钢管标准外径上直接滚压锥管外螺纹方法、装置及其产品
阅读：1031发布：2020-06-06
专利汇可以提供钢管标准外径上直接滚压锥管外螺纹方法、装置及其产品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种以 钢 管标准外径作为滚压锥管外 螺纹 毛坯外径直接滚压成形圆锥管 外螺纹 的方法、制造装置及其产品。其特征在于，由至少二个或者是二个以上的非全长度尺寸的沿圆周方向分布的滚压轮组成的滚压装置，从管外螺纹的不完整螺纹尾部开始滚压切入，利用滚压旋转时产生的滚压轴向分 力 ，使所述滚压装置由螺纹尾部向螺纹头部沿轴向移动，同时通过所述滚压装置中由传动机构控制的滚压轮的径向同步进给，直接一次滚压加工成形圆锥管外螺纹产品。属于钢管管件和管道加工机械领域。，下面是钢管标准外径上直接滚压锥管外螺纹方法、装置及其产品专利的具体信息内容。
1.一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其特征在于，由至少二个或者是二个以上的非全长度尺寸的沿圆周方向分布的滚压轮组成的滚压装置，从管外螺纹的不完整螺纹尾部开始滚压切入，利用滚压时产生的滚压轴向分力，使所述滚压装置由螺纹尾部向螺纹头部沿轴向移动，同时通过所述滚压装置中由传动机构控制的滚压轮的径向同步进给，直接一次滚压加工成形圆锥管外螺纹产品。
2.如权利要求1所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点在于，滚压装置的轴向移动是在滚压轮与圆柱毛坯的螺纹螺旋角差异所致的轴向力的作用下，从管外螺纹螺纹尾部不完整螺纹开始向管外螺纹头部的完整管外螺纹方向逐步的轴向滚压移动。
3.如权利要求1所述的所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点在于，所述的滚压装置中的二个或者是二个以上滚压轮，在滚压装置整体轴向移动滚压过程中滚压轮同时是通过手动同步径向进给的或者是机械同步径向进给的或者是液压同步径向进给的或者是电机带动蜗杆和蜗轮机构同步径向进给的；
滚压装置中的滚压轮的径向进给速度和比例是随着滚压装置轴向移动的速度和比例按锥管管外螺纹的滚压工艺要求设置的。
4.如权利要求3所述的滚压装置的滚压轮，其进一步特点在于，滚压轮的内孔与安装在可径向滑动的滑块的鼓形销轴相匹配或者是滚压轮圆弧形内孔与安装在可径向滑动的滑块的标准销轴相匹配，滚压轮内孔与销轴之间有一定的空间自由度，滚压轮能轴向和径向非常灵活地运动。
5.如权利要求1所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点在于，所述非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮有一道或者是一道以上的相应标准的圆柱管外螺纹螺牙或者是相应标准的圆锥管外螺纹螺牙。
6.如权利要求5所述的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特征在于，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和DN40时，其螺牙道数不超过6道，对于管径为DN50、DN65、DN80和DN90，其螺牙道数不超过9道，对于管径为DN100、DN125和DN150，其螺牙道数不超过14道；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和DN40时，其螺牙道数不超过6道，对于管径为DN50、DN65、DN80、DN90、DN100、DN125和DN150，其螺牙道数不超过7道；所述滚压轮用于滚压API圆锥管外螺纹时，其螺牙道数不超过其相应有效螺纹长度的80%。
7.所如权利要求5所述的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特点在于，管外螺纹滚压轮是螺旋滚压轮或者是环型滚压轮，或者是它们二者的合理组合。
8.如权利要求5所述的所述的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特点在于，所述滚压轮是非全长度尺寸管外螺纹滚压轮或者是由导入部分和非全长度尺寸管外螺纹部分组合成一体的滚压轮。
