一种四轮错距旋压装置的制作方法

1.本实用新型涉及旋压机，尤其涉及一种四轮错距旋压装置。


背景技术：

2.铝内胆生产线中，先采用旋压机对铝管进行强旋减薄，然后对铝管进行加热，再采用数控收口机将铝管端部旋压收口、形成瓶嘴结构。对铝管进行强旋减薄的铝管强旋生产线中，铝管一方面随旋压机的芯模高速旋转，另一方面铝管外表面通过旋压机的旋轮不断挤压塑性变形，从而使铝管的管壁厚按照设计要求变薄，将等壁厚管道变为中间薄两端厚的变壁管道。
3.目前旋压机中的旋轮的数量设置为三个，三个旋轮相对于芯模轴线呈旋转对称分布于芯模的四周，且三个旋轮至芯模外表面的距离相等。在铝管强旋生产线中，如果旋轮单次径向进给量过大会造成旋轮前端的料出现淤积现象，导致旋轮横移故障、铝管旋压报废，此外，旋轮单次径向进给量过大还容易出现设备共振，导致铝管表面起皮或产生褶皱。因而只能采用小径向进给量、多道次旋压方式对铝管进行强旋减薄作业，生产效率非常低。


技术实现要素：

4.本实用新型所需解决的技术问题是：提供一种生产效率高、成型质量好的四轮错距旋压装置。
5.高压容器中的内胆多采用铝合金材质，铝合金长期暴露于空气中容易出现外表面氧化现象，导致外表面硬度提高，如果直接对由铝合金材质制成的铝管进行强旋减薄作业，容易导致铝管表面起皮或产生褶皱，因而采用背景技术中所述的三轮等距排布的旋轮对铝管进行强旋减薄前，三个旋轮需要对铝管先进行整形，然后再进行正式旋压。此外，三个旋轮在正式旋压过程中，为了尽量避免旋轮前端出现料淤积、铝管表面出现起皮或产生褶皱等现象，旋轮只能采用小径向进给量、多道次旋压方式进行强旋减薄作业，工作效率无法得到提高。
6.为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：所述的一种四轮错距旋压装置，包括：前后水平方向横卧安装于旋压机中的芯模、以及通过轴向滑移结构设置于旋压机中的门架，门架能通过轴向滑移结构相对于芯模的轴向方向向前或向后水平移动；在门架上安装有四个旋轮：第一旋轮、第二旋轮、第三旋轮和第四旋轮，四个旋轮由驱动装置驱动分别绕自身轴线转动；第一旋轮、第二旋轮、第三旋轮和第四旋轮依次沿芯模的轴向方向、由前向后呈螺旋间隔分布环绕于芯模的四周，两两相邻旋轮的轴线至芯模的轴线的夹角α为90
°
，两两相邻旋轮之间的轴向间距h相等，四个旋轮各自具有一定的径向进给吃刀量，因而第一旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h1＜第二旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h2＜第三旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h3＜第四旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h4。
7.进一步地，前述的一种四轮错距旋压装置，其中，两两相邻旋轮之间的轴向间隙h
优选选用范围为5～10mm，第一旋轮的径向进给吃刀量优先选用范围为0.5～1mm，第二旋轮的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm，第三旋轮的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm，第四旋轮的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm。
8.四个旋轮的结构、大小均完全相同。旋轮的断面外侧壁轮廓线由前至后依次由第一倾斜直线状轮廓线和第二倾斜直线状轮廓线构成，第一倾斜直线状轮廓线由前至后逐渐向外倾斜，第二倾斜直线状轮廓线由前至后逐渐向内倾斜，第一倾斜直线状轮廓线与第二倾斜直线状轮廓线之间通过倒圆圆弧轮廓线光滑连接；第一倾斜直线状轮廓线与水平直线的夹角β优选选用范围为13
°±
0.5
°
；第二倾斜直线状轮廓线与水平直线的夹角γ优选选用范围为20
°±
0.5
°
。
