專利名稱：筒體旋轉(zhuǎn)加工方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筒體的成型方法和設(shè)備，特別是一種筒體旋轉(zhuǎn)加工方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在日本專利(Japanese Patent Post-Exam，Publication No.H4-46647)中，有關(guān)于如何把一個(gè)鋼管拉成更小直徑的鋼管的旋轉(zhuǎn)加工法。
對(duì)該方法的描述如圖4和圖5所示一組加工輥軸103沿著鋼管102分布，而鋼管102由夾管101環(huán)繞，以保證加工輥軸103沿著圖3中箭頭C所示的方向環(huán)繞靜止的鋼管102旋轉(zhuǎn)。這些加工輥軸103在沿著鋼管縱向方向E被送入的同時(shí)，還朝著鋼管102的徑向方向D移動(dòng)，以將鋼管的直徑拉成如104斷面。
另一個(gè)旋轉(zhuǎn)加工方法由日本專利(Japanese Patent ApplicationLaid-Open，Publication No.H10-24323)披露。與上一個(gè)方法不同，該方法不是旋轉(zhuǎn)加工輥軸，而是旋轉(zhuǎn)鋼管。
還有一個(gè)旋轉(zhuǎn)加工方法由美國專利(Nous6386010B1)披露。該方法在加工輥軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)，鋼管以其相反方向旋轉(zhuǎn)，是前二種方法的綜合。對(duì)該方法的描述如圖6使鋼管4環(huán)繞其縱軸方向旋轉(zhuǎn)α，使一組環(huán)繞鋼管放置的加工輥軸23以與鋼管4旋轉(zhuǎn)方向相反的方向環(huán)繞鋼管縱軸方向旋轉(zhuǎn)β。當(dāng)環(huán)型盤26在圓柱體25的驅(qū)動(dòng)下向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，面27會(huì)推動(dòng)支架21的面22沿著徑向朝鋼管徑向方向被送入的同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)裝置34的驅(qū)動(dòng)下，圓軸33在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還沿著縱軸方向(A-B方向)前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑軌31也沿著縱軸方向(A-B方向)前后移動(dòng)，從而將鋼管拉成更小直徑。

發(fā)明內(nèi)容
在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈環(huán)境下，產(chǎn)品單個(gè)利潤逐步走低，生產(chǎn)者通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增大產(chǎn)量來降低生產(chǎn)成本在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲利，生產(chǎn)效率是關(guān)鍵。這里不僅僅局限于在旋轉(zhuǎn)加工方法上提高加工速度，而且對(duì)整個(gè)裝置的快速置換性，操作方便性，使用穩(wěn)定性同樣也決定著加工速度。傳統(tǒng)方法中，無論是鋼管與輥軸同時(shí)相反旋轉(zhuǎn)，還是旋轉(zhuǎn)鋼管或旋轉(zhuǎn)輥軸，都無法做到功能多樣化、生產(chǎn)高效率。
本項(xiàng)發(fā)明者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法有兩個(gè)方面是無法做到的。第1方面?zhèn)鹘y(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法是無法把鋼管兩端加工成各種形狀(球頭，斜面，封口等)。由于傳統(tǒng)加工方法使用了一組加工輥軸其運(yùn)動(dòng)軌跡只能以直線方式運(yùn)動(dòng)，只局限于把鋼管拉成更小點(diǎn)直徑的鋼管。第2方面?zhèn)鹘y(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法是無法大幅度提高生產(chǎn)效率，雖然是鋼管與輥軸同時(shí)相反旋轉(zhuǎn)能比更傳統(tǒng)的方法提高旋轉(zhuǎn)速度，但是始終無法徹底解決加工輥軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)過于龐大的問題，限制了旋轉(zhuǎn)速度的進(jìn)一步提高，是導(dǎo)致加工速度無法進(jìn)一步提高的原因。據(jù)了解目前傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工法的旋轉(zhuǎn)速度在800轉(zhuǎn)/分左右，由于上述原因，傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法只能簡(jiǎn)單地把鋼管直徑變小、低效率的生產(chǎn)。
特別是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法中安裝了一組加工輥軸，還包括改變這組加工輥軸旋轉(zhuǎn)軌跡的變軌機(jī)構(gòu)。由于變軌機(jī)構(gòu)依靠?jī)蓚€(gè)斜面以簡(jiǎn)單直線方式運(yùn)動(dòng)，加工輥軸旋轉(zhuǎn)軌跡朝徑向方向做簡(jiǎn)單直線運(yùn)動(dòng)，配合縱軸方向移動(dòng)只能把鋼管拉成更小直徑鋼管。另外加工輥軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜和笨重，慣性問題非常突出，另外加輥軸的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，會(huì)有巨大離心力，阻止加工輥軸朝徑向方向的移動(dòng)，只能用很低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由于上述原因，盡管采取鋼管與加工輥軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，比原始旋轉(zhuǎn)加工法提高加工速度。還沒有把加工速度提高到鋼管能夠承受的極限速度，加工輥軸機(jī)構(gòu)復(fù)雜和笨重、運(yùn)動(dòng)軌跡單一是無法滿足多樣化高效率生產(chǎn)需求。
