专利名称：一种管材内壁环状沟槽的滚压成型装置的制作方法
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CN102240883 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1、主传动装置I1、管材夹紧装置
II1、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相联结，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联接，接轴3右端通过牙嵌可与滚压成型装置I中的丝杠心轴27端部联接，工作平台13通过水平油缸15与地基联结。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的底部支撑联结。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、可相互配合，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η个内小外大的圆锥形孔32，η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η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联接，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I圆周面的左右俩侧，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I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。本发明所述的弧形板24也可以在其轴向中心线上加工成η个方锥形孔或锥形锥孔，η为正整数，孔内安装的是圆柱体或圆锥体。本发明的优点和积极效果是:(I)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，沟槽深度可以接近滚压球直径的一半；(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)本发明可将弧形板上的孔加工成圆锥孔或方锥孔或锥形锥孔并相应改变滚压体的旋转母线形状，从而应用滚珠、滚柱、滚锥等不同滚压体加工出管材内壁不同形状沟槽；(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。
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；111—管材夹紧装置；IV—接轴及接轴传动装置
I——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
具体实施例方式 如图1所示，将轧制终了的热态管材I吊放在被升降液压缸9支承的托辊22上，并使管材I左端与挡块2相抵触，启动左右夹紧油缸20、20’将管材I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
1、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I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I拔出，完成滚压过程。
权利要求
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1、主传动装置I1、管材夹紧装置II1、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相联结，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联接，接轴3右端通过牙嵌可与滚压成型装置I中的丝杠心轴27端部联接，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、可相互配合，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η个内小外大的圆锥形孔，η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η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联接，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I圆周面的左右俩侧，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I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在其轴向中心线上制有η个方形锥孔，孔内对应安装的是圆柱体，η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在其轴向中心线上制有η个锥形锥孔，孔内对应安装的是圆锥体，η为正整数。
全文摘要
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。
文档编号B21D17/04GK103143604SQ20131006377
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者赵春江, 张芳萍, 双远华, 郝琳璐, 白磊, 安俊静, 马立峰, 楚志兵 申请人:太原科技大学