrical blank by rolling this through-process method, so that the processing process of the rolling conical pipe thread is simple and practical And complete, and fully in line with people's current operating habits.
  • the present invention discloses a rolling head for rolling a pipe thread, comprising at least two rolling wheels and a rolling wheel seat on which the rolling wheel is disposed, wherein the rolling wheel
  • the utility model comprises a rolling wheel body and a rolling wheel shaft, wherein the rolling wheel body comprises a rolling wheel tube thread forming portion, wherein the rolling wheel body corresponds to the rolling wheel seat along the rolling 5 pitch to 1 pitch.
  • the axial distance of the axial direction of the corresponding portion of the threaded portion of the rolling wheel tube is 0.5 pitch to 1 pitch.
  • the rolling head for rolling the pipe thread of the present invention is characterized in that the rolling wheel body has a radial movement in the radial direction of the rolling wheel base with respect to the rolling wheel seat. 5 ⁇ pitch ⁇ The radial distance of the radial direction of the corresponding portion of the threaded portion of the rolling wheel tube.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the axially movable space and the radial movable space are realized by a structure selected from any one of the following groups of: a) a floating connection between the rolling wheel and the rolling wheel seat;
  • the floating connection is selected from the group consisting of: a shaft hole floating connection or a bearing floating connection.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the axially movable space and the radial movable space pass through the rolling wheel and the rolling wheel seat
  • the floating connection is realized, and the rolling wheel body of the rolling wheel is integrally formed with the rolling wheel shaft or key groove;
  • the floating connection is selected from the group consisting of: a shaft hole floating connection or a bearing floating connection.
  • the rolling head for rolling the pipe thread of the present invention is characterized in that: the shaft hole floating connection comprises: d) the surface of the rolling wheel body shaft hole and the surface of the rolling wheel shaft a curved or curved contact connection; or
  • the surface of the shaft hole connecting position between the rolling wheel shaft and the rolling wheel base is a cylindrical surface contact connection
  • the diameter of the rolling wheel seat shaft hole port is equal to the diameter of the rolling wheel shaft plus 0. 5 to 1 pitch corresponding to the rolling wheel thread.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the shaft hole floating connection comprises:
  • the surface of the shaft hole connecting position between the rolling wheel shaft and the rolling wheel base is The contact of the cylindrical surface of the roller is equal to the diameter of the rolling wheel shaft plus 0.5 to 1 corresponding pitch of the rolling wheel thread.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the bearing floating connection is achieved by a needle roller connection.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the bearing floating connection is achieved by a needle roller connection.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the shape of the pipe thread forming portion is a conical pipe thread or a cylindrical pipe thread.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the rolling wheel body includes a preformed portion at a front end of the pipe thread forming portion, and the preformed portion Shapes include cylindrical faces, conical faces, cylindrical pipe threads, non-complete cylindrical pipe threads, non-complete tapered pipe threads, or combinations thereof.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the rolling wheel body further includes an introduction portion at a front end of the pipe thread forming portion, and the shape of the introduction portion includes Cone, arc, progressive surface, or a combination thereof.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the rolling wheel body further includes an introduction portion at a front end of the preform portion, and the shape of the introduction portion includes a cone Face, arc, progressive surface, or a combination thereof.
  • the rolling head for rolling the pipe thread of the present invention is characterized in that the introduction portion of the rolling wheel body has a curved surface, and the shape of the preformed portion is a cylindrical pipe thread.
  • the shape of the pipe thread forming portion is a conical pipe thread.
  • the rolling head for rolling pipe threads of the present invention is characterized in that the rolling head comprises N annular thread rolling wheels, and the first non-complete pitch of each rolling wheel
  • the pitch axial length of the thread is set as follows:
  • any one of the rolling wheels is referred to as a first rolling wheel, and the axial length of the first non-complete pitch thread is equal to its pitch; k) the pitch axial length of the first non-complete pitch thread of the rolling wheel adjacent to the first rolling wheel in a clockwise or counterclockwise direction is sequentially reduced by 1/N pitch until reduced to 1/N Pitch
  • N is a natural number greater than or equal to 2.
  • the rolling head for rolling a pipe thread of the present invention is characterized in that the introduction portion, the preformed portion, and the pipe thread forming portion are an integrated structure or a combined structure.
  • the invention also discloses a pipe thread rolling device comprising the rolling head according to any one of the above, which is used for processing a tube cylindrical blank, and further comprises: a base, a power motor and a shifting device, and a workpiece clamping device a hollow main shaft, a motor switch, two shaft guide columns, and a sliding seat; wherein: a power motor and a shifting device and a motor switch are disposed on an upper side of the base, and a hollow main shaft is disposed above the power motor, and the shifting The device connects the main shaft of the power motor to the hollow main shaft;
  • the upper part of the base also has a clamping device for clamping and rotating the tube cylindrical blank to be processed, and the clamping device is concentrically integrated with the hollow spindle;
  • a two-axis guide column is disposed on the other side of the upper portion of the base, and is disposed in front and rear parallel to the center line of the hollow spindle;
  • the sliding seat is disposed on the two-axis guide column and horizontally slidable along the shaft guiding column; the rolling head is floatingly disposed on the sliding seat and is concentric with the hollow spindle.
  • the pipe thread rolling device of the present invention is characterized in that the rolling wheel seat of the rolling head is divided into an upper rolling wheel seat and a lower rolling wheel seat, and the upper rolling wheel seat a sliding structure, the lower rolling wheel base is a fixed structure; the rolling wheel base is floatingly connected to the sliding seat in the rolling device by a spring and a set of adjusting bolts; wherein the rolling is performed Two rolling wheels are respectively disposed on the wheel base and the lower rolling wheel base.
  • the pipe thread rolling device of the present invention is characterized in that the rolling device further comprises a chamfering device and/or a rolling cutting device and/or a photoelectric sensing device;
  • the chamfering device is floatingly disposed on the sliding seat on a side opposite to the power motor and the shifting device, and is coaxial with the hollow main shaft;
  • the rolling and cutting device is disposed on the sliding seat on a side opposite to the power motor shifting device, and is coaxial with the hollow main shaft;
  • the photoelectric sensing device is disposed on the rolling wheel base in the rolling head.
  • the invention also discloses a tube cylindrical blank processed by the rolling device according to any of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the tube cylindrical blank is corresponding to the international or national standard conical pipe thread reference plane. The average of the basic large diameter and the basic medium diameter.
  • the tube cylindrical blank of the present invention is characterized in that
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper pipe external thread DN6, and the pipe outer diameter is 9.44.
  • the pipe cylindrical blank is used for rolling a 55° taper pipe external thread DN8, and the pipe outer diameter is 12.73 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper external thread DN10, and the outer diameter of the tube is 16.23 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper external thread DN15, and the outer diameter of the tube is 20.37 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN20, and the outer diameter of the tube is 25.86 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper pipe external thread DN25, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN32, and the outer diameter of the tube is 41.17 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN40, and the outer diameter of the tube is 47.06 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper pipe external thread DN50, and the outer diameter of the pipe is 58.87 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN65, and the outer diameter of the tube is 74.44 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN80, and the outer diameter of the tube is 87.14 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN100, and the outer diameter of the tube is 112.29 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° conical external thread DN125, and the outer diameter of the tube is 137.69 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 55° taper pipe external thread DN150, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube cylindrical blank is used for rolling 60° taper pipe external thread DN6, and the pipe outer diameter is 9.87.
  • the pipe cylindrical blank is used for rolling 60° taper pipe external thread DN8, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN10, and the pipe outer diameter is 16.49 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper external thread DN15, and the outer diameter of the tube is 20.5 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° conical external thread DN20, and the outer diameter of the tube is 25.84 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° conical external thread DN25, and the outer diameter of the tube is 32.34 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN32, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper external thread DN40, and the outer diameter of the tube is 47.17 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper external thread DN50, and the outer diameter of the tube is 59.21 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN65, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN80, and the pipe outer diameter is 87.34 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN90, and the outer diameter of the tube is 100.05 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN100, and the tube outer diameter is 112.7 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper external thread DN125, and the outer diameter of the tube is 139.68 mm;
  • the tube cylindrical blank is used for rolling a 60° taper pipe external thread DN150, and the outer diameter of the pipe is
  • the tube outer diameter dimensional tolerance is a free tolerance.
  • the invention has the beneficial effects of: utilizing the characteristics of the rotary rolling, the rolling head of the rolling pipe thread of the invention, the device thereof and the tube cylindrical blank processed by the device, omitting the current rolling conical pipe thread
  • the axial stamping conical surface process in the process solves the problems of recessive and dominant damage of the pipe body, especially the welded pipe weld, and realizes the processing method which is basically consistent with the threading process of the ferrule processing pipe thread which has been used for more than 100 years.
  • the process of rolling the pipe thread is simplified and practical, and fully conforms to the current operating habits of the people, so that it is possible to realize the rolling of the pipe thread by the pipe network installation and construction site; at the same time, the tube cylindrical blank of the invention is rolled and formed.
  • the weight per unit length of the pipe thread product is the same as the weight per unit length of the original steel pipe before rolling, and is subjected to rolling cold hardening, while reducing the outer diameter of the steel pipe and reducing the wall thickness of the steel pipe,
  • the safety of the pipe thread connection is ensured, the fluid volume and stability of the inner diameter of the steel pipe are ensured, and the non-demetallization process is used to roll the pipe thread process to save the steel volume of the steel pipe, thereby saving a considerable amount of steel pipe cost.
  • Fig. 1 is a cross-sectional plan view of the AA direction of Fig. 1;
  • Fig. 5 to Fig. 7 are The invention relates to a schematic diagram of an axial and radial movable space between a rolling wheel and a rolling wheel base, which are integrated with a rolling wheel shaft and a rolling wheel seat, and uses a shaft hole to realize a floating connection;
  • FIG. 8 is a circular thread rolling of the present invention.
  • FIG. 10 Schematic diagram of the axial and radial movable space between the two-end assembly needle roller (bearing) and the roller bearing seat bearing hole of the rolling wheel and the rolling wheel shaft using the bearing to realize the floating connection;
  • the rolling wheel body and the rolling wheel shaft of the invention are used as an alternative to the integral molding and key groove;
  • Figure 10 is a connection between the rolling wheel shaft and the rolling wheel base of the present invention using a gapless shaft hole, which is not a floating connection, and relies on a floating connection between the rolling wheel body and the rolling wheel shaft to realize free axial and radial movement.
  • Figure 11 is a schematic view of a non-floating connection between a rolling wheel shaft and a rolling wheel base of the present invention using a gap shaft hole, mainly relying on a floating connection between the rolling wheel body and the rolling wheel shaft to achieve freedom.
  • Schematic diagram of axial and radial movement
  • Figures 12 - 13 are schematic views of the rolling wheel body and the rolling wheel shaft of the present invention being a needle (bearing) floating connection for free axial and radial movement
  • Figure 14 - Figure 16 The schematic diagram of the three axial holes of the rolling wheel body and the rolling wheel axle of the present invention is matched with the floating connection to realize the free axial and radial movable space; and
  • FIG. 17-18 respectively show that the rolling wheel body thread forming part of the invention can be a cone.
  • Figures 19-23 are detailed illustrations of the three parts of the rolling wheel body of the present invention, which are: various combinations of the lead-in portion, the preformed portion and the taper pipe thread forming portion
  • Schematic diagram 24 is a schematic view of the three parts of the rolling wheel body of the present invention: the introduction, the preforming and the pipe thread forming part;
  • FIG. 25 and FIG. 26 are the axial and radial directions of the four rolling wheels in the annular thread rolling head of the present invention.
