一种棒管材外围连续辊压装置的制作方法

本发明涉及一种辊压装置，尤其涉及一种棒管材外围连续辊压装置，属于精密成形技术领域。

背景技术：

低应力下料是将裂纹技术应用于棒材(或管材)下料中，先人为地在棒材(或管材)表面上预制一条环向裂纹，然后对带有环向表面裂纹的棒材(或管材)施加一定外力，使其以低应力脆断的形式动态分离。低应力弯曲断裂下料被公认为是未来最有发展潜力的精密下料方法，它充分利用环向v型槽的缺口效应和弯曲效应，实现材料在低应力水平下的脆断，获得无几何畸变、断口垂直平整、无需倒角的毛坯。目前学者们已就低应力弯曲下料技术从应力集中、机构设计、断口形貌等方面进行了一些研究。但低应力弯曲下料的材料分离机理、高效精密实现方法和质量评价标准等关键核心技术仍未突破，因而提高产品精度和生产效率，降低能耗以及减少污染等的综合目标也未能真正实现。为加快振兴我国装备制造业发展，研究高效、高品质、节能、环境友好型金属材料近净成形下料新技术及材料分离机理势在必行。

现有技术中，专利名称为《一种基于液压补偿的变频离心棒管材下料机》，公开号为cn106552854b的中国发明专利，该专利基于低应力下料技术，充分利用液压补偿、离心作用和应力集中效应对棒管料进行精密下料。但是，本发明采用内部轴承锤头下料方式，由于受轴承尺寸的限制，因此对中大直径棒管材下料时存在一定的局限性。此外，专利名称为《一种基于同一液压补偿的棒管材开槽下料一体联动装置》公开号为cn110900287a的中国发明专利，该专利通过反向联动机构可以同时实现开槽、下料操作，且开槽、下料“近乎同步”进行，大大缩减工时，操作简单方便。但是，对棒管材进行低应力下料时，由于下料模具对其进行周向辊压，使其在下料过程中产生一定的挠度。该专利的下料模具也即滚柱锤头(带环形圆槽的滚柱结构)，虽然能在棒管材未发生挠度变化之前与其保持线接触，但在挠度变化之后，由于滚柱锤头只能定轴转动，无法实现滚柱锤头倾角的调节，从而使滚柱锤头与棒管材的接触由线接触逐渐变成了点接触，造成棒材管材的表面产生大的凹陷，从而极大地破坏了下料的表面质量，降低下料的经济效益。

技术实现要素：

本发明提供一种棒管材外围连续辊压装置，通过辊压轮外围自动调节接触的新方式，克服现有技术对中大直径棒管材下料时存在一定局限性的问题；通过内嵌式偏心辊压轮倾角自动调节，实现棒管材挠度变化时辊压轮也能与其紧密线贴合，从而减少表面凹陷、极大地提升下料的表面质量。本发明提供的具体技术方案如下：

本发明提供的一种棒管材外围连续辊压装置包括辊压轮套筒支架、辊压滑块连杆、连杆凸头铆钉、辊压滑块连杆座、辊压轮套筒、辊压轮转轴、辊压轮、辊压轮套筒铆钉、辊压调节滑块、辊压滑块压杆、连杆座紧定螺栓以及弹性调节机构。所述辊压轮套筒支架为对称结构并通过所述辊压轮套筒铆钉与所述辊压轮套筒活动铆接，所述辊压轮设置于所述辊压轮套筒内部下方，所述辊压轮转轴穿过所述辊压轮套筒与所述辊压轮，且其两端分别与所述辊压调节滑块构成球铰连接，所述辊压调节滑块安装在所述辊压滑块压杆上并且可沿所述辊压轮套筒支架上下滑动，所述辊压轮固定安装在所述辊压轮转轴上，位于所述辊压轮套筒同一侧的两个所述辊压滑块连杆下端通过所述辊压滑块压杆相连，所述辊压滑块连杆上端与所述辊压滑块连杆座通过所述连杆凸头铆钉活动铆接，所述辊压滑块连杆座通过所述连杆座紧定螺栓与所述辊压轮套筒固定连接，所述弹性调节机构设置有两个，分别安装于两个所述辊压调节滑块的上下两侧。

作为本发明的进一步改进，所述辊压轮为圆柱状结构且其圆柱面上设有多个等间距分布的环形圆槽，所述辊压轮套筒内表面与所述辊压轮外侧面之间设有一定距离。

作为本发明的进一步改进，所述弹性调节机构包括弹簧座、紧定螺钉以及压缩弹簧。所述弹簧座成对使用，一个通过所述紧定螺钉固定安装在所述辊压轮套筒支架上，另一个通过所述紧定螺钉固定安装在所述辊压调节滑块上，所述压缩弹簧的两端分别与两个所述弹簧座固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述压缩弹簧设有两个且长度不同，所述辊压轮转轴处于水平位置时两个所述压缩弹簧均为原长状态。

