用于滚压管外螺纹的滚压头及其设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种管外螺纹滚压头及其滚压设备。本实用新型专利技术的滚压头包括至少一个沿圆周布置的滚压轮及相应的滚压轮轴和滚压轮座，滚压轮通过滚压轮轴可转动地固定到滚压轮座，滚压轮上设有管螺纹成型部分，管螺纹成型部分的螺纹长度小于所滚压的管外螺纹的有效螺纹长度。本实用新型专利技术的滚压头还包括能够动态滚压全过程实时调节其滚压轮径向位置从而形成滚压工艺所需要锥度的径向调节装置。本实用新型专利技术还提供一种包括上述滚压头的滚压设备。本实用新型专利技术的方案使钢管端部在滚压期间不容易变形、显著节约空心圆柱毛坯的材料、提高成品率。

【技术实现步骤摘要】
用于滚压管外螺纹的滚压头及其设备本申请要求2013年3月31日提交的申请号为CN201310110406.0的在先申请的优先权。
本技术总体涉及管道产品和管道加工机械领域，且具体涉及一种用于滚压管外螺纹的滚压头及其设备。
技术介绍
由于滚压管外螺纹相比切削管外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，相应的制造工艺在国家技术专利“CN200310111695.2”和技术专利“CN200710106912.7”也有所披露。然而，上述的二个技术专利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或径向挤压圆锥面然后再进行管外螺纹滚压加工的工艺。相比切削管外螺纹一道加工成形方法，这二种加工工艺均需要利用圆锥形模具机械的或者是液压的轴向冲压或者是径向挤压空心圆柱毛坯工件，即先加工形成圆锥面，再在圆锥面上滚压加工管外螺纹。 显然所述的这二种滚压管外螺纹加工工艺至少存在着下列3个问题: 1.由于滚压管外螺纹加工工艺比目前套丝或者是切削加工管外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外螺纹操作非常不便，无法使人接受。 2.由于巨大的轴向瞬间冲压或径向挤压压力，锥面成形时，钢管原始外径与圆锥面交界处的管体材料，特别是焊管的此处焊缝，容易受到隐性和显性的破坏，造成管外螺纹产品安全隐患。 3.由于现有滚压钢管毛坯外径是以切削工艺而定的钢管外径，对于滚压而言其外径偏大。在冲压形成圆锥面时，尽管圆锥面为1:16，但滚压后产品内径锥面往往大于标准锥度1:16，或者是锥面长度(高度)远远大于标准允许的长度，造成滚压管外螺纹产品内孔最大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。 从另一方面而言，如果不对现有标准钢管外径采用圆锥面加工的话，要么滚压加工成形的管外螺纹尺寸过大，要么管体容易变型或者是开裂。因此，冲压或挤压是现有管外螺纹滚压技术的必须工艺。宄其原因，这是上述二项技术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作为滚压钢管外径滚压加工管外螺纹等原因所造成的。 针对切削钢管外径过大不适合直接滚压，有一种利用滚压工艺在钢管标准外径上先进行滚压使钢管外径缩减至一定尺寸，即标准管外螺纹的中径，然后再滚压加工圆锥管外螺纹的方法。这种方法在滚压缩小钢管外径加工时会产生不易控制钢管椭圆度、钢管表面镀层受损以及滚压后产生钢管内孔缩小过多等现象。解决此问题的方法是在生产钢管时直接生产出符合滚压工艺要求的比标准钢管外径偏小的滚压专用外径钢管。但滚压钢管外径与壁厚尚无国家和国际标准，市场推广和接受需要一定的时间，这势必会影响到滚压管外螺纹工艺的推广和应用。 通过上述描述与分析，不难发现:在使用现有标准外径的钢管情况下，省略轴向冲压或径向挤压工艺，简化工艺步骤，使滚压管外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外螺纹这一优秀工艺的关键所在。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种以现有的管材标准外径作为滚压管外螺纹的空心圆柱毛坯外径，可以不通过圆锥形模具机械的或者是液压的轴向冲压或径向挤压空心圆柱毛坯加工形成圆锥面的预备工艺，仅仅通过一次滚压这一贯穿始终的工艺方法，直接在管材标准外径的空心圆柱体毛坯上滚压加工成形密封圆锥管外螺纹的制造方法、滚压头及其设备，使滚压圆锥管外螺纹加工工艺简单、实用和完整，并且尽量符合人们目前的操作习惯。 本技术另一方面提供一种滚压管外螺纹的滚压头，包括至少一个沿圆周布置的滚压轮及相应的滚压轮轴和滚压轮座，所述滚压轮通过所述滚压轮轴可转动地固定到所述滚压轮座上，所述滚压轮上设有管螺纹成型部分，所述管螺纹成型部分的螺纹长度小于所滚压的所述管外螺纹的有效螺纹长度。 