  • Fig. 28 are front and side views of a rolling apparatus including a rolling head of the present invention
  • Fig. 29 is a schematic view showing the outer diameter of a cylindrical body of a tube used in the rolling apparatus of the present invention
  • It is a schematic view of the outer diameter of the tube cylindrical blank used in the prior art equipment.
  • the rolling head of the present invention refers to a device for rolling a pipe thread on a pipe cylinder blank, and the main body member includes a plurality of rolling wheels for rolling the pipe threads and a supporting roller for supporting or fixing the rolling wheel. Rolling wheel base.
  • the rolling wheel comprises a rolling wheel body directly contacting the tube cylindrical blank for thread rolling forming and a rolling wheel shaft at the center of the rolling wheel body shaft hole, and the rolling wheel passes through the rolling wheel shaft and the rolling wheel
  • the rolling wheel seat is matched and equally distributed around the machining direction of the tube cylindrical blank.
  • the rolling head may also be equipped with mechanical, hydraulic, pneumatic or electric means, as required, so that the rolling wheel base and the rolling wheel can move in the radial direction of the pre-processed tube cylindrical blank for reasonable rolling Pressure and rolling time to accommodate the rolling process of different pipe diameters and material tube cylindrical blanks. Other equipment can be equipped if necessary.
  • the active space of the present invention should be understood to mean that there is a space in which the rolling wheel body can freely move within the space.
  • the axially movable space refers to an active space of the rolling wheel body in the axial direction of the rolling wheel axle.
  • the axial distance of the axially movable space should be understood as the maximum distance that the rolling wheel body can freely move in the direction along the axis of the rolling wheel axle, and the maximum distance should be corresponding to the thread forming portion of the rolling wheel tube 0.5 pitch to 1 pitch of the thread. Preferably, it is 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, or 1 pitch.
  • the threaded portion of the rolling wheel tube refers to the thread on the rolling wheel body corresponding to the pipe thread that is required to be rolled out.
  • the radial movable space refers to an active space of the rolling wheel body in a vertical direction along the processing axis of the tube cylindrical blank, and the radial movable space is understood to be along the thread forming portion of the rolling wheel tube.
  • the pitch of the corresponding thread of the threaded portion of the rolling wheel tube is not more than 0.5 pitch. Preferably, it is 0. 1, 0. 2, 0. 3, 0. 4 or 0.5 pitch.
  • the pitch of the present invention depends on the specific thread size of the different specifications and sizes of the rolling.
  • the thread pitch on the specific rolling wheel is determined by the national standard GB/T12716 (NPT), GB/T7306 (BSPT), GB/T7307 and corresponding The international standards are determined and adjusted accordingly.
  • the rolling wheel of the present invention has a pipe thread forming portion on the outer surface thereof, and the rolling wheel pipe thread forming portion refers to a thread corresponding to the pipe thread required to be rolled out, and may include a cylindrical pipe thread or a conical pipe thread.
  • the cylindrical pipe and conical pipe threads include: BSPT, NPT, metric and API standard cylindrical pipe threads and conical pipe threads.
  • the rolling wheel body may further add a preforming portion or an introduction portion at the starting position of the tube cylindrical blank processing, and the starting position of the tube cylindrical blank processing is the pipe thread rolling process. The position where the rolling wheel first contacts the pipe.
  • the shape of the preformed portion includes a cylindrical surface, a conical surface, a cylindrical tube thread, a non-complete cylindrical tube thread, a non-complete conical tube thread, or a combination thereof.
  • the shape of the cylindrical pipe thread is the same as that of the pipe thread forming portion.
  • the preformed part is a non-complete cylindrical pipe thread or a non-complete tapered pipe thread
  • the pitch of a complete cylindrical pipe thread or a non-complete conical pipe thread is equal to the pitch of the thread of the pipe thread forming portion, and the root of the non-complete cylindrical pipe thread or the non-complete conical pipe thread is the same as the root of the thread forming portion of the pipe, and the crown Smaller.
  • the shape of the introduction portion includes a tapered surface, a curved surface, a progressive curved surface, or a combination thereof.
  • the shape of the rolling wheel body and the combination thereof can be referred to the following patent documents: RU2443492CK US20120011912AK US3651678A. CN201361668Y. JP04610375B2, JP2000176585A, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • the rolling head comprises N annular thread rolling wheels, the pitch axial length of the first non-complete pitch thread of each rolling wheel is set in the following manner: a) any one of the rolling wheels is referred to as a rolling wheel, the first axial length of the non-complete pitch thread is equal to its pitch; b) the first track of the rolling wheel adjacent to the first rolling wheel in a clockwise or counterclockwise direction
  • the axial length of the pitch of the non-holoid pitch thread is reduced by 1/N pitch in turn until it is reduced to 1/N pitch.
  • N is greater than or equal to 2; more preferably, N is equal to 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8 or more.
  • the rolling wheel body can have both the introduction portion, the preformed portion and the pipe thread forming portion from the starting position of the tube cylindrical blank processing.
  • Each of the above-described parts may be an integrated structure or a combined structure.
  • the combined structure means that the parts are sequentially arranged in the processing direction of the tube cylindrical blank, and may be on the same rolling wheel shaft, or may be arranged on different rolling wheel shafts, or even divided into different rolling wheels.
  • the 55° conical pipe thread or the 60° conical pipe thread according to the present invention respectively corresponds to the corresponding domestic or international standard conical pipe thread, and the standard conical pipe thread referred to includes BSPT, NPT, metric and API standard conical pipe. Thread.
  • the nominal diameter of the tube cylindrical blank according to the present invention refers to the national pipe standard "welded steel pipe for low pressure fluid transportation" (GB3091-2008). According to the spirit of the present invention, the outer diameter and wall thickness of the tube cylindrical blank of the present invention for rolling different pipe threads can be reasonably set according to other national or international standards.
  • Figure 1 is a schematic view showing the structure of a first embodiment including four rolling wheel rolling heads
  • Figure 2 is a cross-sectional plan view of the AA direction.
  • the rolling head 7 in FIG. 10 includes: a spring 77 connected to the positioning plate 1 11 on the carriage 11 and an adjusting bolt 76.
  • the spring 77 mainly functions to float the rolling head 7 and the sliding seat 11 to adjust
  • the bolts 761, 762, 763, and 764 can control the amplitude of the rolling head 7 to float up and down, left and right.
  • An external force is applied to the handle 71, and the upper rolling wheel holder 74 is moved up and down by the lead screw 72 for adjusting the tube cylindrical blank 5 of different diameters and placing the rolling head 7 in the working position or the non-working position.
  • the fixed lower rolling wheel base 75 and the four rolling wheels 8 installed in the upper and lower rolling wheel seats 74, 75 are evenly distributed in the circumferential direction; the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft shown in FIG.
  • the axial has a rolling wheel half a pitch to a pitch of the active space 781, a radial half-pitch clearance movable space 782, such axial and radial clearance to ensure the various rolling wheels 8
  • the starting angle enters the rolling tube cylindrical blank process at the correct angle, so that the four rolling wheels in the initial rolling stage can freely face the teeth according to the most labor-saving working principle, and greatly reduce the rolling pressure.
  • the influence of the ellipticity of the tube cylinder blank is a free shaft hole fit, the axial has a rolling wheel half a pitch to a pitch of the active space 781, a radial half-pitch clearance movable space 782, such axial and radial clearance to ensure the various rolling wheels 8
  • the starting angle enters the rolling tube cylindrical blank process at the correct angle, so that the four rolling wheels in the initial rolling stage can freely face the teeth according to the most labor-saving working principle, and greatly reduce the rolling pressure.
  • the tube cylindrical blank 5 is first inserted into the hollow main shaft 21 and the clamping device 4 in the shifting device 20 above the power motor 2 into the rolling and cutting device 6, and is manually rotated and clamped;
  • the tight tube cylindrical blank 5 is driven by the rotation of the power motor 2 and the shifting device 20, and is cut to the required length under the manual rotation of the rolling and cutting device 6; the power motor switch 3 is turned off, and the manual reverse rotation roller is turned off.
  • the handle of the pressure cutting device 6 loosens the tube cylindrical blank 5 to complete the cutting station; manually rotates the handle 71 on the rolling head 7 to move the upper rolling wheel base 741 upward; by moving the sliding handle 10
  • the rolling head 7 on the carriage 11 and the tube cylindrical blank 5 are in a mutual working position, and the handle 71 on the manual rotating roller head 7 causes the rolling wheel 8 in the upper rolling wheel base 74 to move downward and the tube cylindrical blank 5 is initially moved.
  • the tube cylindrical blank 5 is rolled one by one to the tapered tube thread finished product, and the photoelectric sensor 741 located on the lower rolling wheel base 75 is contact-sensed, the motor Stop and reverse rotation, at this time, the operator is prompted to reversely rotate the handle 71 in the rolling head 7, so that the upper rolling wheel base 74 is moved up and released, and the tube cylindrical blank 5 is quickly separated from the rolling head 7, completing Rolling station.
  • the chamfering device can be moved to the working position by moving the chamfering device 9 to the working position, and the tube cylindrical blank 5 is chamfered.
  • Fig. 3 is a schematic view showing the structure of a second preferred embodiment of the rolling head of the present invention, which comprises a rolling head of three rolling wheels.
  • the method comprises: three rolling wheel seats 74 uniformly distributed in the circumferential direction, and the rolling wheel base 74 is radially moved by pneumatic or hydraulic or servo motor to adjust the rolling different diameters.
  • the tube cylindrical blank 5 and the rolling head 8 are in the working position or the non-working position, and different rolling pressures can be adjusted to accommodate different tube cylindrical blank materials. Others are the same as above.
  • Fig. 4 is a schematic view showing the structure of a third preferred embodiment of the rolling head of the present invention, which comprises a rolling head of a five rolling wheel.
  • the rolling head comprises: five rolling wheel seats 74 uniformly distributed in the circumferential direction, and the rolling wheel seat 74 is radially moved by pneumatic or hydraulic or servo motor to adjust the tube cylinders of different diameters.
  • the blank 5 and the rolling head are in the working position or the non-working position, and different rolling pressures can be adjusted to accommodate different tube cylindrical blank materials. Others are the same as above.
  • the structure of the rolling head may also be any one of the corresponding rolling devices involved in the patents listed below or a combination thereof: US5699691A, US3058196A, EP282889A2, US 3 452 567 A, US 3058 196 A, US 20060162411 A1, JP 10034270 A, JP 10 244 340 A, JP 2003 126 937 A, JP 9327 742 A, CN 100 542 735 C, CN 255 596 y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y
  • the speed of the rolling wheel base 74 and the applied rolling pressure can be controlled by PLC or CNC, etc., to minimize the roundness deformation of the tube cylindrical blank 5 and to optimize the thread of the pipe thread, and the rolling wheel of the rolling wheel 8 Body 82 can be a circular thread or a helical thread.
  • FIG. 5 to FIG. 7 are schematic diagrams showing the axial and radial movable spaces of the rolling wheel body and the rolling wheel base integrally formed by the rolling wheel body and the rolling wheel base according to the present invention.
  • the rolling wheel body 82 is embedded in the sleeve 742 of the rolling wheel base 74 through the rolling wheel shafts 81 at both ends, and the marks 781 and 782 are axial gaps and radial gaps, respectively.