9.如权利要求1所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点在于，所述的滚压加工成形圆锥管外螺纹产品，其非管外螺纹部分的外径是标准的钢管外径，其内孔缩小量是符合现有国际国家标准的管外螺纹产品，其螺纹牙型密实度优于现有滚压技术的管外螺纹产品，其管螺纹尾部与钢管本体交界处的机械连接性能优于现有滚压技术的管外螺纹产品。
10.如权利要求1所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点在于，所述滚压装置，是安装在被加工圆柱毛坯一边的设计用于滚压加工单头管外螺纹产品，或者是安装在被加工圆柱毛坯两边的设计用于同时滚压加工双头管外螺纹产品。
钢管标准外径上直接滚压锥管外螺纹方法、装置及其产品
技术领域
背景技术
[0002] 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发明专利“CN200310111695.2”和发明专利“CN200710106912.7”也有所披露。然而，上述的二个发明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刀加工成形方法，这二种加工工艺需要利用圆锥形模具机械的或者是液压的轴向运动先冲压工件，即先加工形成圆锥面，再在圆锥面上滚压加工管外螺纹。 [0003] 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：
[0004] 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。
[0006] 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，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。
[0007] 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，滚压加工成形的管外螺纹尺寸过大，管体也容易变型或者是开裂。因此，冲压是现有管外螺纹滚压技术的必须工艺。究其原因，这是上述二项发明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加工管外螺纹等原因所造成的。
[0008] 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。但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钢管外径。但滚压钢管外径与壁厚尚无国际国家标准，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。
[0009] 通过上述描述与分析，我们不难发现：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。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种以现有的钢管标准外径作为滚压管外螺纹毛坯外径，可以不通过圆锥形模具机械的或者是液压的轴向运动冲压工件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，直接在钢管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、装置及其产品，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。
[0011] 为了实现所述目的，根据本发明的一方面的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其特点是，由至少二个或者是二个以上的非全长度尺寸的沿圆周方向分布的滚压轮组成的滚压装置，从管外螺纹的不完整螺纹尾部开始滚压切入，利用滚压时产生的滚压轴向分力，使所述滚压装置由螺纹尾部向螺纹头部沿轴向移动，同时通过所述滚压装置中由传动机构控制的滚压轮的径向同步进给，直接一次滚压加工成形圆锥管外螺纹产品。
