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的制作方法

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的制作方法
【专利摘要】本发明公开了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，其中滚压头包括至少两个滚压轮及设置滚压轮的一滚压轮座，其中滚压轮包含一滚压轮体及一滚压轮轴，滚压轮体包括一滚压轮管螺纹成型部分，滚压轮相对应滚压轮座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纹成型部分对应螺纹的0.5个螺距至1个螺距。本发明加工装置简易轻便，便于大量推广使用；且避免了对钢管管体的隐性和显性的破坏，提高了螺纹密实度、螺纹连接强度与密封安全性能，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。
【专利说明】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】
[0001]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】
[0002]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“ CN200 31011169 5.2 ”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。
[0003]目前这种滚压管螺纹加工工艺至少存在下列3个问题:
[0004]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;
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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，简化工艺步骤，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】

[0009]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。
[0010]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I个螺距。
[0011]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。
[0012]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:
[0013]a)所述滚压轮和所述滚压轮座之间的浮动连接；
[0014]b)所述滚压轮体与所述滚压轮轴之间的浮动连接；
[0015]c) a)组和b)组的组合；
[0016]所述浮动连接选自:轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
[0017]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；
[0018]所述浮动连接选自:轴孔浮动连接或轴承浮动连接。
[0019]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:
[0020]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
[0021]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
[0022]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I个对应滚压轮螺纹的螺距；
[0023]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I个对应滚压轮螺纹的螺距。
[0024]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:
[0025]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
[0026]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I个对应滚压轮螺纹的螺距。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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步包括一预成型部分，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。
[0031]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步包括导入部分，所述导入部分的形状包括锥面、弧面、渐进曲面或其组合。
[0032]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步包括导入部分，所述导入部分的形状包括锥面、弧面、渐进曲面或
其组合。
[0033]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。
[0034]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:
[0035]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；
[0036]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；
[0037]其中，N为大于等于2的自然数。
[0038]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。
[0039]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，进一步包括: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；
[0040]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；
[0041]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；
[0042]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；
[0043]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；
[0044]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。
[0045]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。
[0046]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；
[0047]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侦牝与所述空心主轴同轴心；
[0048]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；
[0049]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。
[0050]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。
[0051]比较好的是，本发明的管圆柱毛坯，其特征在于，
[0052]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毫米；
[0053]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；
[0054]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN10,管外径为16.23毫米；
[0055]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；
[0056]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN20,管外径为25.86毫米；
[0057]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；
[0058]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；
[0059]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN40,管外径为47.06毫米；
[0060]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN50,管外径为58.87毫米；
[0061]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN65,管外径为74.44毫米；
[0062]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；
[0063]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；
[0064]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；
[0065]所述管圆柱毛还用于滚压55°的圆锥管外螺纹DN150,管外径为163.09毫米；
[0066]或者
[0067]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毫米；
[0068]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；
[0069]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；
[0070]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；
[0071]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；
[0072]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；
[0073]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；
[0074]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；
[0075]所述管圆柱毛还用于滚压60°的圆锥管外螺纹DN50,管外径为59.21毫米；
[0076]所述管圆柱毛还用于滚压60°的圆锥管外螺纹DN65,管外径为71.43毫米；
[0077]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；
[0078]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；
[0079]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；
[0080]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；[0081]所述管圆柱毛还用于滚压60°的圆锥管外螺纹DN150,管外径为166.52毫米；
[0082]所述的管外径尺寸公差为自由公差。
[0083]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步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。
[0084]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。
【专利附图】