  • 5 is a shaft hole between the two ends of the spiral rolling wheel body 82, which is a convex arc-shaped shaft column and a cylindrical hole of the rolling wheel base 74.
  • the floating connection forms an axial and radial movable space, that is, the shaft.
  • the gap and radial gaps 781, 782. 6 is a circular connection between the cylindrical end of the annular rolling wheel body 82 and the convex arc-shaped hole of the rolling wheel base 74 to realize a floating connection, and an axial and radial movable space is formed. That is, the axial gap and the radial gaps 781, 782.
  • Fig. 7 is a schematic view showing that the two ends of the spiral rolling wheel body 82 have a shaft hole fit between the outer convex arc-shaped shaft column and the convex arc-shaped hole of the rolling wheel base 74, and the axial connection is formed. Active Between, that is, axial clearance and radial clearance 781, 782.
  • the above-mentioned structure uses an integrated rolling wheel, that is, the rolling wheel shaft 81 and the rolling wheel body 82 are integrally formed.
  • the biggest advantage of using the integrated rolling wheel is that the rolling wheel diameter is not affected by the inner diameter of the rolling wheel body 82.
  • the diameter and the diameter of its shaft 81, so the roller diameter can be small, such as: 10 mm, or even smaller.
  • Figure 8 is an axial and radial direction of the rolling contact between the two-end assembly needle roller bearing and the rolling wheel bearing bearing hole of the rolling roller body and the rolling wheel bearing bearing body of the rolling roller body of the present invention. Schematic diagram of the structure of the activity space. In the figure, FIG. 8 differs from FIG.
  • FIG 7 in that a needle bearing 816 is used on the roller housing 74.
  • the use of the needle bearing 816 can greatly improve the between the roller axle 81 and the roller housing 74.
  • the sliding effect of the slide is an illustration of an alternative embodiment of the rolling wheel body 82 of the present invention and the rolling wheel shaft 81, i.e., using a (flat) keyway 815.
  • Figure 10 is a view showing a free-fitting connection between the rolling wheel shaft 81 and the rolling wheel base 74 of the present invention using a gapless shaft hole and a floating connection between the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft 81. And the case of radial activity.
  • Figure 11 is a cross-sectional shaft hole fitting connection between the rolling wheel shaft 81 and the rolling wheel base 74 of the present invention, but is not a floating connection, and mainly relies on a floating connection between the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft 81 to achieve freedom.
  • radial gaps 7821, 7822 of the two positions between the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft 81, the rolling wheel shaft 81 and the rolling wheel base 74 are illustrated.
  • 12 to 13 show the use of the needle roller 82 and the roller axle 81 according to the present invention in FIG.
  • the (bearing) floating connection cooperates to achieve free axial and radial movement; the use of a needle roller (bearing) 816 can greatly improve the sliding rotation effect between the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft 81.
  • 14 to FIG. 16 show the case where the three axial holes of the rolling wheel body 82 and the rolling wheel shaft 81 are coupled with the floating connection to realize the free axial and radial movable spaces, and the radial gap 782 is illustrated.
  • 14 is a cylindrical arc-shaped structure in the middle of the rolling wheel shaft 81, and the inner diameter of the spiral rolling wheel body 82 is a cylindrical structure;
  • FIG. 15 is a cylindrical structure in which the rolling wheel shaft 81 is a cylindrical rolling wheel body 82.
  • the hole is a convex arc-shaped structure
  • Fig. 16 is a convex arc-shaped structure in the middle of the rolling wheel shaft 81
  • the inner hole of the annular rolling wheel body 82 is also a convex arc-shaped structure.
  • 17 to 18 show the structure in which the thread forming portions of the rolling wheel body 82 of the present invention are respectively a tapered pipe thread and a cylindrical pipe thread.
  • 825 is the diameter of the two end holes of the rolling wheel body, which is equal to the diameter of the rolling wheel shaft plus 0.5 to 1 pitch corresponding to the rolling wheel thread to form a radial movable space.
  • 19 to 23 are detailed illustrations of three portions of the rolling wheel body 82 of the present invention, which are respectively a schematic view of various combinations of the introduction portion 4, the preform portion B, and the tapered pipe thread forming portion C.
  • 19 is a combined structure in which the lead-in portion A1, the cylindrical pipe thread preforming portion B1, and the tapered pipe thread forming portion C are integrally formed on the rolling wheel body 82;
  • FIG. 20 is a rolling wheel.
  • the conical surface introducing portion A2 of the body 82, the non-complete conical tube thread preforming portion B2 and the conical tube thread forming portion C are integrated structures;
  • FIG. 21 is a lead-in portion A3 including a progressive curved surface on the rolling wheel body 82,
  • the cylindrical pre-formed portion B3 and the conical pipe thread forming portion C are an integrated structure
  • FIG. 22 is an integrated portion A1 including a convex arc surface and a conical pipe thread forming portion C on the rolling wheel body 82.
  • Combination Structure Fig. 23 is a combined structure including a non-complete cylindrical pipe thread preform portion B4 and a conical pipe thread forming portion C on the rolling wheel body 82.
  • Figure 24 shows a three-part split structure of the rolling wheel body 82 of the present invention, that is, the introduction portion A, The preformed portion B and the tapered pipe thread forming portion C are sequentially separated from the rolling wheel shaft 81 to form a rolling wheel body 82.
  • Figures 25 and 26 are schematic views showing the axial and radial distribution of four rolling wheels in the annular thread rolling head of the present invention.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing the progressive variation of the pitch axial length spacing of the starting threads of the four annular thread rolling wheel bodies 82; wherein, the pitch axis of the first non-complete pitch thread of the first rolling wheel body 82
  • the length C1 value is 0, the pitch axial length C2 value of the first non-complete pitch thread of the second rolling wheel body is 1/4, and the pitch axis of the first non-complete pitch thread of the third rolling wheel body
  • the length C3 value is 1/2
  • the pitch axial length C4 value of the first non-complete pitch thread of the fourth rolling wheel body is 3/4.
  • Figure 26 is a schematic illustration of the radial distribution of the four rolling wheel axles 821-824, with the tube cylindrical blank 5 in the middle.
  • the rolling device comprises: a base 1, a power motor 2, a shifting device 20 and a hollow main shaft 21, a tube cylindrical blank clamping device 4, a motor switch 3, two shaft guiding columns 12, a sliding seat 11, the above rolling Head 7 and photo sensing device 741.
  • the upper part of the base 1 is provided with a power motor 2, a shifting device 20 and a motor switch 3.
  • the shifting device 20 above the power motor 2 has a hollow main shaft 21, and the shifting device 20 connects the main shaft of the power motor with the hollow main shaft 21;
  • the upper part of the seat 1 further has a clamping device 4 for clamping and rotating the cylindrical blank of the tube to be processed, and the clamping device 4 is coaxial with the hollow main shaft 21 and integrated;
  • the two-axis guide column 12 is disposed at The other side of the upper portion of the base 1 is disposed parallel to the center line of the hollow main shaft 21;
  • the slide 11 is disposed on the two-axis guide post 12, and the slide 11 can be guided along the axis by rotating the slide handle 10
  • the column level 12 slides;
  • the rolling head 7 is floatingly disposed on the carriage 11 and is concentric with the center line of the axis of the hollow main shaft 21;
  • the photoelectric sensing device 741 is disposed on the lower rolling wheel base 74 of the rolling head 7, Photoelectric sensing device 741 and power motor through PLC program
  • the rolling apparatus of the present invention
  • the rolling head according to the present invention can be applied not only to the above-mentioned rolling equipment, but also to those skilled in the art according to the spirit of the present invention, and can also be applied to the existing rolling thread equipment and technology as well as the patents listed below. Any of the corresponding rolling devices or possible combinations between them: US4771625A, JP1273637A, CN102198590A, CN202316603U, CN103264128A, CN1251821C and CN201310058101.X.
  • Figure 29 is a schematic illustration of a tube cylindrical blank 5 used in the rolling apparatus of the present invention.
  • Figure 30 is a schematic illustration of the outer diameter dimensions of a tube cylindrical blank used in prior art equipment.
  • the outer diameter of the tube cylindrical blank 5 used in Fig. 29, 51 is the outer diameter of the tube cylindrical blank of the present invention
  • 52 is the wall thickness of the tube cylindrical blank of the present invention
  • Figure 30 is the outer diameter of the tube cylindrical blank used in the prior art equipment
  • 54 is the outer diameter of the prior art tubular cylindrical blank
  • 55 is the national standard prior art tubular blank blank wall thickness, 56 national standard prior art Tube cylindrical blank inner diameter.
  • Significance of the present invention Comparing Figures 29 and 30, we can find that the inner diameters 53 and 56 of the cylindrical blank 5 of the two tubes are the same size, but the outer diameter 51 and the wall thickness 52 of the cylindrical outer blank of the present invention are smaller than the cutting.
  • the process is either the standard pipe thread rolling technology standard pipe cylindrical blank outer diameter 54 and wall thickness 55, which means that the invention brings about the possibility of saving steel pipe material.
  • the DN20 GB 55° pipe thread height is 1.162 mm
  • the thread length (9 teeth) is 16.33 mm
  • the cutting taper (1:16) maximum loss is at the beginning of the pipe thread, 0.4 mm
  • taper (1:16) The minimum amount of loss is at the end of the threaded end of the thread (non-complete thread), which is 0.164 mm.
  • the taper (1:16) is added together with the high loss of the cutting teeth.
  • the original pipe with a wall thickness of 2.80 mm is thinned to 1.238 mm.
  • the 6-minute DN20 galvanized welded pipe cylindrical blank has an outer diameter of 25.86 mm (the inner diameter is still 21.07 mm and the wall thickness is 2.39 mm), and a comparison is made with the rolled pipe thread of the present invention: According to the calculation and actual conditions, the length of the nominal unit of the threaded section of the pipe after rolling has not changed, and the "wall thickness" after rolling is the same as the "wall thickness of 2.39 mm" of the original pipe. According to the above formula, we can calculate the maximum theoretical working pressure is about 26.06MPa. [Calculation method:
  • the maximum theoretical working pressure of the DN20 steel pipe rolling pipe thread or pipe joint of the same material is about larger than the cutting wall thickness 2. 100% of the pipe thread or pipe joints [calculation method: (26. 17 - 13. 1 ) /13. 1 ⁇ 99. 77%], while saving about 12.65% of steel [calculation method: The weight of the two wall thickness pipes of 2. 8 mm and 2.4 mm from the DN20 national standard is 1.66 and 1.45 kg per mm [ ( 1. 66 - 1. 45 ) / 1. 66 ⁇ 12 . 65%].
  • the present invention reduces the material cost by 13% on the basis of increasing the pressure capacity of the pipe thread by 100%.
  • the inner diameter of the pipe thread is reduced by 3.11 mm, that is, the inner diameter of the steel pipe after processing by the existing rolling technology is a minimum of 32.29 mm, and the percentage of the inner diameter of the steel pipe is 8.8 %, which is far greater than the national and international.
  • a rolling head for rolling pipe threads of the present invention and an apparatus therefor, and a tubular cylindrical blank processed by the apparatus are employed.
  • the foregoing outer diameter steel of the present invention will be
  • the outer diameter of the tube blank 5 is 41.17 mm.