一般在加工過程中，工件(鋼管)旋轉(zhuǎn)速度決定了進(jìn)給速度，進(jìn)給速度決定了旋轉(zhuǎn)加工時(shí)間，工件(鋼管)旋轉(zhuǎn)速度大幅度提高可以將加工時(shí)間大幅度縮短。在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中受加工輥軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)慣性限制，其旋轉(zhuǎn)速度只能以幾百轉(zhuǎn)低速旋轉(zhuǎn)，更不可想象旋轉(zhuǎn)速度能達(dá)到幾千轉(zhuǎn)。
本項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種旋轉(zhuǎn)加工方法，該方法能夠解決上述問題，并通過一個(gè)加工輥輪減少與鋼管摩擦產(chǎn)生熱量，使鋼管不產(chǎn)生硬化，以大幅度提高鋼管旋轉(zhuǎn)速度和加工輥輪移動(dòng)速度來提高加工速度，由于加工輥輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單又輕巧的設(shè)計(jì)使得鋼管旋轉(zhuǎn)速度可以高達(dá)4000轉(zhuǎn)/分，以及加工輥輪縱、橫兩向同步移動(dòng)(移動(dòng)速度高達(dá)8米/分)能夠快速完成各種復(fù)雜形狀零件加工，達(dá)到高效益目的。
本項(xiàng)發(fā)明的另一個(gè)目的是提供相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備，該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)上述加工方法。
本發(fā)明是按如下的方式來實(shí)現(xiàn)的所述筒體旋轉(zhuǎn)加工方法包括以下步驟使鋼管環(huán)繞自身的軸向旋轉(zhuǎn)，使加工輥輪朝鋼管的徑向方向移近鋼管，與鋼管產(chǎn)生接觸壓力，與此同時(shí)，輥輪還可沿鋼管的軸向移動(dòng)，所述的鋼管旋轉(zhuǎn)及輥輪的徑向和軸向移動(dòng)，可將鋼管旋壓成各種形狀和尺寸。
所述筒體旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備包括以下機(jī)構(gòu)構(gòu)使鋼管被夾緊的夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使鋼管饒自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及使加工輥輪發(fā)生沿鋼管的軸向和徑向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的積極效果如下由于本裝置使用的是一個(gè)加工輥輪，只是與工件(鋼管)接觸時(shí)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，根本就不存在著慣性問題。另外與工件接觸的面積非常少，摩擦產(chǎn)生的熱量有限，是多個(gè)輥軸產(chǎn)生熱量的1/3左右，這就不會(huì)遇到傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工方法中增加相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度而遇到的各種問題。
另外本裝置工件夾緊旋轉(zhuǎn)部分被直接固定在底板上，工件在軸向方向是靜止的，由于加工輥輪縱、橫兩向可以同時(shí)以不同移動(dòng)速度移動(dòng)，通過調(diào)整縱、橫兩向移動(dòng)速度達(dá)到加工不同種類產(chǎn)品。如電機(jī)皮帶輪，汽車三元催化裝置，摩托車排氣管等，都可以用旋轉(zhuǎn)加工法在本裝置上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備2圖1側(cè)視3圖1仰視4第一種傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備5圖4的前視6第二種傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備中，1底座，2驅(qū)動(dòng)輪，3輥輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，4鋼管，5旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，6夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，7法蘭盤，8旋轉(zhuǎn)軸，9電機(jī)，10傳送帶，11連桿，12簧夾頭，13加工輥輪，14滑軌，15移動(dòng)平臺(tái)，16絲桿18與移動(dòng)平臺(tái)15螺接，16滑軌，17移動(dòng)平臺(tái)，18絲桿，19電機(jī)，20絲桿，21電機(jī)，22移動(dòng)器，23移動(dòng)器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的筒體旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備如圖1圖2所示。