【附图说明】
[0085]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。
[0086]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)；
[0087]图2是图1A-A向的剖面俯视图；
[0088]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；
[0089]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；
[0090]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_(平)键槽配合的示意图；
[0091]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；
[0092]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；
[0093]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；
[0094]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；[0095]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；
[0096]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；
[0097]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；
[0098]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；
[0099]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；
[0100]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；
[0101]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。
[0102]附图标记:
[0103]I 机座
[0104]2 动力电机
[0105]20 变速装置
[0106]21 (动力电机变速装置中的)空心主轴
[0107]3 电机开关
[0108]4 工件夹紧装置
[0109]5 管圆柱毛还
[0110]51 本发明管圆柱毛坯外径
[0111]52 本发明管圆柱毛坯壁厚
[0112]53 国家标准管圆柱毛坯内径
[0113]54 现有技术管圆柱毛坯外径
[0114]55 现有技术管圆柱毛坯壁厚
[0115]56 国家标准管圆柱毛还内径
[0116]6 滚压切料装置
[0117]7 滚压头
[0118]71 手柄
[0119]72 丝杆
[0120]73 左右二根导柱
[0121]74 上滚压轮座
[0122]741 光电感应装置
[0123]742 轴套
[0124]75 下滚压轮座
[0125]76 调节螺栓
[0126]761调整螺栓I
[0127]762调整螺栓2
[0128]763调整螺栓3
[0129]764调整螺栓4[0130] 77弹簧
[0131]781轴向间隙
[0132]782、7821、7822 径向间隙
[0133]8滚压轮
[0134]81滚压轮轴
[0135]811滚压轮轴I
[0136]812滚压轮轴2
[0137]813滚压轮轴3
[0138]814滚压轮轴4
[0139]815平键
[0140]816滚针
[0141]82滚压轮体
[0142]821滚压轮体I
[0143]822滚压轮体2
[0144]823滚压轮体3
[0145]824滚压轮体4
[0146]9倒角装置
[0147]10(移动滑座的)摇柄
[0148]11滑座
[0149]111(滑座上的)定位板
[0150]12(二根)轴向导柱
[0151]A(滚压轮体的)导入部分
[0152]Al外凸圆弧面导入部分
[0153]A2圆锥面导入部分
[0154]A3渐进曲面导入部分
[0155]B(滚压轮体的)预成型部分
[0156]BI圆柱管螺纹预成型部分
[0157]B2非完整圆锥管螺纹预成型部分
[0158]B3圆柱面预成型部分
[0159]B4非完整圆柱管螺纹预成型部分
[0160]C(滚压轮体的)圆锥管螺纹成型部分
[0161]Cl第一个滚压轮体第一道非完整螺距螺纹的螺距轴向长度
[0162]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
[0163]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
[0164]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】
[0165]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。
[0166]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。
[0167]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I个螺距。优选的，是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或I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。
[0168]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。
[0169]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:RU2443492C1、US20120011912A1、US3651678A、CN201361668Y、JP04610375B2、JP2000176585A，将上述专利文件全文引入并作为参考。
[0170]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:
[0171]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；
[0172]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。
[0173]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。
[0174]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。
[0175]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》(GB30912008)。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。
[0176]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111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。
[0177]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被逐步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。
[0178]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。
[0179]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步径向移动滚压轮座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。
[0180]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。
[0181]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步径向移动滚压轮座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。
[0182]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, US20120011912A1, US4617816A, US4785649A,US5870918A, GB1150525A, JP1273637A, SU703197A1。
[0183]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。
[0184]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。
[0185]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。
[0186]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。
[0187]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。
[0188]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。
[0189]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。
[0190]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。
[0191]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。
[0192]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。
[0193]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。
[0194]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。
[0195]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。
[0196]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；
[0197]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；
[0198]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。
[0199]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I个对应滚压轮螺纹的螺距来形成径向活动空间。
[0200]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A、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。
[0201]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BI和圆锥管螺纹成型部分C为一体的组合结构；
[0202]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；
[0203]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；
[0204]图22是在滚压轮体82上包括呈外凸圆弧面的导入部分Al和圆锥管螺纹成型部分C为一体的组合结构；
[0205]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。
[0206]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。
[0207]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。[0208]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Cl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。
[0209]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。
[0210]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。
[0211]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I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I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I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 —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 —侧，与空心主轴21的轴心同轴心。
[0212]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。
[0213]图29是本发明滚压设备中所用的管圆柱毛坯5的示意图。
[0214]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。
[0215]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。
[0216]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。
[0217]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。
[0218]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，来进一步阐明本发明的巨大的经济技术优异性。[0219]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(I:16)最大损失量在处管螺纹起始段，为0.4毫米，锥度(I: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
[0220](1.238mm = 2.80mm-1.162mm-Q.4mm)和 1.474 毫米
[0221](1.474mm = 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1.238mm壁厚的管在使用，最大理论工作压力只有约13.1MPa。[计算方法:(2X0.6X235X 1.238)/26.67 ^ 13.1MPa];相比原始DN202.80毫米壁厚钢管的承压能力29.6IMPa[计算方法:(2X0.6X235X2.8)/26.67 ^ 29.6IMPa]下降了 55.765% [计算方法:(29.61-13.1)/29.61 ^ 55.76% ]。
[0222]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:(2X0.6X 235X 2.39)/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2.80mm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% ]。
[0223]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%。
[0224]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，进一步详细说明具体加工实施步骤。
[0225]根据现有国家标准《低压流体输送用焊接钢管》(6B3091_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:
[0226]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；
[0227]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；
[0228]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。
[0229]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。
[0230]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。
[0231]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。
[0232]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:
[0233]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步骤基本接近，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；
[0234]2.采用滚压旋转工艺逐步来完成管螺纹加工，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；
[0235]3.管螺纹产品的内孔缩小量符合现有国际与国家标准；
[0236]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%。
[0237]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。
[0238]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，壁厚可进一步减薄；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。
【权利要求】
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I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I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I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I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步包括一预成型部分，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步包括导入部分，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步包括导入部分，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，进一步包括: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毫米； 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毫米； 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。
【文档编号】F16S3/00GK103521666SQ201310464553
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月8日
【发明者】周俊 申请人:上海泛华紧固系统有限公司