  • the DN32 is placed in the clamping device 4 according to the processing length requirement and manually clamped, and then the already opened rolling cutting device 6 is manually inserted into the tube cylindrical blank 5;
  • the motor switch 3 rotates the tube cylindrical blank 5, and the manual rotating handle passes the cutting roller of the rolling and cutting device 6 in the radial direction according to the process requirement, and presses and cuts the length of the cylindrical blank 5 by 6000 mm to the required length. 2750mm, manual reverse rotation of the handle, open the rolling and cutting device, manually remove the rolling and cutting device 6 on the sliding seat 11 through the handle 10, complete the rolling and cutting process, and close the motor switch 3.
  • the floating chamfering device 9 can be used together according to the needs of the rolling process.
  • the chamfering device 9 is manually fed to the inner hole of the end of the steel pipe 5 by the crank handle 10, the motor is turned on, the chamfering starts, the crank handle 10 is gripped, and the chamfering is completed according to the process, and the motor is turned off.
  • the axial punching is saved, which is basically close to the current 100% cutting and threading process, and the processing device is simple and light, which conforms to the current usage habits of the people and facilitates mass promotion;
  • the tube-threaded product of the roll-formed pipe has the same weight per unit length as the original steel pipe weight before rolling and is subjected to rolling cold hardening. Its pressure capacity is about 100% higher than the corresponding standard cutting pipe thread product.
  • the invention can reduce the outer diameter or the wall thickness of the steel pipe, thereby reducing the amount of steel used for the steel pipe, and achieving the environmental protection purpose of energy saving and emission reduction.
  • seamless stainless steel pipe with seams seamless black iron pipe with seams and steel pipes of other materials, the outer diameter of which can be up and down within a certain range, the wall thickness can be further reduced; for rolling 55 and 60 pipe threads
  • the outer diameter of the tube cylinder blank is the calculation method of claim 19 and the value of claim 20, and for the metric pipe thread, or other standard pipe external thread (such as petroleum API pipe thread, aerospace special pipe screw), or other non- 1 : 16 taper pipe thread and pipe cylindrical blank larger than DN150, the above-mentioned rolling pipe cylindrical blank outer diameter calculation method and test data are different, and should be adjusted by the spiritual principle of the present invention.
  • the outer diameter size and wall thickness can be appropriately sized by adjusting the appropriate rolling pressure and rolling time of the aforementioned rolling head of the present invention to roll the desired cylinder.
  • conical pipe thread products the rolling head is not limited by the structure, rotation and moving direction of the foregoing rolling head device.
  • the upper rolling wheel seat of claim 17 is slid and the lower rolling wheel seat is fixed. Both can slide or the structure of the lower rolling wheel seat sliding and the upper rolling wheel seat fixed,
  • the setting method of the lower rolling wheel seat may be the left and right rolling wheel seat setting manner. Therefore, the scope of the invention is defined by the scope of the appended claims.

Abstract

一种用于滚压管螺紋的滚压头（7），其中滚压头包括至少两个滚压轮（8）及设置滚压轮的一滚压轮座（74,75），其中滚压轮包括一滚压轮体及一滚压轮轴（81），滚压轮体包括一滚压轮管螺紋成型部分，滚压轮相对应滚压轮沿滚压轮轴的方向上有一轴向活动空间，所述轴向活动空间的轴向距离为滚压轮管螺紋成型部分对应螺紋的0.5螺距至1个螺距。还包括一种包含上述滚压头的管螺紋滚压设备，以及应用该滚压设备加工的管圆柱毛坯（5）。该加工装置简易轻便，避免了对钢管管体的隐性和显性的破坏，提高了螺紋密实度、螺紋连接强度与密封安全性能，减少钢管的外径或薄厚，从而减少钢管用钢量。

Description

一种用于滚压管螺纹的滚压头、 及其设备
和应用该设备加工的管圆柱毛坯 技术领域
本发明涉及钢管、 管件和管道加工领域， 尤其是一种用于滚压管 螺纹的滚压头、 及其设备和应用该设备加工的管圆柱毛坯。 背景技术
由于滚压管螺纹相比切削管螺纹具有管螺纹机械连接强度高、密封 性能好等优点， 被越来越多的人们所重视。 国家发明专利 "CN200310111695. 2 "和发明专利 "CN200710106912. 7 "所揭示的二种 滚压管外螺纹加工方法都是先进行轴向冲压圆锥面后再进行管螺纹滚 压加工的工艺。相比切削管螺纹一刀加工成形工艺， 这种加工工艺需要 利用锥形模具机械 （或液压） 轴向运动冲压工件， 先加工形成圆锥面， 再在圆锥面上滚压加工管螺纹， 否则的话， 管螺纹牙型非完整， 管体容 易变形甚至开裂。
目前这种滚压管螺纹加工工艺至少存在下列 3个问题：
1. 由于滚压管螺纹加工工艺比目前套丝或者是切削加工管螺纹工 艺多了一道设备庞大的圆锥面加工工序， 不但费时， 而且对于管网现场 加工管螺纹操作非常不便， 无法使人接受；
2. 由于巨大轴向瞬间冲压压力，锥面成形时，管体材料特别是焊管 焊缝材料容易受到隐性和显性等破坏， 可能造成管螺纹产品安全隐患。
3. 由于现有滚压管圆柱毛坯外径是以切削工艺而定的钢管外径，外 径偏大， 在形成圆锥面时，产品内径的往往锥面大于 1 : 16， 或者是锥面 长度（高度）远远大于标准允许的长度， 造成滚压管螺纹产品内孔缩小 量大于标准允许的钢管外径和钢管壁厚最大偏差值之累计所造成的最 大内径缩小量， 对流体输送稳定性可能产生一定影响。
究其原因，这是上述二项发明专利工艺设计上的缺陷以及以切削管 螺纹技术制定的钢管标准外径为滚压管圆柱毛坯外径等原因所造成的。
通过上述描述与分析， 我们不难发现： 解决上述问题， 特别是省略 轴向冲压工艺， 简化工艺歩骤， 使滚压管螺纹既符合国家和国际标准， 又符合目前人们操作习惯是推广滚压管螺纹这一优秀工艺的关键所在。 发明内容
本发明的目的在于提供一种以相对应的一定的管圆柱毛坯外径作 为滚压管螺纹的标准管外径， 可以不通过锥形模具机械（或液压）轴向 运动冲压工件加工形成锥面工艺，仅仅通过滚压这一贯穿始终的工艺方 法， 直接在管圆柱毛坯上滚压加工成形密封圆锥管螺纹的一种滚压头、 及其设备， 使滚压圆锥管螺纹加工工艺简单、 实用和完整， 并且完全符 合人们目前的操作习惯。
为了实现上述发明目的，本发明公开了一种用于滚压管螺纹的滚压 头， 包括至少两个滚压轮及设置所述滚压轮的一滚压轮座， 其中所述滚 压轮包含一滚压轮体及一滚压轮轴，所述滚压轮体包括一滚压轮管螺纹 成型部分， 其特征在于， 所述滚压轮体相对应所述滚压轮座沿所述滚压 轮轴的方向上有一轴向活动空间，所述轴向活动空间的轴向距离为所述 滚压轮管螺纹成型部分对应螺纹的 0. 5个螺距至 1个螺距。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所述滚压轮体相对于所述滚压轮座沿所述滚压轮轴的径向上有一径向 活动空间，所述径向活动空间的径向距离为不超过所述滚压轮管螺纹成 型部分对应螺纹的 0. 5个螺距。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所述轴向活动空间和所述径向活动空间是通过选自以下任一组中所述 结构来实现的： a)所述滚压轮和所述滚压轮座之间的浮动连接；
b)所述滚压轮体与所述滚压轮轴之间的浮动连接；
c) a)组和 b)组的组合;
所述浮动连接选自： 轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述轴向活动空间和所述径向活动空间是通过所述滚压轮和所述滚压轮 座之间的浮动连接来实现的，且所述滚压轮的滚压轮体与滚压轮轴是一 体成型或键槽配合；
所述浮动连接选自： 轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述轴孔浮动连接包括： d) 所述滚压轮体轴孔表面与所述滚压轮轴表面任一呈弧形或均为 弧形的接触连接； 或
e) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面任一 呈弧形或均为弧形的接触连接； 或
f) 所述滚压轮体轴孔表面与所述滚压轮轴表面均为圆柱面的接触 连接， 且所述滚压轮体轴孔端口直径等于所述滚压轮轴直径加 上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距；
g) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面均为 圆柱面的接触连接， 且所述滚压轮座轴孔端口直径等于所述滚 压轮轴直径加上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距。 比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述轴孔浮动连接包括：
h) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间轴孔连接位置处表面任一呈 弧形或均为弧形的接触连接； 或
i) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面均为 圆柱面的接触连接， 且所述滚压轮座轴孔端口直径等于所述滚 压轮轴直径加上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距。 比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述轴承浮动连接是通过滚针连接实现的。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述轴承浮动连接是通过滚针连接实现的。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述管螺纹成型部分的形状是圆锥管螺纹或圆柱管螺纹。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述滚压轮体在所述管螺纹成型部分前端进一歩包括一预成型部分，所述 预成型部分的形状包括圆柱面、 圆锥面、 圆柱管螺纹、 非完整圆柱管螺 纹、 非完整圆锥管螺纹、 或其组合。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述滚压轮体在所述管螺纹成型部分前端进一歩包括导入部分，所述导入 部分的形状包括锥面、 弧面、 渐进曲面或其组合。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述滚压轮体在所述预成型部分前端进一歩包括导入部分，所述导入部分 的形状包括锥面、 弧面、 渐进曲面或其组合。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述滚压轮体的导入部分的形状为弧面，所述预成型部分的形状为圆柱管 螺纹， 所述管螺纹成型部分的形状为圆锥管螺纹。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述滚压头包括 N个环形螺纹滚压轮，其每个滚压轮的第一道非完整螺距 螺纹的螺距轴向长度以下述方式设置：
j )将其中任意一个滚压轮称为第一滚压轮，其第一道非完整螺距螺 纹的螺距轴向长度等于其螺距； k)按顺时针方向或逆时针方向与所述第一滚压轮相邻的滚压轮的 第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度依次减少 1/N螺距，直至减少至 1/N螺距；
其中， N为大于等于 2的自然数。
比较好的是， 本发明的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在于， 所 述导入部分、 所述预成型部分以及所述管螺纹成型部分是一体化结构， 或是组合结构。
本发明还公开了一种包含上述任一项中所述滚压头的管螺纹滚压 设备， 应用于加工一管圆柱毛坯， 进一歩包括： 机座、 动力电机及变速 装置、 工件夹紧装置、 空心主轴、 电机开关、 两根轴向导柱、 滑座； 其中， 所述机座上部一侧设有一动力电机及一变速装置和一电机开 关， 所述动力电机上方有一空心主轴， 所述变速装置将所述动力电机的 主轴与所述空心主轴相连；
所述机座上部还有一用于夹紧所述待加工的所述管圆柱毛坯并使 其旋转的夹紧装置， 所述夹紧装置与所述空心主轴同轴心并连为一体； 所述两轴向导柱设置在所述机座上部的另一侧，且平行于所述空心 主轴中心线前后设置；
所述滑座设置在所述两轴向导柱上， 可沿所述轴向导柱水平滑动； 所述滚压头浮动设置在所述滑座上， 与所述空心主轴同轴心。
比较好的是， 本发明的管螺纹滚压设备， 其特征在于， 所述滚压头 的滚压轮座分为一上滚压轮座和一下滚压轮座，所述上滚压轮座是滑动 结构， 所述下滚压轮座是固定结构； 所述滚压轮座通过一弹簧与一组调 整螺栓与所述滚压设备中的所述滑座浮动相连；其中所述上滚压轮座和 所述下滚压轮座上分别设置有两个滚压轮。
比较好的是， 本发明的管螺纹滚压设备， 其特征在于， 所述滚压设 备还包括一倒角装置和 /或一滚压切料装置和 /或一光电感应装置； 其中，所述倒角装置浮动设置在所述滑座上相对所述动力电机和所 述变速装置一侧， 与所述空心主轴同轴心；
所述滚压切料装置，设置在所述滑座上相对所述动力电机变速装置 一侧， 与所述空心主轴同轴心；
所述的光电感应装置设置在所述滚压头中的所述滚压轮座上。
本发明还公开了一种应用于前述任一所述的滚压设备加工的管圆 柱毛坯， 其特征在于， 所述管圆柱毛坯的外径是相对应国际或国家标准 圆锥管螺纹基准平面上的基本大径与基本中径的平均值。
比较好的是， 本发明的管圆柱毛坯， 其特征在于，
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN6，管外径为 9.44 所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN8， 管外径为 12.73毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN10, 管外径为 16.23毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN15, 管外径为 20.37毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN20, 管外径为 25.86毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN25, 管外径为
32.51毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN32, 管外径为 41.17毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN40, 管外径为 47.06毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN50, 管外径为 58.87毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN65, 管外径为 74.44毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN80, 管外径为 87.14毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN100, 管外径为 112.29毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN125, 管外径为 137.69毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN150, 管外径为
163.09毫米；
或者
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN6，管外径为 9.87 所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN8， 管外径为
13.05毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN10, 管外径为 16.49毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN15, 管外径为 20.5毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN20, 管外径为 25.84毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN25, 管外径为 32.34毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN32, 管外径为
41.1毫米； 所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN40, 管外径为 47.17毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN50, 管外径为 59.21毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN65, 管外径为
71.43毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN80, 管外径为 87.34毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN90, 管外径为 100.05毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN100, 管外径为 112.7毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN125, 管外径为 139.68毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN150, 管外径为
166.52毫米；
所述的管外径尺寸公差为自由公差。
本发明的有益效果是： 利用旋转滚压之特性， 通过一种本发明的滚 压管螺纹的滚压头、及其设备和应用该设备加工的管圆柱毛坯， 省略了 目前滚压圆锥管螺纹工艺中轴向冲压圆锥面工序，解决了冲压对管体特 别是焊管焊缝隐性和显性破坏等问题，实现了与目前沿用 100多年的套 丝加工管螺纹工艺歩骤基本一致的加工方法，使滚压管螺纹工艺简化与 实用， 并且完全符合人们目前的操作习惯， 使管网安装施工现场实现滚 压加工管螺纹成为可能； 与此同时， 采用了本发明管圆柱毛坯滚压成形 的管螺纹产品其单位长度重量与滚压前的原始钢管单位长度重量一样 并受滚压冷作硬化的作用， 在减小钢管外径和减薄钢管壁厚的同时， 提 高了管螺纹连接安全性能， 保证了钢管内径流体输送量和稳定性， 实现 了非去金属工艺法滚压加工管螺纹工艺使钢管用钢量节省的目标，节约 了数量可观的钢管成本， 提供了一种低成本节能减排的实实在在的方 法。
利用本发明涉及的一种用于滚压管螺纹的滚压头、及其设备和应用 该设备加工的管圆柱毛坯将诞生一种钢管外径以相对应国际或国家标 准圆锥管螺纹基准平面上的基本大径与基本中径的平均值为基础、壁 厚可减薄的钢管新标准、 新材料， 推动钢管行业节能减排； 开启传统管 螺纹加工设备和产品生产结构升级换代，提高我国相关企业全球市场竞 争力； 革命性地提升管材施工机具的制造。 附图说明
下面， 参照附图， 对于熟悉本技术领域的人员而言， 从对本发 明方法的详细描述中， 本发明的上述和其他目的、 特征和优点将显 而易见。
图 1、 图 3、 图 4分别是本发明的滚压头的三个实施例 （滚压轮均为 等分分布） ； 图 2是图 1 A-A向的剖面俯视图； 图 5〜图 7是本发明滚压轮体与滚压轮轴为一体的滚压轮与滚压轮 座之间使用轴孔配合实现浮动连接的有轴向和径向活动空间的示意图； 图 8是本发明环形螺纹滚压轮体与滚压轮轴为一体的滚压轮二端装 配滚针 (轴承）与滚压轮座轴承孔之间使用轴承配合实现浮动连接的有 轴向和径向活动空间的示意图； 图 9是本发明滚压轮体与滚压轮轴作为一体成型的替代方案 · 键槽配合的示意图； 图 10是本发明滚压轮轴与滚压轮座之间使用无间隙轴孔静配合并 非浮动的连接，依靠滚压轮体和滚压轮轴之间的浮动连接来实现自由轴 向和径向活动的示意图； 图 11是本发明滚压轮轴与滚压轮座之间使用有间隙轴孔配合连接， 但非浮动的连接，主要依靠滚压轮体和滚压轮轴之间的浮动连接来实现 自由轴向和径向活动的示意图； 图 12-图 13为本发明滚压轮体和滚压轮轴为滚针 (轴承)浮动连接来 实现自由轴向和径向活动的示意图； 图 14-图 16为本发明滚压轮体和滚压轮轴三种轴孔配合浮动连接来 实现自由轴向和径向活动空间的示意图； 图 17-图 18分别表示本发明滚压轮体螺纹成型部分可以是圆锥管螺 纹和圆柱管螺纹的结构示意图； 图 19-图 23是本发明滚压轮体中三个部分的详细图示， 分别是： 导 入部分、 预成型部分和圆锥管螺纹成型部分的各类组合示意图； 图 24是本发明滚压轮体三部分：导入、预成型和管螺纹成形部分分 体形式示意图； 图 25和图 26是本发明的环形螺纹滚压头中四个滚压轮的轴向和径 向分布方式示意图； 图 27和图 28是包含本发明的滚压头的滚压设备的前视图和侧视图； 图 29是本发明滚压设备中所用的管圆柱毛坯外径尺寸示意图； 图 30是现有技术设备中所用的管圆柱毛坯外径尺寸示意图。 附图标记：
1 机座
2 动力电机
20 变速装置
21 (动力电机变速装置中的） 空心主轴
3 电机开关
工件夹紧装置
5 管圆柱毛坯
51 本发明管圆柱毛坯外径
52 本发明管圆柱毛坯壁厚
53 国家标准管圆柱毛坯内径
54 现有技术管圆柱毛坯外径
55 现有技术管圆柱毛坯壁厚
56 国家标准管圆柱毛坯内径
6 滚压切料装置
7 滚压头
71 手柄
72 丝杆
73 左右二根导柱
74 上滚压轮座