所述的管外螺纹滚压头中，所述滚压轮的个数为2个以上，优选地为4个和5个。 本技术滚压头可以方便地用于滚压圆锥管外螺纹。在所述滚压轮座上还可以在所述滚压轮座上设有沿径向调节所述滚压轮座的径向位置调节装置，从而沿径向在动态滚压全过程实时调节所述滚压轮的径向位置，从而形成滚压工艺所需要的锥度。滚压圆锥管外螺纹时利用滚压时所述滚压轮产生的滚压轴向分力，使所述滚压轮相对于空心圆柱毛坯由螺尾向螺纹头部沿轴向滚压移动，同时通过所述径向位置调节装置控制滚压轮径向进给，使得滚压轮径向进给随着轴向滚压位置的变化而变化，从而直接滚压加工成形圆锥管外螺纹。 优选地，所述滚压轮相对于所述空心圆柱毛坯的轴向滚压移动是所述滚压头轴向移动而所述空心圆柱毛坯轴向静止，或者是所述空心圆柱毛坯轴向移动而所述滚压头轴向静止，或者是二者同时轴向的相对移动。 优选地，所述径向位置调节装置的径向力动力源可以来自使滚压头与空心圆柱毛还相对转动的动力源或者是来自其它独立的动力源。 优选地，所述径向位置调节装置可以是手动调节、机械传动调节、液压比例调节、气动比例调节、电机带动蜗轮蜗杆调节、电机带动齿轮齿条调节、电机滚珠丝杠调节以及由滚压头轴向运动联动径向位置进给调节中的一种，或者其中多种的组合。 优选地，管外螺纹滚压头还包括外圆壳体盘、旋转盘、以及滚压轮座和滚压轮；所述外圆壳体盘与滚压设备上的滑座间隙相连；所述旋转盘在所述外圆壳体盘一侧通过轴孔配合与所述外圆壳体盘同轴心地安装在其内圆轴上，并在与所述外圆壳体盘相对的一侧上设有螺旋凹槽；所述外圆壳体盘上开有至少一个径向滚压轮座滑槽，所述滚压轮座通过其底部的多个螺旋凸槽与所述旋转盘的所述螺旋凹槽的相互配合作用而在外圆壳体盘的所述滚压轮座滑槽内作径向移动，所述滚压轮座上装有滚压轮，当旋转盘旋转时，通过与其螺旋凹槽相匹配的螺旋凸槽，带动滚压轮座沿着外圆壳体盘上相应滑槽作径向移动。 优选地，管外螺纹滚压头还包括齿轮控制杆，所述旋转盘的另一侧是伞形齿轮，所述伞形齿轮中心轴线大致与滚压头的中心轴线重合；齿轮控制杆在其一端部设有与所述旋转盘的伞形齿轮啮合且中心轴线沿所述齿轮控制杆纵向轴线的另一伞形齿轮，所述齿轮控制杆的纵向轴线与所述旋转盘的中心轴线成一定角度；所述旋转齿轮控制杆能够使所述旋转盘绕其自身轴线旋转。 优选地，管外螺纹滚压头还包括动力电机，所述动力电机通过蜗轮蜗杆、齿轮齿条、滚珠丝杠、皮带轮、凸轮或曲柄连杆驱动所述齿轮控制杆旋转。 优选地，管外螺纹滚压头还包括动力旋转柄、丝杆、上杆、中杆、下杆、一对导向柱；所述一对导向柱在其上端和下端分别固定到所述上杆和下杆的两侧，构成固定框架结构，且所述一对导向柱穿过所述中杆两侧上的孔，且所述中杆能沿所述导向柱上下滑动；所述上杆内设有竖直方向的螺纹孔；所述丝杠可与所述螺纹孔啮合，且所述丝杆上端与所述动力旋转柄固定连接，而下端抵靠所述中杆，从而所述动力旋转柄带动所述丝杆转动下可使所述中杆沿两侧的导向柱上下移动；所述中杆和下杆上分别设有滚压轮座和相应的滚压轮。 优选地，管外螺纹滚压头还包括:圆柱体、弹簧以及调节螺栓；所述圆柱体上端与所述下杆固定相连；所述圆柱体下端与滚压设备滑座的轴孔活动配合，通过套设在所述圆柱体上且两端分别抵靠所述下杆和所述滚压设备滑座的所述弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管外螺纹滚压头，包括至少一个沿圆周布置的滚压轮及相应的滚压轮轴和滚压轮座，所述滚压轮通过所述滚压轮轴可转动地固定到所述滚压轮座上，所述滚压轮上设有管螺纹成型部分，所述管螺纹成型部分的螺纹长度小于所滚压的所述管外螺纹的有效螺纹长度。

【技术特征摘要】
2013.03.31 CN 20131011040601.一种管外螺纹滚压头，包括至少一个沿圆周布置的滚压轮及相应的滚压轮轴和滚压轮座，所述滚压轮通过所述滚压轮轴可转动地固定到所述滚压轮座上，所述滚压轮上设有管螺纹成型部分，所述管螺纹成型部分的螺纹长度小于所滚压的所述管外螺纹的有效螺纹长度。2.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮的个数为2个以上。3.如权利要求2所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮的个数为4个或5个。4.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述管外螺纹为圆锥管外螺纹。5.如权利要求4所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，在所述滚压轮座上设有沿径向调节所述滚压轮座的径向位置调节装置，从而沿径向在动态滚压全过程实时调节所述滚压轮的径向位置，从而形成滚压工艺所需要的锥度。