該設(shè)備包括一個(gè)底座1，在底座1的左側(cè)設(shè)有夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，其內(nèi)夾設(shè)有鋼管4；底座1的左側(cè)還設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5，夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6設(shè)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5內(nèi)；在底座1的右側(cè)設(shè)有輥輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3，該機(jī)構(gòu)可使加工輥輪13朝鋼管4的軸向(圖3中Z’-Z”)和徑向(圖3中X’-X”)移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5固定在底座1的左側(cè)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5中設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸8，旋轉(zhuǎn)軸8內(nèi)設(shè)有夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，旋轉(zhuǎn)軸8的左端固設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪2，驅(qū)動(dòng)輪2通過傳送帶10與電機(jī)9相連，電機(jī)9帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪2，使旋轉(zhuǎn)軸8沿鋼管的軸向(圖1中Y-Y)旋轉(zhuǎn)(圖1中α)。
夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6與驅(qū)動(dòng)輪2通過法蘭盤7相連接，使夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6穿設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸8內(nèi)，夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6上設(shè)有連桿11，連桿11的右端固設(shè)有彈簧夾頭12，鋼管4夾設(shè)在彈簧夾頭12內(nèi)，連桿11可沿著鋼管4的軸向(圖1中Y-Y)來回移動(dòng)，使彈簧夾頭12夾緊或放松鋼管4。當(dāng)彈簧夾頭12夾緊鋼管4時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)，即帶動(dòng)鋼管4同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3，包括可使加工輥輪13沿橫向和縱向移動(dòng)的兩個(gè)移動(dòng)器22和23。
所述第一移動(dòng)器22設(shè)在底座1上面，其結(jié)構(gòu)為底座1上固設(shè)有滑軌14，在滑軌14上設(shè)有可以橫向)移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)15，絲桿18與移動(dòng)平臺(tái)15螺接，絲桿18與電機(jī)19相接，電機(jī)19帶動(dòng)絲桿18轉(zhuǎn)動(dòng)，使移動(dòng)平臺(tái)17做橫向移動(dòng)(見圖3中Z’-Z”)。
所述第二移動(dòng)器23設(shè)在第一移動(dòng)器22上面，其結(jié)構(gòu)為移動(dòng)平臺(tái)15上固設(shè)有滑軌16，在滑軌16上設(shè)有可以縱向(鋼管徑向)移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)17，絲桿20與移動(dòng)平臺(tái)17螺接，絲桿20與電機(jī)21相接，電機(jī)21帶動(dòng)絲桿18轉(zhuǎn)動(dòng)，使移動(dòng)平臺(tái)17做縱向移動(dòng)(見圖3中X’-X)。
下面開始描述上文所述的旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備是如何完成對(duì)鋼管加工的。
加工開始前，先將鋼管4放入彈簧夾頭12，夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)往Z′方向發(fā)力，彈簧夾頭夾緊鋼管4，這時(shí)旋轉(zhuǎn)軸8在電機(jī)9的驅(qū)動(dòng)下，使得旋轉(zhuǎn)軸8按照α方向以4000轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)，加工輥輪13在電機(jī)19和21的同時(shí)驅(qū)動(dòng)下，沿著鋼管4的軸向(Z′-Z″方向)與鋼管4的徑向(X′-X″方向)以20米/分移動(dòng)速度接近鋼管，然后加工輥輪13沿著程序設(shè)計(jì)的軌跡以8米/分移動(dòng)速度接觸工件(鋼管)，加工輥輪13在逐漸減少其旋轉(zhuǎn)軌跡的同時(shí)，鋼管4被旋壓成所需的形狀和尺寸。
權(quán)利要求
1.一種筒體的成型方法，其特征在于使鋼管環(huán)繞自身的軸向旋轉(zhuǎn)，使加工輥輪朝鋼管的徑向方向移近鋼管，與鋼管產(chǎn)生接觸壓力，與此同時(shí)，輥輪還可沿鋼管的軸向移動(dòng)，所述的鋼管旋轉(zhuǎn)及輥輪的徑向和軸向移動(dòng)，可將鋼管旋壓成各種形狀和尺寸。