741 光电感应装置
742 轴套
75 下滚压轮座
76 调节螺栓
761 调整螺栓 1
762 调整螺栓 2 763 调整螺栓 3
764 调整螺栓 4
77 弹簧
781 轴向间隙
782、 7821、 7822 径向间隙
8 滚压轮
81 滚压轮轴
811 滚压轮轴 1
812 滚压轮轴 2
813 滚压轮轴 3
814 滚压轮轴 4
815 平键
816 滚针
82 滚压轮体
821 滚压轮体 1
822 滚压轮体 2
823 滚压轮体 3
824 滚压轮体 4
9 倒角装置
10 (移动滑座的） 摇柄
11 滑座
111 (滑座上的） 定位板
12 (二根） 轴向导柱
A (滚压轮体的） 导入部
Al 外凸圆弧面导入部分
A2 圆锥面导入部分 A3 渐进曲面导入部分
B (滚压轮体的） 预成型部分
Bl 圆柱管螺纹预成型部分
B2 非完整圆锥管螺纹预成型部分
B3 圆柱面预成型部分
B4 非完整圆柱管螺纹预成型部分
C (滚压轮体的） 圆锥管螺纹成型部分
CI 第一个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度
C2 第二个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度
C3 第三个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度
C4 第四个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度 具体实施方式
下面将结合较佳的实施例对本发明进行详细的描述， 应当注意的 是，在后述的描述中，尽管所使用的术语是从公知公用的术语中选择的， 但是有些术语则是申请人按其判断来选择的，其详细含义应根据本发明 欲揭示的精神来理解。 本发明所述滚压头是指用于在管圆柱毛坯上滚压加工出管螺纹的 装置，主体部件包括用于滚压管螺纹的数个滚压轮以及用于支撑或固定 滚压轮的滚压轮座。所述滚压轮包括直接与管圆柱毛坯接触用于螺纹滚 压成型的滚压轮体以及位于滚压轮体轴孔中心的滚压轮轴，所述滚压轮 通过所述滚压轮轴与所述滚压轮座配合，并且围绕管圆柱毛坯加工轴线 方向等分分布。 根据需要， 所述滚压头还可以配备机械、 液压、 气动或 电动装置，使得所述滚压轮座和所述滚压轮可以在预加工管圆柱毛坯的 径向方向上活动以合理的滚压力和滚压时间以适应不同管径和材料管 圆柱毛坯的滚压加工。 必要情况下还可以配备其他设备。 本发明所述的活动空间应当理解为存在一个空间可以使得滚压轮 体在该空间内自由地活动。所述的轴向活动空间指所述滚压轮体在滚压 轮轴的轴线方向上的活动空间。所述轴向活动空间的轴向距离应当理解 为所述滚压轮体在沿所述滚压轮轴的轴线方向上可自由活动的最大距 离，该最大距离应当为滚压轮管螺纹成型部分对应螺纹的 0. 5个螺距至 1 个螺距。 优选的， 是 0. 5、 0. 6、 0. 7、 0. 8、 0. 9 或 1个螺距。 所述的滚 压轮管螺纹成型部分是指与要求滚压出的管螺纹对应的滚压轮体上的 螺纹。所述的径向活动空间指所述滚压轮体在沿所述管圆柱毛坯加工轴 线的垂直方向上的活动空间，该径向活动空间应当理解为所述滚压轮体 管螺纹成型部分沿所述管圆柱毛坯加工轴线的垂直方向上可相对预加 工的管圆柱毛坯自由活动的最大距离，该最大距离应当不超过滚压轮管 螺纹成型部分对应螺纹的 0. 5个螺距。 优选的， 是 0. 1、 0. 2、 0. 3、 0. 4 或者是 0. 5个螺距。 本发明所述的螺距， 随滚压具体不同规格和尺寸管螺纹而定， 具体 滚压轮上的螺纹螺距由国家标准 GB/T12716 (NPT)、 GB/T7306 (BSPT)、 GB/T7307及相应的国际标准确定而作相应调整。 本发明所述的滚压轮体外表面上具有管螺纹成型部分， 所述的滚压 轮管螺纹成型部分是指与要求滚压出的管螺纹对应的螺纹，可以包括圆 柱管螺纹或者圆锥管螺纹；所述的圆柱管螺纹和圆锥管螺纹包括： BSPT, NPT, 米制以及 API标准圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。 除上述管螺纹成型部 分外，滚压轮体还可以在管圆柱毛坯加工的起始位置再增加一预成型部 分或者导入部分，所述管圆柱毛坯加工的起始位置为管螺纹滚压加工时 滚压轮与管件最先接触的位置。所述预成型部分的形状包括圆柱面、 圆 锥面、圆柱管螺纹、非完整圆柱管螺纹、非完整圆锥管螺纹、或其组合。 预成型部分为圆柱管螺纹时， 圆柱管螺纹的牙型和管螺纹成型部分的牙 型相同。预成型部分为非完整圆柱管螺纹或者非完整圆锥管螺纹时， 非 完整圆柱管螺纹或者非完整圆锥管螺纹的螺距与管螺纹成型部分螺纹 的螺距相等，非完整圆柱管螺纹或者非完整圆锥管螺纹的牙底与管螺纹 成型部分螺纹的牙底相同，而牙顶较小。所述导入部分的形状包括锥面、 弧面、渐进曲面或其组合。滚压轮体的形状及其组合的情况可参考下列 专利文件： RU2443492CK US20120011912AK US3651678A. CN201361668Y. JP04610375B2 , JP2000176585A, 将上述专利文件全文引入并作为参考。 所述滚压头包括 N个环形螺纹滚压轮， 其每个滚压轮的第一道非完 整螺距螺纹的螺距轴向长度以下述方式设置 ： a)将其中任意一个滚压轮称为第一滚压轮，其第一道非完整螺距螺 纹的螺距轴向长度等于其螺距； b)按顺时针方向或逆时针方向与所述第一滚压轮相邻的滚压轮的 第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度依次减少 1/N螺距， 直至减少至 1/N螺距。 优选的， N大于等于 2 ; 更优选的， N等于 2、 或 3、 或 4、 或 5、 或 6、 或 7、 或 8或以上。 除此之外，滚压轮体还可以从管圆柱毛坯加工的起始位置依次同时 具有导入部分、预成型部分以及管螺纹成型部分。上述的各个部分可以 是一体化结构， 也可以是组合结构。 所述的组合结构是指， 各部分依次 分设在管圆柱毛坯加工方向上， 可以是在同一个滚压轮轴上， 也可以是 分设在不同的滚压轮轴上， 甚至是分设在不同的滚压头上。 本发明所述的 55° 的圆锥管螺纹或 60° 的圆锥管螺纹分别对应的 是相应的国内或国际标准圆锥管螺纹， 所参考的标准圆锥管螺纹包括 BSPT， NPT, 米制以及 API标准圆锥管螺纹。 本发明所述的管圆柱毛坯的 公称直径参考的是国家管材标准 《低压流体输送用焊接钢管》 (GB3091-2008 ) 。 本领域专业技术人员根据本发明的精神， 可以依据 其他的国家或国际标准合理地设定本发明所述的管圆柱毛坯用于滚压 不同管螺纹所对应的外径和壁厚。 图 1给出了包含四个滚压轮滚压头的第一个实施例的结构示意 图， 图 2是其 A-A向的剖面俯视图。 图 10中的该滚压头 7包括： 与 滑座 11上的定位板 1 11相连的弹簧 77以及调节螺栓 76，弹簧 77主 要起到将滚压头 7与滑座 11浮动相连的作用，调节螺栓 761、 762、 763和 764可以控制滚压头 7左右上下前后浮动的幅度。施加外力至 手柄 71， 通过丝杠 72，可上下移动上滚压轮座 74， 用以调整滚压不 同直径的管圆柱毛坯 5以及将滚压头 7处于工作位置或者是非工作 位置。 固定的下滚压轮座 75和安装在上、 下滚压轮座 74、 75内的 4 个滚压轮 8沿圆周方向均匀地分布； 图 10所示的滚压轮体 82与滚 压轮轴 81为自由轴孔配合，轴向有滚压轮半个螺距到一个螺距的活 动空间 781， 径向有半个螺距的间隙活动空间 782， 这样的轴向和径 向间隙保证了各个滚压轮 8起始角之间以正确的角度依次进入滚压 管圆柱毛坯工艺，使滚压初始对牙阶段的 4个滚压轮能按最省力的工 作原则自由对牙，并大大减轻滚压时对管圆柱毛坯椭圆度的影响。
实施时， 先将管圆柱毛坯 5穿入动力电机 2上方的变速装置 20 中的空心主轴 21和夹紧装置 4至滚压切料装置 6中， 并手动旋转夹 紧； 被夹紧装置 4夹紧的管圆柱毛坯 5在动力电机 2及变速装置 20 的旋转带动下， 在滚压切料装置 6手动旋转切料下， 被切断至所需 长度； 关闭动力电机开关 3，手动反向旋转滚压切料装置 6的手柄松 开管圆柱毛坯 5， 完成切料工位； 手动旋转滚压头 7上的手柄 71，使 上滚压轮座 741上移打开； 通过移动滑座摇柄 10将滑座 11上的滚 压头 7与管圆柱毛坯 5处于相互工作位置， 手动旋转滚压头 7上的 手柄 71使上滚压轮座 74中的滚压轮 8下移与管圆柱毛坯 5初始啮 合； 开启动力电机开关 3，在滚压轮 8的作用下， 管圆柱毛坯 5被逐 歩滚压至圆锥管螺纹成品， 位于下滚压轮座 75上的光电感应器 741 被接触感应， 电机停止并反向转动， 此时， 操作工被提示， 反向旋 转滚压头 7中的手柄 71，使上滚压轮座 74上移松开， 管圆柱毛坯 5 快速脱离滚压头 7， 完成滚压工位。 根据工艺需要， 可以通过移动滑 座的摇柄 10移动倒角装置 9至工作位置， 对管圆柱毛坯 5进行倒角 工位。
图 3是本发明滚压头的第二个较佳实施例的结构示意图， 其中包含 三个滚压轮的滚压头。 在该滚压头中， 包括： 三个沿圆周方向均匀分布的滚压轮座 74， 通过气压或者是液压或者是伺服电机同歩径向移动滚压轮座 74， 用 以调整滚压不同直径的管圆柱毛坯 5以及将滚压头 8处于工作位置 或者是非工作位置， 同时可以调整不同的滚压力以适应不同的管圆 柱毛坯材料。 其它同上述。
图 4是本发明滚压头的第三个较佳实施例的结构示意图， 其中包括 五滚压轮的滚压头。 该滚压头包括： 五个沿圆周方向均匀分布的滚压轮座 74， 通过 气压或者是液压或者是伺服电机同歩径向移动滚压轮座 74， 用以调 整滚压不同直径的管圆柱毛坯 5以及将滚压头处于工作位置或者是 非工作位置， 同时可以调整不同的滚压力以适应不同的管圆柱毛坯 材料。 其它同上述。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而其并非用以限定本 发明， 任何熟悉本领域的一般技术人员， 在不脱离本发明的精神和 范围内， 应当可以作出种种的等效的变化或替换， 例如： 所述滚压 头的结构还可以是下面所列专利中涉及到的相应滚压装置的任何一 种或他们之间的组合： US5699691A, US3058196A, EP282889A2 , US3452567A, US3058196A, US20060162411A1 , JP10034270A, JP10244340A, JP2003126937A, JP9327742A, CN100542735C, CN2555962Y, SU1344479A1 , US2012001 1912A1 , US4617816A, US4785649A, US5870918A, GB1150525A, JP1273637A, SU703197A1。 提示操作工滚压工位结束的方式可以是机械接触式或者是灯光 显示等方式； 打开或者关闭滚压切料装置和移动上滚压轮座可以是 气压或者是液压或者是伺服电机等方式； 上述滚压轮座中滚压轮可 以是二个、三个、五个或者是五个以上； 滚压轮座 74径向工作方式， 根据不同钢管种类、 尺寸、 壁厚和管螺纹牙型， 可以用 PLC或者是 CNC等来控制滚压轮座 74移动的速度和施加的滚压力， 使管圆柱毛 坯 5的圆度变形最小并使管螺纹螺牙最佳，滚压轮 8的滚压轮体 82 可以是环形螺纹或者是螺旋螺纹。
图 5〜图 7是本发明滚压轮体与滚压轮轴为一体的滚压轮与滚压轮 座之间使用轴孔配合实现浮动连接的有轴向和径向活动空间的示意图。 其中， 各图中均示意了滚压轮体 82通过两端的滚压轮轴 81嵌设在滚 压轮座 74的轴套 742上， 标记 781、 782分别是轴向间隙、 径向间隙。 图 5是螺旋滚压轮体 82的二端为外凸圆弧形轴柱与滚压轮座 74的圆 柱孔之间的轴孔配合实现浮动连接形成有轴向和径向活动空间，即轴向 间隙和径向间隙 781、 782。 图 6是环形滚压轮体 82的二端为圆柱形轴柱与滚压轮座 74的外凸圆 弧形孔之间的轴孔配合实现浮动连接， 形成有轴向和径向活动空间， 即 即轴向间隙和径向间隙 781、 782。 图 7是螺旋滚压轮体 82的二端为外凸圆弧形轴柱与滚压轮座 74的外 凸圆弧形孔之间的轴孔配合实现浮动连接， 形成有轴向和径向活动空 间， 即轴向间隙和径向间隙 781、 782。 上述结构中均使用的是一体滚压轮， 即滚压轮轴 81和滚压轮体 82是 一体成型结构，使用一体滚压轮的最大好处是滚压轮直径不受滚压轮体 82内孔直径和其轴 81直径的影响， 因而滚压轮直径可以很小， 比如： 10 毫米， 甚至更小。 这为增加滚压头中的滚压轮数量创造了技术条件。 图 8是本发明环形滚压轮体与滚压轮轴为一体的滚压轮二端装配滚 针轴承与滚压轮座轴承孔之间使用滚针轴承配合实现浮动连接的有轴 向和径向活动空间的结构示意图。 图示中， 图 8与图 7不同之处再于， 在 滚压轮座 74上采用了滚针轴承 816，使用滚针轴承 816可以大大改善滚压 轮轴 81与滚压轮座 74孔之间的滑动转动效果。 图 9是本发明滚压轮体 82与滚压轮轴 81作为一体成型的替代方案，即 使用 （平） 键槽 815配合的示意图。 图 10是本发明滚压轮轴 81与滚压轮座 74之间使用无间隙轴孔静配 合并非浮动的连接，依靠滚压轮体 82和滚压轮轴 81之间的浮动连接来实 现自由轴向和径向活动的情况。 图 11是本发明滚压轮轴 81与滚压轮座 74之间使用有间隙轴孔配合 连接， 但并非浮动连接， 主要依靠滚压轮体 82和滚压轮轴 81之间的浮动 连接来实现自由轴向和径向活动的情况，其中示意了滚压轮体 82与滚压 轮轴 81、滚压轮轴 81和滚压轮座 74之间两个位置的径向间隙 7821、 7822。 图 12〜图 13为根据图 8中本发明滚压轮体 82和滚压轮轴 81采用滚针