作为本发明的进一步改进，所述辊压轮套筒支架包括支架本体、导向柱、导向滑槽以及支架连接头。所述支架本体为壳体结构，其内侧面上固定设置有所述导向柱，所述导向柱中部开设有所述导向滑槽，所述支架本体的长边中部设置有所述支架连接头。

作为本发明的进一步改进，所述导向滑槽的横截面呈t字形，所述辊压调节滑块滑动安装在所述导向滑槽内。

作为本发明的进一步改进，所述辊压滑块连杆座包括连接杆与固定座，所述连接杆与所述固定座为一体式结构，所述固定座通过所述连杆座紧定螺栓固定连接在所述辊压轮套筒上，所述连接杆通过所述连杆凸头铆钉与所述辊压滑块连杆活动铆接。

作为本发明的进一步改进，所述辊压轮套筒包括套筒本体、套筒连接头以及套筒通孔。所述套筒本体下端对称设置有两个所述套筒连接头，所述套筒连接头与所述支架连接头通过所述辊压轮套筒铆钉活动铆接，所述套筒本体侧面开设有用于安装辊压轮转轴的套筒通孔。

作为本发明的进一步改进，所述辊压调节滑块包括滑块本体、不完全球座、滑块通孔以及定位槽。所述滑块本体的横截面呈t字形，其结构尺寸与导向滑槽相适应，所述滑块本体上开设有用于安装所述辊压滑块压杆的滑块通孔，所述滑块本体远离所述滑块通孔的一端开设有所述不完全球座，所述滑块本体端面上开设有用于安装定位弹簧座的定位槽。

作为本发明的进一步改进，所述不完全球座的内部体积大于半球，所述辊压轮转轴两端设置有与所述不完全球座相配合的球头，所述球头与所述不完全球座的半径相等。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用对称的滑块—转轴—连杆动态调节机构，辊压轮转轴与辊压调节滑块球铰连接，通过辊压轮转轴两端上下摆动带动两个辊压调节滑块反向上下运动，进而通过辊压滑块压杆带动辊压滑块连杆左右摆动，实现辊压轮角度的自动调节，确保整个下料过程辊压轮始终与棒管料线贴合，进而避免辊压轮与棒管材的接触变成点接触造成棒材管材的表面产生大的凹陷的弊端，从而极大提高下料表面质量以及下料经济效益。

(2)下料的辊压轮设计成圆柱状结构且在其圆柱面上开设多个等间距分布的环形凹槽，降低辊压轮与棒管料之间的摩擦、增加间隙，同时注入减摩抗磨润滑剂，降低辊压轮与棒管料的摩擦热量损耗，提高减摩抗磨性能。

(3)在辊压调节滑块与导向滑槽上紧固弹簧座并安装压缩弹簧，能够保证辊压轮在动态调节的同时减少下料过程中对下料锤头辊压机构的振动，提高下料的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明的整体结构示意图；

图2：本发明图1的主视图；

图3：本发明图2中a-a处剖视图；

图4：本发明图1的俯视图；

图5：本发明图4中b-b处剖视图；

图6：本发明图5中m处的放大图；

图7：本发明图4中c-c处剖视图；

图8：本发明辊压轮套筒支架的结构示意图；

图9：本发明辊压轮套筒处的结构示意图；

图10：本发明辊压调节滑块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合图1至图10对本发明实施例的一种棒管材外围连续辊压装置进行详细的说明。

参考图1、图3、图5、图7所示，本发明提供的一种棒管材外围连续辊压装置包括辊压轮套筒支架1、辊压滑块连杆2、连杆凸头铆钉3、辊压滑块连杆座4、辊压轮套筒5、辊压轮转轴6、辊压轮7、辊压轮套筒铆钉8、辊压调节滑块9、辊压滑块压杆10、连杆座紧定螺栓11以及弹性调节机构。其中，辊压轮套筒支架1为对称结构并通过辊压轮套筒铆钉8与辊压轮套筒5活动铆接，也即辊压轮套筒支架1与辊压轮套筒5仅能相对转动。辊压轮7设置于所述辊压轮套筒5内部下方，辊压轮转轴6穿过所述辊压轮套筒5与辊压轮7，且其两端分别与位于两端的辊压调节滑块9构成球铰连接，辊压调节滑块9安装在辊压滑块压杆10上并且可沿辊压轮套筒支架1上下滑动，辊压轮7固定安装在辊压轮转轴6上，位于辊压轮套筒5同一侧的两个辊压滑块连杆2下端通过辊压滑块压杆10相连，辊压滑块连杆2上端与辊压滑块连杆座4通过连杆凸头铆钉3活动铆接，也即辊压轮套筒支架1与辊压轮套筒5仅能相对转动。辊压滑块连杆座4通过连杆座紧定螺栓11与辊压轮套筒5固定连接，弹性调节机构设置有两个，分别安装于两个辊压调节滑块9的上下两侧。具体的，辊压轮7为圆柱状结构且其圆柱面上设有多个等间距分布的环形圆槽，降低辊压轮7与棒管料之间的摩擦、增加间隙，同时注入减摩抗磨润滑剂，降低辊压轮7与棒管料的摩擦热量损耗，提高减摩抗磨性能。辊压轮套筒5内表面与辊压轮7外侧面之间设有一定距离，其相对位置固定从而避免产生接触磨损。

