高精度外圆辊压机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及外圆表面加工设备，尤其是在金属工件冷挤压这一技术领域，本发明提供了一种高精度外圆辊压机，可以在工件冷挤压时实现自进给，将工件放置在四个辊轮之间，辊轮与工件倾斜设置，使得辊轮在旋转时对工件的摩擦力分解为两个分力，其中一个分力用于驱动工件旋转，另一个分力用于驱动工件轴向进给，辊轮与金属工件的挤压点对金属工件表面旋以高压，使其逐点金属流动产生塑性变形，金属表面的凸峰经辊轮的碾压，而滑向凹谷，表面趋向平缓，经逐点挤压后的金属工件其表面粗糙度可一次性直接达到0.4μm?0.2μm，工件的材料利用率高，工件的加工余量用以延长工件的长度，因此可实现无粉尘的工件表面精度加工，利于环境的保护。
【专利说明】
局精度外圆棍压机
技术领域
[0001]本发明涉及外圆表面加工设备，尤其是在金属工件冷挤压这一技术领域，本发明提供了一种高精度外圆辊压机，可以在工件冷挤压时实现自进给。
【背景技术】
[0002]随着制造业的发展，活塞杆、空心轴等金属管材的表面粗糙度要求越来越高，即它对表面光洁度要求很高，大约为0.4μπι-0.2μπι，用传统的方法生产这类管材时，加工工序较多，一般表现为:坯料-粗磨-中磨-细磨-粗抛-中抛-细抛，这种传统的加工方法工序有六道，每道工序都需要对应不同的设备，投入的人力和物力较大，加工周期长，坯料、粗磨、中磨、细磨、粗抛、中抛及细抛均为去除材料法以此获得较高的表面粗糙度，在上述的六道工序中均会产生大量的粉尘和废水，其中粉尘严重危害一线工人的健康，且污染环境，当空气中的粉尘达到一定浓度后，随即产生一定的安全隐患，废水需要经过处理才能排放，造成资源的浪费，同时对环境造成污染，会目前市面上也出现了一些管材表面加工设备，例如中国专利200910043893.7公开了一种活塞杆精乳装置及其加工工艺，该精乳装置通过连接杆将待加工活塞杆固定在旋转动力头上，旋转动力头带动活塞杆旋转，三滚轮精乳装置随着溜板纵向移动，活塞杆是由溜板的硬推，即溜板的运动是在外力推动下，实现活塞杆相对三滚轮精乳装置移动，这种硬推的方式，首先要根据活塞杆的转速，通过复杂的计算才能得出溜板的移动速度，从而得到想要的表面粗糙度，无疑增加了使用难度;这种硬推的进给方式容易将活塞杆表面刮毛，很难得到表面粗糙度为0.4μπι-0.2μπι的活塞杆，该精乳装置的滚轮在硬推的进给方式下容易被磨损，使用寿命短，在加工其他管材时，该精乳装置需要夹住管材的一端端部，以便带动其旋转，但是夹住的这一段是无法实现加工的，且这种精乳装置需要两个动力源，一个用以驱动滚轮旋转，另一个用以实现滚轮相对活塞杆的轴向进给，显然这种精乳设备结构较为复杂，成本高，取得的效果不理想。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:为了解决现有技术中工件表面加工设备其工件需要外力硬推，才能实现工件进给的问题，现提供一种高精度金属工件滚压机，它改变了传统的需要外力硬推实现工件轴向进给的设计，改为依赖辊轮在带动工件旋转的同时给其一个轴向进给力，实现工件的自进给。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高精度外圆辊压机，包括机架及动力机构，所述机架上至少转动设置有三个辊轮，其中至少有一个辊轮为主动轮，所述辊轮之间形成有用于挤压工件的工作区，所述工件位于所述工作区中，所述辊轮的外周面与工件的外周面接触，所述辊轮被设置成在辊轮旋转时对与辊轮啮合的工件提供轴向分力的机构，该机构驱动工件作轴向进给。
[0005]本方案中辊轮被设置成动力机构驱动主动轮旋转时，主动轮带动工件旋转并由工件带动其余辊轮旋转，所有辊轮对工件均具有一个同向的轴向分力，该工件在所有辊轮的共同作用下沿其轴线方向进给，工件加工时做旋转和轴向进给的合运动，当工件位于工作区内时，辊轮对金属工件表面旋以高压，使其逐点金属流动产生塑性变形，金属表面的凸峰经辊轮的碾压，而滑向凹谷，表面趋向平缓，金属表面也会形成一层致密的金属晶体组织结构。