(轴承）浮动连接配合来实现自由轴向和径向活动的情况；使用滚针（轴 承） 816可以大大改善滚压轮体 82与滚压轮轴 81之间的滑动转动效果。 图 14〜图 16为本发明滚压轮体 82和滚压轮轴 81三种轴孔配合浮动 连接来实现自由轴向和径向活动空间的情况，其中示意了径向间隙 782。 其中， 图 14是滚压轮轴 81中部为外凸圆弧形结构， 螺旋滚压轮体 82 内孔为圆柱形结构； 图 15是滚压轮轴 81为圆柱形结构，环形滚压轮体 82内孔为外凸圆弧 形结构； 图 16是滚压轮轴 81中部为外凸圆弧形结构，环形滚压轮体 82内孔也 为外凸圆弧形结构。 图 17-图 18分别表示本发明滚压轮体 82的螺纹成型部分分别是圆 锥管螺纹和圆柱管螺纹的结构。其中， 825是滚压轮体二个端孔的直径， 其等于所述滚压轮轴直径加上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距来形 成径向活动空间。
图 19-图 23是本发明滚压轮体 82中三个部分的详细图示， 分别是： 导入部分4、 预成型部分 B和圆锥管螺纹成型部分 C的各类组合示意图。 其中， 图 19是在滚压轮体 82上呈外凸圆弧面的导入部分 Al、 圆柱 管螺纹预成型部分 B1和圆锥管螺纹成型部分 C为一体的组合结构； 图 20是在滚压轮体 82上圆锥面导入部分 A2、非完整圆锥管螺纹预成 型部分 B2和圆锥管螺纹成型部分 C为一体的组合结构； 图 21是在滚压轮体 82上包括呈渐进曲面的导入部分 A3、 圆柱面预成 型部分 B3和圆锥管螺纹成型部分 C为一体的组合结构； 图 22是在滚压轮体 82上包括呈外凸圆弧面的导入部分 A1和圆锥管 螺纹成型部分 C为一体的组合结构； 图 23是在滚压轮体 82上包括非完整圆柱管螺纹预成型部分 B4和圆 锥管螺纹成型部分 C为一体的组合结构。 图 24给出了本发明滚压轮体 82的三部分分体结构， 即导入部分 A、 预成型部分 B和圆锥管螺纹成型部分 C依次分立在滚压轮轴 81上形成滚 压轮体 82的示意图。 图 25和图 26是本发明的环形螺纹滚压头中四个滚压轮的轴向和径 向分布方式示意图。 其中， 图 25是四个环形螺纹滚压轮体 82的起始螺纹的螺距轴向长度 间距递进变化示意图； 其中， 第一个滚压轮体 82的第一道非完整螺距螺 纹的螺距轴向长度 C1值为 0， 第二个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的 螺距轴向长度 C2值为 1/4， 第三个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺 距轴向长度 C3值为 1/2， 第四个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距 轴向长度 C4值为 3/4。 图 26是四个滚压轮轴 821〜824径向分布的示意图，中间为管圆 柱毛坯 5。
图 27和图 28是包含本发明的滚压头的滚压设备的前视图和侧视图。 该滚压设备中， 包括： 机座 1、 动力电机 2、 变速装置 20以及空心 主轴 21、 管圆柱毛坯夹紧装置 4、 电机开关 3、 两根轴向导柱 12、 滑座 11、 上述滚压头 7和光电感应装置 741。 机座 1上部一侧设有一动力电 机 2、 变速装置 20和一电机开关 3， 动力电机 2上方的变速装置 20中 有一空心主轴 21， 变速装置 20将动力电机的主轴与空心主轴 21相连； 机座 1上部还有一用于夹紧所述待加工管圆柱毛坯并使其旋转的夹紧装 置 4， 夹紧装置 4与空心主轴 21同轴心并连为一体； 两轴向导柱 12， 设置在所述机座 1上部的另一侧， 且平行于空心主轴 21中心线前后设 置； 滑座 11设置在两轴向导柱 12上， 通过移动滑座摇柄 10旋转可使 滑座 11沿轴向导柱水平 12滑动； 滚压头 7浮动设置在滑座 11上， 与 空心主轴 21的轴心中心线同轴心； 光电感应装置 741设置在滚压头 7 中的下滚压轮座 74上， 光电感应装置 741与动力电机通过 PLC程序相 连，本发明的滚压设备还包括一倒角装置 9和 /或一滚压切料装置 6;倒 角装置 9浮动设置在滑座 11上相对动力电机变速装置 2一侧， 与空心 主轴 21的轴心同轴心；切料滚压装置 6设置在滑座 11上相对动力电机 变速装置 2一侧， 与空心主轴 21的轴心同轴心。
本发明所述的滚压头不仅可以运用于上述滚压设备当中，本专业技 术人员根据本发明的精神经过改造，也可以运用于现有滚压螺纹设备和 技术以及下面所列专利中涉及到的相应滚压设备的任何一种或它们之 间的可能组合： US4771625A, JP1273637A, CN102198590A, CN202316603U, CN103264128A, CN1251821C和 CN201310058101. X。 图 29是本发明滚压设备中所用的管圆柱毛坯 5的示意图。 图 30是现有技术设备中所用的管圆柱毛坯外径尺寸示意图。 其中， 在图 29中所用管圆柱毛坯 5的外径尺寸， 51是本发明管圆柱 毛坯外径， 52是本发明管圆柱毛坯壁厚， 53国家标准的管圆柱毛坯内径。 图 30是现有技术设备中所用的管圆柱毛坯外径尺寸， 54是国家标准 现有技术管圆柱毛坯外径， 55是国家标准现有技术管圆柱毛坯壁厚， 56 国家标准现有技术的管圆柱毛坯内径。 本发明的意义： 对比图 29和 30，我们可以发现二者管圆柱毛坯 5的内径 53和 56尺寸是一样的，但本发明的一定外径管圆柱毛坯外 径 51和壁厚 52都小于切削工艺或者是现有管螺纹滚压技术标准管 圆柱毛坯外径 54和壁厚 55，也就是说本发明为钢管材料的节省带来 了可能。
下面以现有技术在国标 6分 DN20 (外径 26. 67毫米， 内径 21. 07 毫米，壁厚 2. 80毫米） Q235镀锌焊管圆柱毛坯上切削加工国标 55 ° 管螺纹来对比本发明在本发明 6分 DN20 (外径为 25. 86毫米， 内径 仍为 21.07毫米， 管壁厚则为 2.39mm) Q235镀锌焊管圆柱毛坯上滚 压加工国标 55° 管螺纹， 来进一歩阐明本发明的巨大的经济技术优 异性。
DN20国标 55° 管螺纹牙高是 1.162毫米， 螺纹长度（9道牙）为 16.33毫米， 切削锥度（1:16)最大损失量在处管螺纹起始段， 为 0.4 毫米，锥度 （1:16) 最小损失量在处管螺纹尾牙 （非完整螺牙） ， 为 0.164毫米。 锥度 （1:16) 与切削牙高损失一起相加， 原始壁厚为 2.80毫米的管材分别被削薄至 1.238毫米
(1.238mm=2.80mm - 1.162mm - 0.4mm)禾卩 1.474毫米
(1.474匪=2.80mm - 1.162mm - 0.164mm)， 也就是说切削完后管螺纹 段壁厚最厚处 （管螺纹尾部非完整部分） 只有 1.474毫米，而切削完 后管螺纹段壁厚最薄处只有 1.238毫米。 根据设计安全性原则， 2.80mm壁厚的燃气专用管在切削完后， 实际上是按照切削后钢管最 薄处 1.238匪壁厚的管在使用， 最大理论工作压力只有约 13. IMPao [计算方法: (2X0.6X235X 1.238)/26.67 ^ 13. IMPa]； 相比原始 DN20 2.80毫米壁厚钢管的承压能力 29.61MPa [计算方法：
(2X0.6X235X2.8)/26.67 ^ 29.61MPa]下降了 55.765% [计算方 法： （29.61 - 13.1) /29.61 ^ 55.76%]。
用本发明的相同材料 Q235的 6分 DN20镀锌焊管圆柱毛坯， 外 径变为 25.86毫米（内径仍为 21.07毫米， 管壁厚则为 2.39毫米）， 用本发明滚压管螺纹做一个对比： 按照计算与实际情况， 滚压后管 螺纹段的标称单位的长度质量未变， 滚压后的 "壁厚" 与原来管材 的 "壁厚 2.39毫米" 是一样的。 根据上述公式我们可以计算出最大 理论工作压力约为 26.06MPa。 [计算方法：
(2X0.6X235X2.39) /25.86 ^ 26.06MPa]。 本发明 DN20相同材料 钢管滚压管螺纹或管接头的最大理论工作压力约大于切削的壁厚 2. 80匪管螺纹或管接头的 100% [计算方法： （26. 17 - 13. 1 ) /13. 1 ^ 99. 77%] , 同时却节省了钢材 12. 65%左右 [计算方法： 从 DN20国 家标准查 2. 8毫米和 2. 4毫米的二种壁厚钢管单位重量分别为 1. 66 和 1. 45公斤每毫米 [ ( 1. 66 - 1. 45 ) /1. 66 ^ 12. 65%]。
如上所述， 本发明在提高管螺纹承压能力 100%的基础上， 材料 成本反而下降了 13%。
又一实施例， 下面结合图 1、 27、 28、 29和 30以及所述的计算 公式， 进一歩详细说明具体加工实施歩骤。
根据现有国家标准《低压流体输送用焊接钢管》 （GB3091-2008 ) DN32燃气专用镀锌钢管的外径为 42. 40毫米，普通壁厚为 3. 50毫米， 内径为 35. 40毫米。采用现有切削 55 ° 管螺纹工艺加工，牙高 1. 479 毫米， 管螺纹长度 （11道牙） 25. 40毫米， 综合牙高与锥度切削损 失， 钢管壁厚从原始的 3. 50毫米降低到的 1. 50毫米左右， 但内径 56保持不变。采用现有滚压管螺纹工艺， 采用大吨位轴向冲压装置， 首先加工 1 : 16的圆锥面； 然后用圆锥滚压轮加工管螺纹产品， 但造 成下列问题：
1. 管螺纹的内径缩小量为 3. 11毫米， 即现有滚压技术加工后的钢 管内径 56最小为 32. 29毫米，钢管内孔缩小百分比为 8. 8 %，远远大于 国家和国际标准允许的 3. 4%钢管内孔缩小百分比；
2. 每个管网施工安装现场不可能配有大吨位轴向冲压设备，专门用 于加工圆锥面；
3. 冲压压力在锥面成形时，对管体材料，特别是钢管原始外径与圆 锥面交集处的焊管焊缝， 造成隐性和显性的破坏， 给滚压管螺纹产品留 下安全隐患。
为此， 采用本发明的一种用于滚压管螺纹的滚压头、 及其设备 和应用该设备加工的管圆柱毛坯。 首先， 将前述本发明一定外径钢 管毛坯 5的外径为 41. 17毫米的 DN32按加工长度要求置于夹紧装置 4之中并手动夹紧，然后将已经打开的滚压切料装置 6手动地嵌入管 圆柱毛坯 5 ; 打开电机开关 3使管圆柱毛坯 5旋转， 手动旋转手柄将 滚压切料装置 6中的切料滚压轮按工艺要求径向进给， 滚压切断圆 柱毛坯 5的 6000毫米的长度至所需长度 2750毫米， 手动反向旋转 手柄，打开滚压切料装置，通过摇柄 10，手动移开位于滑座 11上的滚 压切料装置 6， 完成滚压切料加工， 关闭电机开关 3。
在加工管螺纹过程中， 根据滚压工艺需要， 可以将浮动的倒角 装置 9一并使用。 通过摇柄 10手动将倒角装置 9轴向进给推至钢管 5的端部内孔， 开启电机， 倒角开始， 握紧摇柄 10，根据工艺需要完 成倒角， 关闭电机。
手动旋转滚压头上的手柄 71打开滚压头 7，通过摇柄 10手动将 管螺纹滚压头 7轴向推至加工位置， 反向旋转手柄 71使滚压轮 8接 触管圆柱毛坯 5 ; 开启电机， 管螺纹滚压开始， 利用滚压轴向力， 管 螺纹滚压头 7自动沿电机方向轴向进给，当滑座 11上的滚压头 7中 的滚压轮 8轴向移动到管螺纹的头部时，光电感应器 741工作， 电机 反转， 管螺纹滚压头轴向后退， 手动反向转动手柄 71，快速轴向推开 滚压头 7， 关闭电机开关 3， 产品滚压加工完成。
将它们相对比发现， 本发明的一种用于滚压管螺纹的滚压头、 及其设备和应用该设备加工的管圆柱毛坯与现有技术的圆锥管外螺 纹产品的制造装置、 方法及产品的差异性显而易见， 由此带来其有 益效果是：
1. 比目前滚压管螺纹工艺节省了轴向冲压， 与目前 100%采用的 切削套丝工艺歩骤基本接近， 加工装置简易轻便， 符合人们目前使 用习惯， 便于大量推广使用；
2.采用滚压旋转工艺逐歩来完成管螺纹加工， 避免了对钢管管 体， 特别是焊管焊缝， 隐性和显性的破坏， 提高了螺纹密实度、 螺 纹连接强度与密封安全性能， 同时提高了管螺纹产品的同心度；
3. 管螺纹产品的内孔缩小量符合现有国际与国家标准；
4. 比目前 100%采用的切削套丝加工管螺纹工艺， 滚压成形的管 螺纹产品其钢管单位长度重量与滚压前的原始钢管单位长度重量是 一样的并受到滚压的冷作硬化作用， 其承压能力比相对应的标准的 切削管螺纹产品提高了约 100%。
5.显而易见， 利用本发明在提高管螺纹连接安全性的基础上， 可以探讨减少钢管的外径或壁厚， 从而减少钢管用钢量， 达到节能 减排的绿色环保目的。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而其并非用以限定本 发明， 任何熟悉本领域的一般技术人员， 在不脱离本发明的精神和 范围内， 应当可以作出种种的等效的变化或替换， 并不受钢管种类、 尺寸和管螺纹牙型的限制。 例如： 有缝无缝不锈钢钢管、 有缝无缝黑 铁管以及其它材料钢管， 其外径可在一定范围内上下偏差， 壁厚可 进一歩减薄； 对于滚压加工 55 和 60 管螺纹的管圆柱毛坯外径 是权利要求 19的计算方法和权利要求 20的数值，而对于米制管螺纹， 或者说其它标准管外螺纹（如石油 API管螺纹、航空航天特殊管螺）， 或者说其它非 1 : 16锥管螺纹以及大于 DN150的管圆柱毛坯，前述的滚 压管圆柱毛坯外径计算方法和试验数据是有差异的， 应通过本发明 精神原理来调整。 当然， 对于质量较好的钢管， 特别是无缝钢管， 其外径尺寸和壁厚可以通过调整本发明前述的滚压头合适的滚压力 和滚压时间来适当定径以便滚压所需圆柱和圆锥管螺纹产品。 同时 滚压头不受前述的滚压头装置的结构、 旋转与移动方向的限制， 例如： 权利要求 17的上滚压轮座滑动而下滚压轮座固定的结构可以是上下滚 压轮座均可以滑动或者是下滚压轮座滑动而上滚压轮座固定的结构，上 下滚压轮座的设置方式可以是左右滚压轮座设置方式等。 因此， 本发 明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims

权利要求书
1.一种用于滚压管螺纹的滚压头，包括至少两个滚压轮及设置所述 滚压轮的一滚压轮座， 其中所述滚压轮包含一滚压轮体及一滚压轮轴， 所述滚压轮体包括一滚压轮管螺纹成型部分， 其特征在于， 所述滚压轮 体相对应所述滚压轮座沿所述滚压轮轴的方向上有一轴向活动空间，所 述轴向活动空间的轴向距离为所述滚压轮管螺纹成型部分对应螺纹的 0. 5个螺距至 1个螺距。
2. 如权利要求 1所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述滚压轮体相对于所述滚压轮座沿所述滚压轮轴的径向上有一径向活 动空间，所述径向活动空间的径向距离为不超过所述滚压轮管螺纹成型 部分对应螺纹的 0. 5个螺距。
3. 如权利要求 2所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴向活动空间和所述径向活动空间是通过选自以下任一组中所述结 构来实现的：
a)所述滚压轮和所述滚压轮座之间的浮动连接；
b)所述滚压轮体与所述滚压轮轴之间的浮动连接；
c) a)组和 b)组的组合;
所述浮动连接选自： 轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
4. 如权利要求 2所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴向活动空间和所述径向活动空间是通过所述滚压轮和所述滚压轮 座之间的浮动连接来实现的，且所述滚压轮的滚压轮体与滚压轮轴是一 体成型或键槽配合；
所述浮动连接选自： 轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
5. 如权利要求 3所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴孔浮动连接包括： a) 所述滚压轮体轴孔表面与所述滚压轮轴表面任一呈弧形或均为 弧形的接触连接； 或
b) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面任一 呈弧形或均为弧形的接触连接； 或
c) 所述滚压轮体轴孔表面与所述滚压轮轴表面均为圆柱面的接触 连接， 且所述滚压轮体轴孔端口直径等于所述滚压轮轴直径加 上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距；
d) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面均为 圆柱面的接触连接， 且所述滚压轮座轴孔端口直径等于所述滚 压轮轴直径加上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距。
6. 如权利要求 4所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴孔浮动连接包括：
a) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间轴孔连接位置处表面任一呈 弧形或均为弧形的接触连接； 或
b) 所述滚压轮轴和所述滚压轮座之间的轴孔连接位置处表面均为 圆柱面的接触连接， 且所述滚压轮座轴孔端口直径等于所述滚 压轮轴直径加上 0. 5个至 1个对应滚压轮螺纹的螺距。
7. 如权利要求 3所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴承浮动连接是通过滚针连接实现的。
8. 如权利要求 4所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于，所 述轴承浮动连接是通过滚针连接实现的。
9. 如权利要求 1至 8任一所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征 在于， 所述管螺纹成型部分的形状是圆锥管螺纹或圆柱管螺纹。
10. 如权利要求 9所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于， 所述滚压轮体在所述管螺纹成型部分前端进一歩包括一预成型部分，所 述预成型部分的形状包括圆柱面、 圆锥面、 圆柱管螺纹、 非完整圆柱管 螺纹、 非完整圆锥管螺纹、 或其组合。
11. 如权利要求 9所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特征在于， 所述滚压轮体在所述管螺纹成型部分前端进一歩包括导入部分，所述导 入部分的形状包括锥面、 弧面、 渐进曲面或其组合。
12. 如权利要求 10 所述的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在 于， 所述滚压轮体在所述预成型部分前端进一歩包括导入部分， 所述导 入部分的形状包括锥面、 弧面、 渐进曲面或其组合。
13. 如权利要求 12 所述的用于滚压管螺纹的滚压头， 其特征在 于， 所述滚压轮体的导入部分的形状为弧面， 所述预成型部分的形状为 圆柱管螺纹， 所述管螺纹成型部分的形状为圆锥管螺纹。
14. 如权利要求 9至 13中所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其特 征在于， 所述滚压头包括 N个环形螺纹滚压轮， 其每个滚压轮的第一道 非完整螺距螺纹的螺距轴向长度以下述方式设置：
a)将其中任意一个滚压轮称为第一滚压轮，其第一道非完整螺距螺 纹的螺距轴向长度等于其螺距；
b)按顺时针方向或逆时针方向与所述第一滚压轮相邻的滚压轮的 第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度依次减少 1/N螺距，直至减少至 1/N螺距；
其中， N为大于等于 2的自然数。
15. 如权利要求 9至 13任一所述的用于滚压管螺纹的滚压头，其 特征在于， 所述导入部分、所述预成型部分以及所述管螺纹成型部分是 一体化结构， 或是组合结构。
16. 一种包含上述任一项权利要求中所述滚压头的管螺纹滚压设 备， 应用于加工一管圆柱毛坯， 进一歩包括： 机座、 动力电机及变速装 置、 工件夹紧装置、 空心主轴、 电机开关、 两根轴向导柱、 滑座；
其中， 所述机座上部一侧设有一动力电机及一变速装置和一电机开 关， 所述动力电机上方有一空心主轴， 所述变速装置将所述动力电机的 主轴与所述空心主轴相连；
所述机座上部还有一用于夹紧所述待加工的所述管圆柱毛坯并使 其旋转的夹紧装置， 所述夹紧装置与所述空心主轴同轴心并连为一体； 所述两轴向导柱设置在所述机座上部的另一侧，且平行于所述空心 主轴中心线前后设置；
所述滑座设置在所述两轴向导柱上， 可沿所述轴向导柱水平滑动； 所述滚压头浮动设置在所述滑座上， 与所述空心主轴同轴心。
17. 如权利要求 16所述的管螺纹滚压设备，其特征在于，所述滚 压头的滚压轮座分为一上滚压轮座和一下滚压轮座，所述上滚压轮座是 滑动结构， 所述下滚压轮座是固定结构； 所述滚压轮座通过一弹簧与一 组调整螺栓与所述滚压设备中的所述滑座浮动相连；其中所述上滚压轮 座和所述下滚压轮座上分别设置有两个滚压轮。
18. 如权利要求 16所述的滚压设备，其特征在于，所述滚压设备 还包括一倒角装置和 /或一滚压切料装置和 /或一光电感应装置；
其中，所述倒角装置浮动设置在所述滑座上相对所述动力电机和所 述变速装置一侧， 与所述空心主轴同轴心；
所述滚压切料装置，设置在所述滑座上相对所述动力电机变速装置 一侧， 与所述空心主轴同轴心；
所述的光电感应装置设置在所述滚压头中的所述滚压轮座上。
19. 一种应用于权利要求 16至 18任一所述的滚压设备加工的管 圆柱毛坯， 其特征在于， 所述管圆柱毛坯的外径是相对应国际或国家标 准圆锥管螺纹基准平面上的基本大径与基本中径的平均值。
20. 如权利要求 19所述的管圆柱毛坯， 其特征在于，
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN6，管外径为 9. 44 所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN8， 管外径为 12.73毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN10, 管外径为 16.23毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN15, 管外径为
20.37毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN20, 管外径为 25.86毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN25, 管外径为 32.51毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN32, 管外径为 41.17毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN40， 管外径为 47.06毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN50, 管外径为
58.87毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN65, 管外径为 74.44毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN80， 管外径为 87.14毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN100, 管外径为 112.29毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN125, 管外径为 137.69毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 55° 的圆锥管外螺纹 DN150, 管外径为
163.09毫米； 或者
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN6，管外径为 9.87 所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN8， 管外径为 13.05毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN10, 管外径为 16.49毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN15, 管外径为 20.5毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN20, 管外径为
25.84毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN25, 管外径为 32.34毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN32, 管外径为 41.1毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN40, 管外径为 47.17毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN50, 管外径为 59.21毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN65, 管外径为
71.43毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN80, 管外径为 87.34毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN90, 管外径为 100.05毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN100, 管外径为
112.7毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN125, 管外径为 139.68毫米；
所述管圆柱毛坯用于滚压 60° 的圆锥管外螺纹 DN150, 管外径为 166.52毫米；
所述的管外径尺寸公差为自由公差。
PCT/CN2013/084823 2012-10-08 2013-10-08 一种用于滚压管螺纹的滚压头、及其设备和应用该设备加工的管圆柱毛坯 WO2014056419A1 (zh)

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