参考图4、图5、图6所示，进一步地，弹性调节机构包括弹簧座12、紧定螺钉13以及压缩弹簧14。其中，弹簧座12需要成对使用，一个通过紧定螺钉13固定安装在辊压轮套筒支架1上，另一个通过紧定螺钉13固定安装在辊压调节滑块9上，压缩弹簧14的两端分别与两个弹簧座12固定连接。弹性调节机构能够保证辊压轮在动态调节的同时减少下料过程中对下料锤头辊压机构的振动，提高下料的稳定性。需要说明的是，本发明的压缩弹簧14设有两个且长度不同，当辊压轮转轴6处于水平位置时两个压缩弹簧14均为原长状态，也即棒管材未发生弯曲变形、未产生挠度时的状态。

参考图1、图3、图8所示，进一步地，辊压轮套筒支架1包括支架本体1.1、导向柱1.2、导向滑槽1.3以及支架连接头1.4。其中，支架本体1.1为壳体结构，用以减轻重量，支架本体1.1的长边中部设置有支架连接头1.4，支架本体1.1的内侧面上固定设置有导向柱1.2，在导向柱1.2中部开设有导向滑槽1.3，导向滑槽1.3的横截面呈t字形，辊压调节滑块9滑动安装在导向滑槽1.3内，其中，将导向滑槽1.3设计成t字形结构可以提高滑动过程中的运动平稳性，提高下料质量。

参考图1、图9所示，进一步地，辊压滑块连杆座4包括连接杆4.1与固定座4.2，其中，连接杆4.1与固定座4.2为一体式结构，连接强度高、稳定性好。固定座4.2通过连杆座紧定螺栓11固定连接在辊压轮套筒5上，连接杆4.1的端部通过连杆凸头铆钉3与辊压滑块连杆2活动铆接。

参考图1、图2、图9所示，进一步地，辊压轮套筒5包括套筒本体5.1、套筒连接头5.2以及套筒通孔5.3。其中，套筒本体5.1下端对称设置有两个套筒连接头5.2，套筒连接头5.2与支架连接头1.4通过辊压轮套筒铆钉8活动铆接，套筒本体5.1侧面开设有用于安装辊压轮转轴6的套筒通孔5.3。

参考图1、图5、图10所示，进一步地，辊压调节滑块9包括滑块本体9.1、不完全球座9.2、滑块通孔9.3以及定位槽9.4，滑块本体9.1的横截面呈t字形，其结构尺寸与导向滑槽1.3相适应，滑块本体9.1上开设有用于安装辊压滑块压杆10的滑块通孔9.3，滑块本体9.1远离滑块通孔9.3的一端开设有不完全球座9.2，不完全球座9.2的内部体积大于半球，辊压轮转轴6两端设置有与不完全球座9.2相配合的球头，球头与不完全球座9.2的半径相等，在保证不完全球座9.2与球头工作过程不发生脱离的情况下，球铰连接能够平稳可靠运行。滑块本体9.1端面上开设有用于安装定位弹簧座12的定位槽9.4。

本发明使用时，辊压轮套筒支架1固定不动，辊压轮7的轴线与棒管材的轴线平行，此时辊压轮7与待下料的棒管材之间紧密线接触，并对棒管材施加辊压力，在下料过程中，处于悬臂梁状态的棒管材悬臂端会在辊压轮7的辊压下发生一定的完全变形，具体体现为挠度变化，导致辊压轮7的轴线与棒管材的轴线不再平行，辊压轮7与待下料的棒管材之间为部分线接触甚至点接触，由于力的相互作用棒管材会对辊压轮7产生反向辊压力，反向辊压力会使得辊压轮7的角度向棒管材弯曲的方向倾斜，进而带动与辊压轮7固定连接的辊压轮转轴6发生倾斜，辊压轮转轴6驱动两端球铰连接的辊压调节滑块9并使其沿相反的方向滑动，与此同时，安装在辊压调节滑块9上的辊压滑块压杆10通过辊压滑块连杆2、辊压滑块连杆座4使辊压轮套筒5绕辊压轮套筒铆钉8转动，直至辊压轮7轴线与产生挠度变化的棒管材轴线平行，使得辊压轮7与发生挠度变化的棒管材保持紧密线接触，并通过安装在弹簧座12中的两个压缩弹簧14精细调节辊压轮7转动的幅度与范围，实现辊压轮7随棒管材挠度变化进行自动适应性调节，进而保证辊压轮7在整个下料过程始终能与棒管料紧密线贴合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。