6.如权利要求5所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，利用滚压时所述滚压轮产生的滚压轴向分力，使所述滚压轮相对于空心圆柱毛坯由螺尾向螺纹头部沿轴向滚压移动，同时通过所述径向位置调节装置控制滚压轮径向进给，使得滚压轮径向进给随着轴向滚压位置的变化而变化，从而直接滚压加工成形圆锥管外螺纹。7.如权利要求6所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮相对于所述空心圆柱毛坯的轴向滚压移动是所述滚压头轴向移动而所述空心圆柱毛坯轴向静止，或者是所述空心圆柱毛坯轴向移动而所述滚压头轴向静止，或者是二者同时轴向的相对移动。8.如权利要求5所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述径向位置调节装置的径向力动力源可以来自使滚压头与空心圆柱毛坯相对转动的动力源或者是来自其它独立的动力源。9.如权利要求5所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述径向位置调节装置可以是手动调节、机械传动调节、液压比例调节、气动比例调节、电机带动蜗轮蜗杆调节、电机带动齿轮齿条调节、电机滚珠丝杠调节以及由滚压头轴向运动联动径向位置进给调节中的一种，或者其中多种的组合。10.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，还包括外圆壳体盘、旋转盘、以及滚压轮座和滚压轮；所述外圆壳体盘与滚压设备上的滑座间隙相连；所述旋转盘在所述外圆壳体盘一侧通过轴孔配合与所述外圆壳体盘同轴心地安装在其内圆轴上，并在与所述外圆壳体盘相对的一侧上设有螺旋凹槽；所述外圆壳体盘上开有至少一个径向滚压轮座滑槽，所述滚压轮座通过其底部的多个螺旋凸槽与所述旋转盘的所述螺旋凹槽的相互配合作用而在外圆壳体盘的所述滚压轮座滑槽内作径向移动，所述滚压轮座上装有滚压轮，当旋转盘旋转时，通过与其螺旋凹槽相匹配的螺旋凸槽，带动滚压轮座沿着外圆壳体盘上相应滑槽作径向移动。11.如权利要求10所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，还包括:齿轮控制杆，所述旋转盘的另一侧是伞形齿轮，所述伞形齿轮中心轴线大致与滚压头的中心轴线重合；齿轮控制杆在其一端部设有与所述旋转盘的伞形齿轮啮合且中心轴线沿所述齿轮控制杆纵向轴线的另一伞形齿轮，所述齿轮控制杆的纵向轴线与所述旋转盘的中心轴线成一定角度；所述旋转齿轮控制杆能够使所述旋转盘绕其自身轴线旋转。12.如权利要求11所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，还包括动力电机，所述动力电机通过蜗轮蜗杆、齿轮齿条、滚珠丝杠、皮带轮、凸轮或曲柄连杆驱动所述齿轮控制杆旋转。13.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，还包括:动力旋转柄、丝杆、上杆、中杆、下杆、一对导向柱；所述一对导向柱在其上端和下端分别固定到所述上杆和下杆的两侧，构成固定框架结构，且所述一对导向柱穿过所述中杆两侧上的孔，且所述中杆能沿所述导向柱上下滑动；所述上杆内设有竖直方向的螺纹孔；所述丝杆可与所述螺纹孔啮合，且所述丝杆上端与所述动力旋转柄固定连接，而下端抵靠所述中杆，从而所述动力旋转柄带动所述丝杆转动下可使所述中杆沿两侧的导向柱上下移动；所述中杆和下杆上分别设有滚压轮座和相应的滚压轮。14.如权利要求13所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，还包括:圆柱体、弹簧以及调节螺栓；所述圆柱体上端与所述下杆固定相连；所述圆柱体下端与滚压设备滑座的轴孔活动配合，通过套设在所述圆柱体上且两端分别抵靠所述下杆和所述滚压设备滑座的所述弹簧使整个所述固定框架结构与所述滚压设备滑座浮动相连；所述调节螺栓从所述下杆向下突出并与所述滚压设备滑座间隔开一定距离，通过调节所述调节螺栓的长短，从而调节其与所述滚压设备滑座间隔开的距离，能够控制所述固定框架结构的摆动幅度以保证空心圆柱毛坯与滚压头同心；通过转动所述动力旋转柄，所述丝杆带动中杆在导向柱上下移动由此实现在滚压头轴向移动时径向滚压轮位置的动态调整。15.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮管螺纹成型部分含有至少一道螺纹，所述螺纹的螺牙形状与所加工的圆柱管外螺纹螺牙或者是所加工的圆锥管外螺纹螺牙对应。16.