[0012] 所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点是，滚压装置的轴向移动是在滚压轮与圆柱毛坯的螺纹螺旋角差异所致的轴向力的作用下，从管外螺纹螺纹尾部不完整螺纹开始向管外螺纹头部的完整管外螺纹方向逐步的轴向滚压移动。
[0013] 所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点是，所述的滚压装置中的二个或者是二个以上滚压轮，在滚压装置整体轴向移动滚压过程中滚压轮同时是通过手动同步径向进给的或者是机械同步径向进给的或者是液压同步径向进给的或者是电机带动蜗杆和蜗轮机构同步径向进给的；滚压装置中的滚压轮的径向进给速度和比例是随着滚压装置轴向移动的速度和比例按锥管管外螺纹的滚压工艺要求设置的。
[0014] 所述的滚压装置的滚压轮，其进一步特点是，滚压轮的内孔与安装在可径向滑动的滑块的鼓形销轴相匹配或者是滚压轮圆弧形内孔与安装在可径向滑动的滑块的标准销轴相匹配，滚压轮内孔与销轴之间有一定的空间自由度，滚压轮能轴向和径向非常灵活地运动。
[0015] 根据本发明的另一方面的前述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点是，所述非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮有一道或者是一道以上的相应标准的圆柱管外螺纹螺牙或者是相应标准的圆锥管外螺纹螺牙。
[0016] 所述非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特征是，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和DN40时，其螺牙道数不超过6道，对于管径为DN50、DN65、DN80和DN90，其螺牙道数不超过9道，对于管径为DN100、DN125和DN150，其螺牙道数不超过14道；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和DN40时，其螺牙道数不超过6道，对于管径为DN50、DN65、DN80、DN90、DN100、DN125和DN150，其螺牙道数不超过7道；所述滚压轮用于滚压API圆锥管外螺纹时，其螺牙道数不超过其相应有效螺纹长度的
80%。
80%。
[0017] 所述的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特点是，管外螺纹滚压轮是螺旋滚压轮或者是环型滚压轮，或者是它们二者的合理组合。
[0018] 所述的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮，其进一步特点是，所述滚压轮是非全长度尺寸管外螺纹滚压轮或者是由导入部分和非全长度尺寸管外螺纹部分组合成一体的滚压轮。
[0019] 所述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点是，所述的滚压加工成形圆锥管外螺纹产品，其非管外螺纹部分的外径是标准的钢管外径，其内孔缩小量是符合现有国际国家标准的管外螺纹产品，其螺纹牙型密实度优于现有滚压技术的管外螺纹产品，其管螺纹尾部与钢管本体交界处的机械连接性能优于现有滚压技术的管外螺纹产品。
[0020] 根据本发明的又一方面的前述的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法、装置及其产品，其进一步特点是，所述滚压装置，是安装在被加工圆柱毛坯一边的设计用于滚压加工单头管外螺纹产品，或者是安装在被加工圆柱毛坯两边的设计用于同时滚压加工双头管外螺纹产品。