[0006]进一步地，所述辊轮的轴线与工件的轴线为异面直线，即辊轮的轴线相对工件的轴线倾斜，使得辊轮在旋转时对工件的摩擦力分解为两个分力，其中一个分力用于驱动工件旋转，另一个分力用于驱动工件轴向进给，将辊轮的轴线沿其到工件轴线的垂直连线方向，投影到工件轴线所在且与垂直连线垂直的平面内时，辊轮轴线在该平面内的投影与工件轴线的角度越大，工件的前进速度越大。
[0007]优选地，所述辊轮围绕所述工件的轴线圆周阵列分布。
[0008]优选地，所述辊轮与工件均为点接触，所述辊轮与工件的接触点均位于同一圆周线上。
[0009]优选地，所有辊轮与工件的接触点均匀分布在其所在的圆周线上。
[0010]由于辊轮一般设置成圆柱型，导致工件不易进入挤压工件的工作区，工件出料时也不顺畅，挤压效果较差，进一步地，所述辊轮包括轮体，所述轮体包括挤压部及位于挤压部两端的进料部和出料部，所述挤压部呈圆柱型，所述进料部和出料部均呈圆锥形，所述进料部和出料部的大端均靠近所述挤压部，所述进料部和出料部的小端均同心设置有转轴部。
[0011]为了防止进料部/出料部与转轴部之间应力集中，进一步地，所述进料部和出料部分别与其所在侧的转轴部之间设置有过渡部，所述过渡部的横截面直径大于转轴部的横截面直径，所述过渡部的横截面直径小于进料部的横截面直径。
[0012]由于辊压机其具有多个辊轮，其中主动轮需要动力源来驱动，而辊压机上的辊轮一般有多个，由于辊轮相互之间具有一定倾斜角度，导致无法用同一个动力源来驱动多个辊轮，每个主动辊轮均需要单独设置一个电机以此驱动辊轮转动，从而会出现整个辊压机零部件繁多，结构复杂，成本较高，故障率高的现象，进一步地，所述动力机构包括基座及若干个传动单元，所述传动单元与所述主动轮--对应，所述传动单元包括输入轴和转向组件，所述转向组件安装在所述输入轴与主动轮之间，所述转向组件用于将输入轴的力传递至主动轮，同时可万向改变输入轴相对主动轮的安装角度，所述输入轴转动安装在所述基座上，每个传动单元上的输入轴相互平行，所述基座固定在所述机架上。
[0013]转向组件有可有两种结构可根据具体情况选择:
[0014]其中一种结构适用于结构较为紧凑的辊压机，具体为:所述转向组件包括第一U型座、第二U型座及第一万向连接器，所述第一U型座固定在所述输入轴的端部，所述第二U型座固定在所述主动轮上，所述第一万向连接器上具有相互垂直的横轴和纵轴，所述第一 U型座和横轴转动连接，所述第二 U型座和纵轴转动连接。
[0015]另一种结构适用于动力源距离主动轮较远的辊压机，具体为:所述转向组件包括第一 U型座、第二 U型座、第一万向连接器、第二万向连接器及连接轴，所述连接轴的两端分别固定有第三U型座及第四U型座，所述第一 U型座固定在所述输入轴的端部，所述第二 U型座固定在所述主动轮上，所述第一万向连接器和第二万向连接器上均具有相互垂直的横轴和纵轴，所述第一 U型座和第一万向连接器的横轴转动连接，所述第三U型座和第一万向连接器的纵轴转动连接，所述第二 U型座和第二万向连接器的横轴转动连接，所述第四U型座和第二万向连接器的纵轴转动连接，该种结构的转向组件可便于安装，其中连接轴用于延长输入轴与主动轮之间的距呙。
[0016]进一步地，所述输入轴远离与所述转向组件的一端固定有齿轮或从动带轮。
[0017]为了防止工件与基座产生干涉，进一步地，所述基座的上端开设有避免工件加工时与基座干涉的缺口。
[0018]由于此种结构的辊压机只能加工同径的工件，具有一定的局限性，进一步地，所述机架上固定有两个侧板，两个所述侧板的顶端固定有顶板，两个侧板之间滑动连接有滑座，所述顶板上设置有用于驱动滑座上升或下降的丝杠组件，所述机架上固定有与所述滑座相对的固定座，若干所述辊轮其中主动轮通过轴承组件安装在固定座上，其余辊轮通过轴承组件安装在滑座上，当加工不管径的工件时，调节丝杠组件可实现滑座相对固定座的靠拢或远离，因此，此种设计增加了该辊压机的通用性，即可以加工不同管径的工件。