2.一種筒體的成型設(shè)備，其特征在于所述筒體的成型設(shè)備包括使鋼管被夾緊的夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使鋼管饒自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及使加工輥輪沿鋼管的軸向和徑向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一個(gè)底座1，在底座1的左側(cè)設(shè)有夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，其內(nèi)夾設(shè)有鋼管4；底座1的左側(cè)還設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5，夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6設(shè)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5內(nèi)；在底座1的右側(cè)設(shè)有輥輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3，該機(jī)構(gòu)上設(shè)有可使加工輥輪13朝鋼管4的軸向和徑向移動(dòng)的移動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5固定在底座1的左側(cè)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5中設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸8，旋轉(zhuǎn)軸8內(nèi)設(shè)有夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，旋轉(zhuǎn)軸8的左端固設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪2，驅(qū)動(dòng)輪2通過傳送帶10與電機(jī)9相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6與驅(qū)動(dòng)輪2通過法蘭盤7相連接，使夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6穿設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸8內(nèi)，夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6上設(shè)有連桿11，連桿11的右端固設(shè)有彈簧夾頭12，鋼管4夾設(shè)在彈簧夾頭12內(nèi)，連桿11可沿著鋼管4的軸向來回移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可使加工輥輪沿橫向和縱向移動(dòng)的兩個(gè)移動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于所述第一移動(dòng)器22設(shè)在底座1上面，其結(jié)構(gòu)為底座1上固設(shè)有滑軌14，在滑軌14上設(shè)有可以橫向移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)15，絲桿18與移動(dòng)平臺(tái)15螺接，絲桿18與電機(jī)19相接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的筒體的成型設(shè)備，其特征在于所述第二移動(dòng)器23設(shè)在第一移動(dòng)器22上面，其結(jié)構(gòu)為移動(dòng)平臺(tái)15上固設(shè)有滑軌16，在滑軌16上設(shè)有可以縱向移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)17，絲桿20與移動(dòng)平臺(tái)17螺接，絲桿20與電機(jī)21相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種筒體的成型方法和設(shè)備，特別是一種筒體旋轉(zhuǎn)加工方法和設(shè)備。所述筒體旋轉(zhuǎn)加工方法包括以下步驟使鋼管環(huán)繞自身的軸向旋轉(zhuǎn)，使加工輥輪朝鋼管的徑向方向移近鋼管，與鋼管產(chǎn)生接觸壓力，與此同時(shí)，輥輪還可沿鋼管的軸向移動(dòng)，所述的鋼管旋轉(zhuǎn)及輥輪的徑向和軸向移動(dòng)，可將鋼管旋壓成各種形狀和尺寸。所述筒體旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備包括以下機(jī)構(gòu)構(gòu)使鋼管被夾緊的夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使鋼管饒自身軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及使加工輥輪發(fā)生沿鋼管的軸向和徑向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本設(shè)備只使用一個(gè)加工輥輪，不存在慣性問題；輥輪與工件接觸的面積少，摩擦產(chǎn)生的熱量有限；可加工不同種類的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B21D22/14GK1605404SQ20041009153
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者胡德林 申請(qǐng)人:胡德林