[0021] 本发明的有益效果是：利用非全长度尺寸的一道或者是一道以上螺纹的滚压轮以及其旋转滚压之特性，大大避免了全长度尺寸滚压轮滚压力过大对钢管圆度的伤害；利用管外螺纹尾部不完整螺纹所需滚压力比管口处管外螺纹头部成形完整管外螺纹的滚压力小以及钢管非端部不容易变形等特点，在钢管非端部管外螺纹尾部开始滚压不完整管外螺纹，同时逐步滚压完整管外螺纹以及压缩钢管外径直至完成滚压加工；在强化螺纹密度和减小钢管内孔直径缩小量的同时，有效地避免了滚压过程中滚压力过大所造成的管材变型和开裂等现象。本发明省略了目前滚压圆锥管外螺纹工艺中轴向冲压圆锥面工序，解决了冲压对钢管原始外径与圆锥面交集处的管体材料，特别是焊管的此处焊缝，的破坏等问题，实现了与目前沿用100多年的套丝加工管螺纹工艺步骤基本一致的加工方法，使滚压管外螺纹工艺简化与实用，并且完全符合人们目前的操作习惯，使管网安装施工现场实现滚压加工管外螺纹成为可能。与此同时，由于滚压成形的管外螺纹产品其单位长度重量与滚压前的原始钢管单位长度重量一样并受滚压的冷作硬化作用，相比目前100%的传统的去金属工艺法切削管外螺纹工艺，在大大提高了管外螺纹机械连接与密封安全性能基础上，实现非去金属工艺法使钢管壁厚减薄的目标，可望节约15%－35%的钢管材料，提供了一种低成本节能减排的实实在在的方法。同时，利用本发明涉及的制造圆锥管外螺纹的方法和装置，将开启传统管螺纹加工设备和产品生产结构升级换代，革命性地提升管材施工机具的制造，对全球管道加工机械领域具有重大的社会和经济意义。
附图说明
[0023] 图1是根据本发明的一种在钢管标准外径上直接滚压圆锥管外螺纹的方法与制造装置的一实施例的结构示意图。
[0024] 图2是图1结构的A-A侧视图。
[0025] 图3是图1中的滚压装置的一实施例的结构正视图。
[0026] 图4是图3的结构侧视图。
[0027] 图5是图3中外圆壳体盘的结构剖视图。
[0028] 图6是图5结构的A-A侧视图。
[0029] 图7是图3中的安装滚压轮的滑块的结构剖视图。
[0031] 图9是图1中的根据本发明的滚压装置的另一实施例的结构示意图。
[0032] 图10是图1中的根据本发明的滚压装置的又一实施例的结构示意图。
[0033] 图11是现有滚压技术的全长度尺寸圆锥滚压管外螺纹滚压轮与销轴配合的半剖视图。
[0034] 图12是根据本发明的非全长度尺寸的圆柱管外螺纹滚压轮与其鼓形销轴配合的一实施例的半剖视图。
[0035] 图13是根据本发明的非全长度尺寸的螺旋形圆锥管外螺纹滚压轮与其鼓形销轴配合的另一实施例的半剖视图。
[0036] 图14是根据本发明的非全长度尺寸的内孔为圆弧形的螺旋形圆锥管外螺纹滚压轮的又一实施例的半剖视图。
[0037] 图15是根据本发明的非全长度尺寸的内孔为圆弧形的环形圆柱管外螺纹滚压轮的又一实施例的半剖视图。
[0038] 图16是根据现有的滚压管外螺纹技术制造圆锥管外螺纹产品的工艺示意图。
[0039] 图17是图16的滚压过程工艺的示意图。
[0040] 图18是根据现有的滚压技术加工成形的管外螺纹产品的结构剖视图。
[0041] 图19是根据本发明的钢管标准外径毛坯直接滚压圆锥管外螺纹的工艺示意图。
[0042] 图20是图19滚压工艺过程的示意图。
[0043] 图21是根据本发明的方法与装置滚压成形的管外螺纹产品的结构剖视图。
[0044] 图22是根据本发明的方法与装置将标准外径钢管切断后的空心圆柱体毛坯滚压成形圆锥管外螺纹的一实施例的示意图。
[0045] 图23是图22的滚压过程工艺的示意图。
[0046] 图24是根据本发明的方法制造的双头圆锥管外螺纹生产设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0047] 下面将结合较佳的实施例对本发明进行详细的描述，应当注意的是，在后述的描述中，尽管所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是有些术语则是申请人按其判断来选择的，其详细含义应根据本发明欲揭示的精神来理解。
[0048] 图1形象地显示了一种用于制造本发明的圆锥管外螺纹滚压设备,包括机座1，机座1上部一侧设有动力电机变速箱2和电机开关3，用于夹紧圆柱毛坯5并使其旋转的夹紧装置4；在机座1上部另一侧，平行主轴中心线前后设有两根轴向导柱10；滑座9底部二侧安装在二根轴向导柱10上，滑座9底部二侧与导柱10配合的内孔设有齿轮，与前述的轴向导柱10上的齿条相匹配，通过手轮8旋转可轴向移动滑座9；在滑座9上相对动力电机变速箱2一侧设有与主轴同轴心的并且浮动的圆锥管外螺纹滚压装置7，滚压装置7上装有沿圆周分布的四个可以作径向同步运动的滚压轮6；滚压装置7在一定的轴向力作用下可带动滑座9在轴向导向柱10上移动。