[0019]由于辊轮之间的位置精度要求非常高，对侧板的内侧面的平面度要求非常高，无疑增加了制造难度，进一步地，两个所述侧板相对的一侧均开设有定位槽，所述定位槽内设置有与其相匹配的定位块，所述定位块滑动设置在所述定位槽中，所述定位块的两端端部与所述定位槽之间具有间隙，两个所述侧板上均设置有用于调节定位块在定位槽中平移或转动的调节组件，如调节组件只调节定位块平移，定位外的外表面与定位槽的底面平行，如调节组件只调节定位块转动，定位块的外表面与定位槽的底面倾斜。
[0020]优选地，所述丝杠组件包括螺柱、上螺母及下螺母，所述螺柱穿设过顶板与所述滑座固定连接，所述上螺母及下螺母均螺纹连接在所述螺柱上，所述上螺母位于顶板的上方，所述下螺母位于所述顶板的下方。
[0021]优选地，所述调节组件包括两个端部调节螺钉，所述端部调节螺钉与所述侧板螺纹连接，两个所述端部调节螺钉分别位于所述定位槽的两端，所述端部调节螺钉的螺纹端端部抵在所述定位块上，如平移定位块时，同时旋转两个端部调节螺钉，如转动定位块时，旋转其中一个端部调节螺钉。
[0022]优选地，所述调节组件还包括中部调节螺钉，所述中部调节螺钉与所述侧板螺纹连接，所述中部调节螺钉位于所述定位槽的中间部位，所述中部调节螺钉的螺纹端端部抵在所述定位块上。
[0023]优选地，所述滑座远离所述顶板的一端开设有V型槽，所述辊轮有四个，其中两个辊轮分别位于所述V型槽的两个V型面上。
[0024]优选地，所述轴承组件包括两个轴承座，所述轴承座内均设置有轴承，所述轴承包括外圈、两个内圈及两列圆锥滚子，两个所述内圈并排对称安装在所述外圈内，两列所述圆锥滚子通过保持架对称安装在所述内圈与外圈之间，两个所述内圈之间设置有隔圈，所述隔圈与所述外圈之间留有间隙。
[0025]本发明中工件指的是空心金属管材或实心金属棒材，工件呈直线型。
[0026]本发明的有益效果是:本发明的高精度外圆辊压机具有以下优点:
[0027]I)、传统工件在加工时需要经过六道工序才能达到的表面粗糙度，现只要经过一道工序便可，即通过辊轮对工件的冷挤压，极大的提高了加工效率，简化工艺流程，相对传统加工工件的工艺，所投入的人力物力得到大大降低，提高了企业的竞争力；
[0028]2)、工件的材料利用率高，工件的加工余量用以延长工件的长度，因此可实现无粉尘的工件表面精度加工，利于环境的保护；
[0029]3)、由于工件的进给是由辊轮对工件的摩擦力分解而来的轴向分力驱动，因此不会出现工件表面刮化的现象，辊轮也不易被磨损，同时简化了设备的复杂程度，省去了额外驱动工件进给的机构；
[0030]4)、工件的密度因挤压可提高60%以上，从而工件的强度也得到一定的增强。
【附图说明】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0032]图1是本发明高精度外圆辊压机的三维示意图；
[0033]图2是本发明高精度外圆辊压机中辊轮及轴承组件示意图；
[0034]图3是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中四个辊轮的排布三维示意图；
[0035]图4是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中四个辊轮的排布侧视示意图；
[0036]图5是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中四个辊轮的排布俯视示意图；
[0037]图6是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中主动轮挤压工件的示意图；
[0038]图7是图7中A的局部放大不意图；
[0039]图8是本发明高精度外圆辊压机中辊轮作用在工件上的力的示意图；
[0040]图9是本发明实施例5的高精度外圆辊压机中三个辊轮的排布三维示意图；
[0041]图10是本发明实施例6的高精度外圆辊压机中四个辊轮的排布三维示意图；
[0042]图11是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中辊轮的示意图；
[0043]图12是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中辊轮的三维示意图；
[0044]图13是本发明实施例1的高精度外圆辊压机中轴承的示意图；