9.本方案中，第一倾斜直线状轮廓线与旋轮前端面之间通过前部倒圆结构光滑连接，第二倾斜直线状轮廓线与旋轮后端面之间通过后部倒圆结构光滑连接，以减少应力集中、提高旋轮的使用寿命，此外也可避免意外划伤旋轮安装人员等。倒圆圆弧轮廓线的竖向中心线至旋轮的前端面的距离h1＞倒圆圆弧轮廓线的竖向中心线至旋轮的后端面的距离h2。
10.进一步地，前述的一种四轮错距旋压装置，其中，在芯模的前部设置有轴肩，齿轮盘从芯模的后端套装于芯模上，在齿轮盘的前端面上沿圆周方向间隔开设有至少二个向内凹进的凹槽，在轴肩的后端面上设置有与各凹槽一一对应匹配吻合的凸块，齿轮盘从芯模的后端套于芯模上后抵于轴肩上且各凸块卡嵌于对应凹槽中；在齿轮盘的后端面上沿圆周方向分布有一圈梯形齿，且各梯形齿的内侧面均由前至后逐渐向外张开，这样设置可以解决梯形齿齿尖因距离芯模外表面太近而容易划伤芯模外表面的问题。
11.本实用新型的有益效果是：第一道次旋压过程中，第一旋轮对铝管外表面进行整形，第二旋轮、第三旋轮、第四旋轮则进行正式旋压，之后道次各旋轮都进行正式旋压，大大减少了强旋减薄的道次，提高了工作效率及成型质量。
附图说明
12.图1是本实用新型所述的一种四轮错距旋压装置的结构示意图。
13.图2是旋轮的结构示意图。
14.图3是将图1中各旋轮沿芯模圆周方向旋转至各旋轮处于同一轴向方向排列时的相对于待旋压铝管的位置示意图。
15.图4是图1中a-a剖视方向四个旋轮环绕于芯模四周的位置分布示意图。
16.图5是图4中第一旋轮与待旋压铝管之间的位置示意图。
17.图6是图4中第二旋轮与待旋压铝管之间的位置示意图。
18.图7是图4中第三旋轮与待旋压铝管之间的位置示意图。
19.图8是图4中第四旋轮与待旋压铝管之间的位置示意图。
20.图9是齿轮盘的结构示意图。
21.图10是图9中b部分的局部放大结构示意图。
22.图11是图9右视方向的结构示意图。
23.图12是图11中c部分的局部放大结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图及优选实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步详细的说明。
25.常规的旋压机中包括：前后水平方向横卧安装于旋压机中的芯模1、通过轴向滑移结构设置于旋压机中的门架、以及其他必要结构，其中，门架能通过轴向滑移结构相对于芯模1的轴向方向向前或向后水平移动。芯模1安装于旋压机中的结构、轴向滑移结构都是属于旋压机的成熟结构，本实施例是在该常规的旋压机上对旋轮的数量、旋轮的设置位置、旋轮的结构进行设计，具体如下。
26.如图1、图3和图4所示，在门架上安装有四个旋轮：第一旋轮3、第二旋轮4、第三旋轮5和第四旋轮6，四个旋轮由驱动装置驱动分别绕自身轴线转动。四个旋轮的安装于门架上的安装结构、及驱动装置的结构也属于旋压机的成熟结构，这里也不再展开赘述。第一旋轮3、第二旋轮4、第三旋轮5和第四旋轮6依次沿芯模1的轴向方向、由前向后呈螺旋间隔分布环绕于芯模1的四周。两两相邻旋轮的轴线至芯模的轴线的夹角α为90
°
，两两相邻旋轮之间的轴向间距h相等，四个旋轮各自具有一定的径向进给吃刀量，因而第一旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h1＜第二旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h2＜第三旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h3＜第四旋轮至待旋压铝管外圆周面的最小距离h4，参见图5、图6、图7和图8所示示意图。