如权利要求15所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述管螺纹成型部分的螺纹长度为所述有效螺纹的一道螺纹长度、二道螺纹长度、三道螺纹长度、四道螺纹长度或五道螺纹长度。17.如权利要求15所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压55° BSPT 圆锥管外螺纹，管径为 DN4、DN6、DN8、DN10、DN15、DN20、DN25、DN32 或 DN40 时，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过6道螺纹，对于管径为DN50、DN65、DN80或DN90，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过9道螺纹，对于管径为DN100、DN125、DN150及以上，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过14道螺纹；所述滚压轮用于滚压60° NPT圆锥管外螺纹，管径为DN4、DN6、DN8、DN10、DN15、DN20、DN25、DN32或DN40时，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过5道螺纹，对于管径为DN50、DN65、DN80或DN90，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过8道螺纹，对于管径为DN100、DN125、DN150及以上，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过13道螺纹；所述滚压轮用于滚压API圆锥管外螺纹时，其管螺纹成型部分的螺纹长度不超过其相应有效螺纹长度的90%。18.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压55° BSPT 圆锥管外螺纹，径为 DN4、DN6、DN8、DN10、DN15、DN20、DN25、DN32 或 DN40 时，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道或二道螺纹。19.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压55° BSPT圆锥管外螺纹，对于管径为DN50、DN65、DN80或DN90，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道、二道或三道螺纹。20.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压55° BSPT圆锥管外螺纹，对于管径为DN100、DN125、DN150及以上，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道、二道、三道或四道螺纹。21.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压60°NPT圆锥管外螺纹，管径为DN4、DN6、DN8、DN10、DN15、DN20、DN25、DN32或DN40时，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道或二道螺纹。22.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压60°NPT圆锥管外螺纹，对于管径为DN50、DN65、DN80或DN90，其管螺纹成型部分的螺纹长度不是一道、二道或三道螺纹。23.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压60°NPT圆锥管外螺纹，对于管径为DN100、DN125、DN150及以上，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道、二道、三道或四道螺纹。24.如权利要求17所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮用于滚压API圆锥管外螺纹时，其管螺纹成型部分的螺纹长度是一道、二道、三道、四道或五道螺纹。25.如权利要求1所述的管外螺纹滚压头，其特征在于，所述滚压轮是螺旋滚压轮或者是环型...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊，
申请(专利权)人：上海泛华紧固系统有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31