[0045]图14是本发明实施例1中转向组件的示意图；
[0046]图15是本发明实施2中转向组件的示意图；
[0047]图16是本发明实施例1中的传动示意图；
[0048]图17是本发明实施例3和4中丝杠组件、滑座及固定座的安装示意图；
[0049]图18是本发明实施例4顶板及两个侧板的安装示意图；
[0050]图19是本发明实施例4中定位块在定位槽中平移的示意图；
[0051]图20是本发明实施例4中定位块在定位槽中转动的示意图。
[0052]图中:1、机架，2、辊轮，201、挤压部，202、进料部，203、出料部，204、过渡部，205、转轴部3、工作区；
[0053]4、输入轴，5、转向组件，501、第一 U型座，502、第二 U型座，503、第一万向连接器，504、第二万向连接器，505、连接轴，506、第三U型座，507、第四U型座，6、基座，601、缺口；
[0054]7、电机，8、主动带轮，9、从动带轮，10、轴承座，11、工件，14、侧板，14-1、定位槽，15、顶板，16、滑座，16-1、V型槽，17、固定座，18、螺柱，18-1、上螺母，18_2、下螺母，19、定位块，20、端部调节螺钉，21、中部调节螺钉，22、皮带，23、过渡轮；
[0055]24、轴承，24-1、外圈、24-2、内圈，24-3、圆锥滚子，24-4、保持架，24-5、隔圈。
【具体实施方式】
[0056]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0057]实施例1
[0058]如图1和2所示，一种高精度外圆辊压机，包括机架15及动力机构，机架15上通过轴承组件至少转动设置有四个辊轮2，其中两个辊轮2为主动轮，辊轮2之间形成有用于挤压工件11的工作区3，工件11位于工作区3中，辊轮2的外周面与工件11的外周面接触，动力机构用于驱动主动轮转动，辊轮2被设置成在辊轮2旋转时对与辊轮2啮合的工件11提供轴向分力的机构，该机构驱动工件11作轴向进给；
[0059]如图6-8所示，辊轮2的轴线与工件11的轴线为异面直线，即辊轮2的轴线相对工件11的轴线倾斜，使得辊轮2在旋转时对工件11的摩擦力分解为两个分力，其中一个分力为轴向分力Fz用于驱动工件11旋转，另一个分力为径向分力Fr用于驱动工件11轴向进给，辊轮2的轴线与工件11的轴线之间角度越大，工件11的前进速度越大；
[0060]如图3-5所示，辊轮2围绕工件11的轴线圆周阵列分布，辊轮2与工件11均为点接触，辊轮2与工件11的接触点均位于同一圆周线上，所有辊轮2与工件11的接触点均匀分布在其所在的圆周线上。
[0061]如图14和16所示，动力机构包括基座6及若干个传动单元，传动单元与主动轮--
对应，传动单元包括输入轴4和转向组件5，转向组件5安装在输入轴4与主动轮之间，转向组件5用于将输入轴4的力传递至主动轮，同时可万向改变输入轴4相对主动轮的安装角度，输入轴4转动安装在基座6上，每个传动单元上的输入轴4相互平行，基座6固定在机架15上，转向组件5包括第一 U型座501、第二 U型座502、第一万向连接器503、第二万向连接器504及连接轴505，连接轴505的两端分别固定有第三U型座506及第四U型座507，第一 U型座501固定在输入轴4的端部，第二 U型座502固定在主动轮上，第一万向连接器503和第二万向连接器504上均具有相互垂直的横轴和纵轴，第一U型座501和第一万向连接器503的横轴转动连接，第三U型座506和第一万向连接器503的纵轴转动连接，第二 U型座502和第二万向连接器504的横轴转动连接，第四U型座507和第二万向连接器504的纵轴转动连接，输入轴4远离与转向组件5的一端固定有齿轮或从动带轮9，输入轴4远离与转向组件5的一端固定有从动带轮9，辊压机上安装有电机7，电机7的输出端上固定有主动带轮8，主动带轮8与从动带轮9之间通过皮带22传动连接，基座6上还转动安装有过渡轮23，过渡轮23位于缺口 601的下方且抵在皮带22的外侧，皮带22可选用同步带，基座6的上端开设有避免工件11加工时与基座6干涉的缺口601，连接轴505用于延长输入轴4与主动轮之间的距离，避免结构过于紧凑；电机7通过皮带22传动同时驱动基座6上的输入轴4转动，输入轴4通过转向组件5实现相对主动轮的转向安装，并且驱动主动轮转动具体表现为:输入轴4通过第一 U型座501、第一万向连接器503及第三U型座506驱动连接轴505转动，连接轴505通过第二 U型座502、第二万向连接器504、第四U型座507驱动主动带轮8转动，上述设计的目的是为了实现同一动力源同时驱动相互具有角度的主动轮转动，这种设计的动力机构可大大简化了辊压机的传动结构，降低了辊压机的故障率，缩减造价。