27.两两相邻旋轮之间的轴向间隙h过小存在反复碾压的可能性，导致铝管旋压成型质量下降，而两两相邻旋轮之间的轴向间隙h过大又会导致整体结构庞大、不利于旋压作业。本实施例中，两两相邻旋轮之间的轴向间隙h优选选用范围为5～10mm，第一旋轮3的径向进给吃刀量优先选用范围为0.5～1mm，第二旋轮4的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm，第三旋轮5的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm，第四旋轮6的径向进给吃刀量优先选用范围为1.5～2mm。如果第一旋轮3的减薄量为0.5mm，第二旋轮4的减薄量为1.5mm，第三旋轮5的减薄量为1.5mm，第四旋轮6的减薄量为1.5mm，则四轮错距旋压一道次可减薄5mm，相比背景技术中所述的三轮等距排布的旋轮对铝管进行强旋减薄来说，它一道次只进行了一次正式旋压，而采用本实施例所述的四轮错距的旋轮对待旋压铝管7进行强旋减薄，初始第一道次旋压过程中，第一旋轮对铝管外表面进行整形，第二旋轮、第三旋轮、第四旋轮则进行正式旋压，相当于一道次进行了一次整形、三次正式旋压，之后每道次各旋轮都进行正式旋压，相当于一道次进行了四次正式旋压。这样的旋压方式具有成型效率高、铝管精度高等优点，对于增厚段、以及筒体厚度差较大的铝管效果尤为明显。因而背景技术中使用三轮等距排布的旋轮旋压需要三道次或四道次，而使用本技术所述的四轮错距旋压最多需要二道次即可成型，且成型质量及效率高。
28.第一旋轮3、第二旋轮4、第三旋轮5和第四旋轮6这四个旋轮的结构、大小均完全相同。如图2所示，旋轮的断面外侧壁轮廓线由前至后依次由第一倾斜直线状轮廓线31和第二倾斜直线状轮廓线33构成，第一倾斜直线状轮廓线31由前至后逐渐向外倾斜，使旋轮的前半部分成前端直径小、后端直径大的圆台结构。第二倾斜直线状轮廓线33由前至后逐渐向内倾斜，使旋轮的后半部分成前端直径大、后端直径小的圆台结构。第一倾斜直线状轮廓线31与第二倾斜直线状轮廓线33之间通过倒圆圆弧轮廓线32光滑连接；第一倾斜直线状轮廓线31与水平直线的夹角β优选选用范围为13
°±
0.5
°
，夹角β设置在该范围可以使旋轮能更好地压住料，防止料淤积在旋轮前端。第二倾斜直线状轮廓线33与水平直线的夹角γ优选
选用范围为20
°±
0.5
°
，提高旋轮的整体性能，延长旋轮的使用寿命。
29.本方案中，第一倾斜直线状轮廓线31与旋轮前端面之间通过前部倒圆结构34光滑连接，第二倾斜直线状轮廓线33与旋轮后端面之间通过后部倒圆结构35光滑连接，以减少应力集中、提高旋轮的使用寿命，此外也可避免意外划伤旋轮安装人员等。倒圆圆弧轮廓线的竖向中心线至旋轮的前端面的距离h1＞倒圆圆弧轮廓线的竖向中心线至旋轮的后端面的距离h2。
30.常规旋压机在强旋的过程中，安装于芯模前部的齿轮盘与待旋压铝管7的端面之间容易出现打滑现象。本方案针对该现象，对齿轮盘的的结构进行了改进，具体如下。
31.如图1、图9、图11所示，在芯模1的前部设置有轴肩11，齿轮盘2从芯模1的后端套装于芯模1上，在齿轮盘2的前端面上沿圆周方向间隔开设有至少二个向内凹进的凹槽21，在轴肩11的后端面上设置有与各凹槽21一一对应匹配吻合的凸块12，齿轮盘2从芯模1的后端套于芯模1上后抵于轴肩11上且各凸块12卡嵌于对应凹槽21中，从而将齿轮盘2周向定位于芯模1上，旋压机启动后，芯模1带动齿轮盘2同步高速转动。如图9、图10、图11和图12所示，在齿轮盘2的后端面上沿圆周方向分布有一圈梯形齿22，待旋压铝管7套装于芯模1上后，芯模1带动齿轮盘2同步高速转动，门架通过轴向滑移结构相对于芯模1的轴向方向均速向前水平移动，门架上的四个旋轮在驱动装置的驱动下高速转动，此时，在旋轮的作用下待旋压铝管7向前顶住齿轮盘2，从而使待旋压铝管7的前端面压出与各梯形齿22配合的端部凹槽，芯模1带动齿轮盘2同步转动的过程中，通过梯形齿22与待旋压铝管7的端部凹槽的卡嵌配合，带动待旋压铝管7同步转动。梯形齿22分布于齿轮盘2的整个后端面上，如若待旋压铝管7存在前端面斜差、或者待旋压铝管7存在壁厚差等问题，依然能够保证齿轮盘2上的部分梯形齿22和待旋压铝管7的端部凹槽卡嵌连接，防止待旋压铝管7与齿轮盘2松脱而出现旋轮与工件抱死、工件报废等现象。
32.如图9、图10和图12所示，各梯形齿22的内侧面23均由前至后逐渐向外张开，这样设置可以解决梯形齿齿尖因距离芯模外表面太近而容易划伤芯模外表面的问题。
33.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型要求保护的范围。