[0049] 图2、3、4、5、6、7和图8进一步显示了图1中管外螺纹滚压装置7的一种实施例，包括：图3所示的外圆壳体盘710，其底部二边通过二块链接板711上的二个圆柱712与滑座9二边的中心圆孔浮动相连；图4所示的外圆壳体盘710和通过轴孔配合安装在外圆壳体盘710右侧内圆轴部分的旋转盘720；图5和图6所示的外圆壳体盘710上开有四个径向滑块槽713，图7所示的滑块760通过其底部多个螺旋凸槽761作用在外圆壳体盘710的滑块槽713作径向移动；图8所示的旋转盘720的左侧面是螺旋凹槽721,右侧面是伞形齿轮722，伞形齿轮722上方安装着与其匹配的齿轮控制杆730，旋转齿轮控制杆730可使旋转盘
720在垂直于齿轮控制杆中心线的方向旋转；当旋转盘720旋转时，通过与其螺旋凹槽721相匹配的螺旋凸槽761，带动滑块760沿着外圆壳体盘710上滑块槽713作径向移动；滑块
760前端通过鼓形销轴762装有非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮6，管外螺纹滚压轮6与滑座鼓形销轴762轴销配合并存在一定的轴向和径向间隙；如图4所示，控制电机750，通过蜗轮蜗杆740带动齿轮控制杆730旋转，从而带动旋转盘720旋转，滑块760螺旋凸槽761与旋转盘720上的螺旋凹槽721相作用，在外圆壳体盘710的滑块槽713上径向上下同步控制四个滑块上的四个非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮6，由此构成一个可径向运动非全长度尺寸滚压轮的可轴向移动的圆锥管外螺纹滚压装置，并可实现滚压不同尺寸钢管管外螺纹产品的目的。
720在垂直于齿轮控制杆中心线的方向旋转；当旋转盘720旋转时，通过与其螺旋凹槽721相匹配的螺旋凸槽761，带动滑块760沿着外圆壳体盘710上滑块槽713作径向移动；滑块
760前端通过鼓形销轴762装有非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮6，管外螺纹滚压轮6与滑座鼓形销轴762轴销配合并存在一定的轴向和径向间隙；如图4所示，控制电机750，通过蜗轮蜗杆740带动齿轮控制杆730旋转，从而带动旋转盘720旋转，滑块760螺旋凸槽761与旋转盘720上的螺旋凹槽721相作用，在外圆壳体盘710的滑块槽713上径向上下同步控制四个滑块上的四个非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮6，由此构成一个可径向运动非全长度尺寸滚压轮的可轴向移动的圆锥管外螺纹滚压装置，并可实现滚压不同尺寸钢管管外螺纹产品的目的。
[0050] 图9显示了一种替代前述管外螺纹滚压装置方法的方案是，包括：底部一个与滑座9中心圆孔浮动相连的套有弹簧的圆柱770和二个与滑座9表面相支撑的可调节高度的高强度螺纹螺栓771；管外螺纹滚压装置7的下端座772是固定的，上滑座773在二边导向柱774和丝杠775作用下可上下移动；上下端座上沿圆周方向非均匀分布着四个非全长度尺寸的圆锥管外螺纹滚压轮6, 上下端座与滚压轮6的装配方式类似于前述的实施例方法，在此不再累赘。通过旋转调节手柄776可以控制滑块773的上下进给，从而控制滚压轮6的径向进给位置，用于实现本发明的在滚压装置轴向移动时滚压轮径向按滚压工艺要求进行径向同步进给，并可实现滚压不同尺寸钢管管外螺纹产品的目的。
[0051] 图10显示了一种替代前述管外螺纹滚压装置方法的又一方案是，包括:固定圆盘780和沿圆周方向安装的三个气缸782总成；气缸内端安装着滑座781以及安装在滑座781上的滚压轮6；滑座781与滚压轮6的装配方式类似于前述的二个实施例的方法，同样在此不再累赘。同步启动气缸用于实现本发明的在滚压装置轴向移动时滚压轮径向按滚压工艺要求进行径向同步进给，并可实现滚压不同尺寸钢管管外螺纹产品的目的。
[0052] 图11显示了一种现有技术的全长度尺寸圆锥管外螺纹滚压轮61,滚压轮的长度尺寸为相应的标准管外螺纹长度，锥度611为标准的管外螺纹锥度。