[0062]如图11、12所示，辊轮2包括轮体，轮体包括挤压部201及位于挤压部201两端的进料部202和出料部203，挤压部201呈圆柱型，进料部202和出料部203均呈圆锥形，进料部202和出料部203的大端均靠近挤压部201，进料部202和出料部203的小端均同心设置有转轴部205，进料部202和出料部203分别与其所在侧的转轴部205之间设置有过渡部204，过渡部204的横截面直径大于转轴部205的横截面直径，过渡部204的横截面直径小于进料部202的横截面直径;进料部202可对引导工件11前进，对工件11进行预挤压，最终由挤压部201完成对工件11的挤压，出料部203可使用挤压完成的工件11出料顺畅，无阻挡，挤压部201在对工件11加工时，轮体承力较高，在挤压部201的两侧同时设置进料部202和过渡部204，可分散轮体的承力，使得挤压部201对工件11挤压时，挤压点位于该轮体的中间部位，提高该挤压轮及安装在转轴部205两端轴承24的使用寿命;进料部202的小端边缘倒圆角，出料部203的小端边缘倒圆角，可防止出料部203/出料部203的边缘磕碰产生缺角，进料部202与出料部203的轴向宽度相等;可将进料部202和出料部203的轴向宽度设计成大于挤压部201的轴向宽度，以便进料部202可以平缓的挤压工件11，最终经过等径挤压部201的减径抛光。
[0063]由于在挤压工件11时，辊轮2两端的轴承24会承受较大的轴向和径向载荷，普通的轴承24往往更换周期快，因此本发明中轴承组件包括两个轴承座10，轴承座10内均设置有轴承24，如图13所示，轴承24包括外圈24-1、两个内圈24-2及两列圆锥滚子24-3，两个内圈24-2并排对称安装在外圈24-1内，两列圆锥滚子24-3通过保持架24-4对称安装在内圈24_2与外圈24-1之间，两个内圈24-2之间设置有隔圈24-5，隔圈24-5与外圈24-1之间留有间隙，此种结构的轴承24同时承受较大的轴向和径向载荷，辊轮2的过渡部204抵在轴承24的内圈24-2上，完成辊轮2的轴向定位。
[0064]本发明中工件11指的是空心金属管材或实心金属棒材，工件11呈直线型。
[0065]实施例2
[0066]如图15所示，实施例2与实施例1的区别在于:转向组件5包括第一U型座501、第二 U型座502及第一万向连接器503，第一 U型座501固定在输入轴4的端部，第二 U型座502固定在主动轮上，第一万向连接器503上具有相互垂直的横轴和纵轴，第一 U型座501和横轴转动连接，第二 U型座502和纵轴转动连接。
[0067]实施例3
[0068]如图17所示，实施例2与实施例1的区别在于:机架15上固定有两个侧板14，两个侧板14的顶端固定有顶板15，两个侧板14之间滑动连接有滑座16，滑座16远离顶板15的一端开设有V型槽16-1，顶板15上设置有用于驱动滑座16上升或下降的丝杠组件，机架15上固定有与滑座16相对的固定座17，两个主动轮通过轴承组件安装在固定座17上，其余两个从动辊轮2通过轴承组件安装在滑座16上，丝杠组件包括螺柱18、上螺母18-1及下螺母18-2，螺柱18穿设过顶板15与滑座16固定连接，上螺母18-1及下螺母18-2均螺纹连接在螺柱18上，上螺母18-1位于顶板15的上方，下螺母18-2位于顶板15的下方，通过丝杠组件驱动滑座16的上下直线运动，调节丝杠组件可实现滑座16相对固定座17的靠拢或远离，当加工不管径的工件11时，可对应旋转上螺母18-1、下螺母18-2进行调节，因此增加了该辊压机的通用性，即可以加工不同管径的工件11;丝杠组件也可以采用另一种结构即包括螺柱18和导向杆，导向杆一端固定在滑座16上，且与顶板15滑动连接，螺柱18与顶板15螺纹连接，螺柱18与滑座16转动连接，转动螺柱18时，滑座16相对顶板15上升或下降;丝杠组件还可以采用为包括两个螺柱18，两个螺柱18分别位于滑座16的两侧且与滑座16固定连接，每个螺柱18上均螺纹连接有两个螺母，这两个螺母分别位于顶板15的上下两侧，这种设计滑座16移动的直线度高，但调节较为麻烦，需要同时旋转两个螺柱18的上螺母18-1。
[0069]实施例4
[0070]如图17和18所示，实施例4与实施3的区别在于:两个侧板14相对的一侧均开设有定位槽14-1，定位槽14-1内设置有与其相匹配的定位块19，定位块19滑动设置在定位槽14-1中，定位块19的两端端部与定位槽14-1之间具有间隙，两个侧板14上均设置有用于调节定位块19在定位槽14-1中平移或转动的调节组件，调节组件包括两个端部调节螺钉20，端部调节螺钉20与侧板14螺纹连接，两个端部调节螺钉20分别位于定位槽14-1的两端，端部调节螺钉20的螺纹端端部抵在定位块19上，调节组件还包括中部调节螺钉21，中部调节螺钉21与侧板14螺纹连接，中部调节螺钉21位于定位槽14-1的中间部位，中部调节螺钉21的螺纹端端部抵在定位块19上，如图19所示，如调节组件只调节定位块19平移，定位外的外表面与定位槽14-1的底面平行，如图20所示，如调节组件调节定位块19转动，定位块19的外表面与定位槽14-1的底面倾斜，这种设计可便于安装调试设备，降低制造机安装难度，具体如下:首选将滑座16通过螺柱18、上螺母18-1及下螺母18-2预先安装到指定位置，将工件11放置到四个辊轮2之间，启动辊压机，然后调节两个侧板14的端部螺钉和中部螺钉，改变定位块19的方位，直到四个辊轮2全部转动时，说明已经安装到位，此时旋紧端部螺钉和中部螺钉即可，定位块19抵在滑座16的两侧，将滑座16限位，简化了安装调试过程，且保证了滑座16沿螺柱18的轴线方向直线位移，还能省去了侧板14内侧面的精加工。
[0071]实施例5
[0072]如图9所示，实施例4与实施例1的区别在于:辊轮2有三个，三个辊轮2的轴线围绕工件11的轴线圆周阵列分布。
[0073]实施例6
[0074]如图10所示，实施例6与实施例1的区别在于:辊轮2有五个，五个辊轮2的轴线围绕工件11的轴线圆周阵列分布。
[0075]辊轮2数量越多挤压效果越好。
[0076]以实施例1来阐述本发明的工作原理:
[0077]动力机构驱动两个主动轮转动，将工件11放置在四个辊轮2之间，由于辊轮2相对工件11倾斜设置，辊轮2在旋转时对工件11的摩擦力f分解为两个分力，其中一个分力为轴向分力Fz用于驱动工件11旋转，另一个分力为径向分力Fr用于驱动工件11轴向进给，工件11在所有辊轮2的轴向分力Fz共同作用下实现自进给，辊轮2与金属工件11的挤压点对金属工件11表面旋以高压，使其逐点金属流动产生塑性变形，金属表面的凸峰经辊轮2的碾压，而滑向凹谷，表面趋向平缓，同一辊轮2上的挤压点相对工件11的挤压轨迹在同一螺旋线上，经逐点挤压后的金属工件11其表面粗糙度可一次性直接达到0.4μπι-0.2μπι;工件11的材料利用率高，工件11的加工余量用以延长工件11的长度，因此可实现无粉尘的工件11表面精度加工，利于环境的保护；由于工件11的进给是由辊轮2对工件11的摩擦力分解而来的轴向分力驱动，因此不会出现工件11表面刮化的现象，辊轮2也不易被磨损;工件11的密度因挤压可提高60%以上，从而工件11的强度也得到一定的增强。工件11在被辊轮2冷挤压的过程中会被减径及抛光。
[0078]上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种高精度外圆辊压机，用于对工件(11)外周面进行挤压工序，其特征在于:包括机架(I5)及动力机构，所述机架(15)上至少转动设置有三个辊轮(2)，其中至少有一个辊轮(2)为主动轮，所述辊轮(2)之间形成有用于挤压工件(11)的工作区(3)，所述工件(11)位于所述工作区(3)中，所述辊轮(2)的外周面与工件(11)的外周面接触，所述动力机构用于驱动所述主动轮转动，所述辊轮(2)被设置成在辊轮(2)旋转时对与辊轮(2)啮合的工件(I I)提供轴向分力的机构，该机构驱动工件(11)作轴向进给。2.根据权利要求1所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述辊轮(2)的轴线与工件(11)的轴线为异面直线。3.根据权利要求1或2所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述辊轮(2)围绕所述工件(11)的轴线圆周阵列分布。4.根据权利要求3所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述辊轮(2)与工件(11)均为点接触，所述辊轮(2)与工件(11)的接触点均位于同一圆周线上。5.根据权利要求4所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所有辊轮(2)与工件(11)的接触点均匀分布在其所在的圆周线上。6.根据权利要求1所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述辊轮(2)包括轮体，所述轮体包括挤压部(201)及位于挤压部(201)两端的进料部(202)和出料部(203)，所述挤压部(201)呈圆柱型，所述进料部(202)和出料部(203)均呈圆锥形，所述进料部(202)和出料部(203)的大端均靠近所述挤压部(201)，所述进料部(202)和出料部(203)的小端均同心设置有转轴部(205)。7.根据权利要求6所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述进料部(202)和出料部(203)分别与其所在侧的转轴部(205)之间设置有过渡部(204)，所述过渡部(204)的横截面直径大于转轴部(205)的横截面直径，所述过渡部(204)的横截面直径小于进料部(202)的横截面直径。8.根据权利要求1所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述动力机构包括基座(6)及若干个传动单元，所述传动单元与所述主动轮--对应，所述传动单元包括输入轴(4)和转向组件(5)，所述转向组件(5)安装在所述输入轴(4)与主动轮之间，所述转向组件(5)用于将输入轴(4)的力传递至主动轮，同时可万向改变输入轴(4)相对主动轮的安装角度，所述输入轴(4)转动安装在所述基座(6)上，每个传动单元上的输入轴(4)相互平行，所述基座(6)固定在所述机架(15)上。9.根据权利要求8所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述转向组件(5)包括第一U型座(501)、第二 U型座(502)及第一万向连接器(503)，所述第一 U型座(501)固定在所述输入轴(4)的端部，所述第二 U型座(502)固定在所述主动轮上，所述第一万向连接器(503)上具有相互垂直的横轴和纵轴，所述第一 U型座(501)和横轴转动连接，所述第二 U型座(502)和纵轴转动连接。10.根据权利要求8所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述转向组件(5)包括第一U型座(501)、第二 U型座(502)、第一万向连接器(503)、第二万向连接器(504)及连接轴(505),所述连接轴(505)的两端分别固定有第三U型座(506)及第四U型座(507)，所述第一U型座(501)固定在所述输入轴(4)的端部，所述第二 U型座(502)固定在所述主动轮上，所述第一万向连接器(503)和第二万向连接器(504)上均具有相互垂直的横轴和纵轴，所述第一U型座(501)和第一万向连接器(503)的横轴转动连接，所述第三U型座(506)和第一万向连接器(503)的纵轴转动连接，所述第二 U型座(502)和第二万向连接器(504)的横轴转动连接，所述第四U型座(507)和第二万向连接器(504)的纵轴转动连接。11.根据权利要求8所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述输入轴(4)远离与所述转向组件(5)的一端固定有齿轮或从动带轮(9)。12.根据权利要求8所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述基座(6)的上端开设有避免工件(11)加工时与基座(6)干涉的缺口(601)。13.根据权利要求1所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述机架(15)上固定有两个侧板(14)，两个所述侧板(14)的顶端固定有顶板(15)，两个侧板(14)之间滑动连接有滑座(16)，所述顶板(15)上设置有用于驱动滑座(16)上升或下降的丝杠组件，所述机架(15)上固定有与所述滑座(16)相对的固定座(17)，若干所述辊轮(2)其中主动轮通过轴承组件安装在固定座(17)上，其余辊轮(2)通过轴承组件安装在滑座(16)上。14.根据权利要求13所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:两个所述侧板(14)相对的一侧均开设有定位槽(14-1)，所述定位槽(14-1)内设置有与其相匹配的定位块(19)，所述定位块(19)滑动设置在所述定位槽(14-1)中，所述定位块(19)的两端端部与所述定位槽(14-1)之间具有间隙，两个所述侧板(14)上均设置有用于调节定位块(19)在定位槽(14-1)中平移或转动的调节组件。15.根据权利要求13所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述丝杠组件包括螺柱(18)、上螺母(18-1)及下螺母(18-2)，所述螺柱(18)穿设过顶板(15)与所述滑座(16)固定连接，所述上螺母(18-1)及下螺母(18-2)均螺纹连接在所述螺柱(18)上，所述上螺母(18-1)位于顶板(15)的上方，所述下螺母(18-2)位于所述顶板(15)的下方。16.根据权利要求15所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述调节组件包括两个端部调节螺钉(20)，所述端部调节螺钉(20)与所述侧板(14)螺纹连接，两个所述端部调节螺钉(20)分别位于所述定位槽(14-1)的两端，所述端部调节螺钉(20)的螺纹端端部抵在所述定位块(19)上。17.根据权利要求16所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述调节组件还包括中部调节螺钉(21)，所述中部调节螺钉(21)与所述侧板(14)螺纹连接，所述中部调节螺钉(21)位于所述定位槽(14-1)的中间部位，所述中部调节螺钉(21)的螺纹端端部抵在所述定位块(19)上。18.根据权利要求13所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述滑座(16)远离所述顶板(15)的一端开设有V型槽(16-1)，所述辊轮(2)有四个，其中两个辊轮(2)分别位于所述V型槽(16-1)的两个V型面上。19.根据权利要求13所述的高精度外圆辊压机，其特征在于:所述轴承组件包括两个轴承座(10)，所述轴承座(10)内均设置有轴承(24)，所述轴承(24)包括外圈(24-1)、两个内圈(24-2)及两列圆锥滚子(24-3)，两个所述内圈(24-2)并排对称安装在所述外圈(24_1)内，两列所述圆锥滚子(24-3)通过保持架(24-4)对称安装在所述内圈(24-2)与外圈(24-1)之间，两个所述内圈(24-2)之间设置有隔圈(24-5)，所述隔圈(24-5)与所述外圈(24-1)之间留有间隙。
【文档编号】B21B39/02GK105964694SQ201610548992
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】戴圣峰, 邹建平
【申请人】常州丰海天佳纺织机械有限公司