[0053] 图12至图15形象地显示了用于本发明的非全长度尺寸的管外螺纹滚压轮6与销轴配合的四种实施例。所有四种实施例中，滚压轮均能在轴向和径向非常灵活地运动。其中，图12显示了一种本发明的具有双向导入部分621、623和非全长度尺寸圆柱管外螺纹部分622组合成一体的滚压轮62与鼓形销轴762的配合,其管外螺纹螺牙是螺旋形或者是环形；图13显示了单边带导入部分631和非全长度尺寸管外螺纹部分632组合成一体的滚压轮63与鼓形销轴的配合，其管外螺纹螺牙是螺旋形；图14显示了不带导入部分的非全长度尺寸的内孔为圆弧形642的圆锥641管外螺纹滚压轮64与标准销轴的配合，其管外螺纹螺牙是螺旋形；图15显示了不带导入部分的非全长度尺寸的内孔为圆弧形652的圆柱651管外螺纹滚压轮65与标准销轴的配合，其管外螺纹螺牙是环形。
[0054] 图16至图21是一种现有滚压管外螺纹工艺与根据本发明的滚压管外螺纹工艺的一组对比示意图，显示了从钢管标准外径的圆柱体毛坯到加工圆锥管外螺纹的全过程以及其产品的差异。
[0055] 图16和图18显示了现有的利用全长度尺寸管外螺纹滚压轮的有轴向移动但无径向进给的滚压工艺示意图及其产品。
[0056] 图19至图21显示了本发明的非全长度尺寸管外螺纹滚压轮的有轴向移动，同时径向按滚压工艺要求进给的滚压工艺示意及其产品。
[0057] 图22至图23显示了根据本发明的装置对标准外径的钢管进行滚压管外螺纹加工的一实施例的滚压全过程示意图。
[0058] 图24显示了根据本发明的标准外径的钢管同时制造双头圆锥管外螺纹产品装置的结构示意图。
[0059] 下面以燃气行业常用规格为DN32、长度为6000毫米、壁厚为3.5毫米的燃气专用镀锌焊管现场安装为例,结合图16至图23，对比现有滚压加工管外螺纹工艺，对本发明的前述目的、技术方案和有益效果加以进一步详细说明。
[0060] 根据现有国家标准《低压流体输送用焊接钢管》（GB3091-2008）DN32燃气专用镀锌钢管的外径51为42.4毫米、普通壁厚为3.50毫米。如图16所示，采用现有滚压管外螺纹工艺，采用大吨位轴向冲压装置，首先加工1:16的圆锥面53；如图17和18所示，然后利用全长度尺寸滚压轮61加工管外螺纹产品，但造成下列问题：
[0061] 1.管外螺纹的内径52缩小量为3.11毫米，即滚压加工后的钢管内径55最小为32.29毫米，钢管内孔缩小百分比为8.8％，远远大于前述的国家和国际标准允许的3.4％钢管内孔缩小百分比；
[0062] 2.每个管网施工安装现场不可能配有大吨位轴向冲压设备，专门用于加工圆锥面53。
[0063] 3.冲压压力在锥面成形时，对管体材料，特别是钢管原始外径与圆锥面交集处的焊管焊缝54，造成隐性和显性的破坏，给滚压管外螺纹产品留下安全隐患。
[0064] 如图4以及图19、20、21所示，本发明采用非全长度尺寸滚压轮62，由管外螺纹尾部56处开始滚压，利用滚压装置在滚压过程中受到的轴向分力，在向管外螺纹头部57处轴向滚压移动过程时，利用电机750和蜗轮蜗杆传动装置740，将电机的旋转变为按滚压工艺要求的滚压轮62径向同步进给，直接在标准DN32钢管外径上滚压管外螺纹。由于采用直接滚压方法，摈弃了冲压工艺和设备，避免了冲压压力在锥面成形时对管体材料，特别是在钢管标准外径与锥面交集处的焊管焊缝，的隐性和显性破坏，大大减少了现有滚压技术对管外螺纹产品产生的安全隐患，同时减少了钢管内孔缩小量，使滚压后的产品内孔直径完全符合国家国际标准。
[0065] 下面结合图22至图23进一步详细说明具体加工实施步骤。首先，将前述标准钢管外径毛坯5的DN32置于夹紧装置4之中并夹紧，打开电机开关3使圆柱毛坯旋转，手动将浮动的滚压切料装置11按工艺径向进给，滚压切断圆柱毛坯5的6000毫米的长度至所需长度2750毫米，手动松开滚压切料装置11，关闭电机开关3。通过摇柄8手动将管外螺纹滚压装置7轴向进给推至加工位置58，即管外螺纹的尾部位置；手动将浮动的滚压装置7中的滚压轮6径向切入圆柱毛坯5的加工位置58，该被切入的位置58，当管外螺纹加工完毕后，就是管外螺纹不完整螺纹的尾部；打开电机开关3，圆柱毛坯5旋转；利用滚压轮的导入角与毛坯5的管外螺纹螺旋升角差异使滑座9由位置58开始自动向管外螺纹头部59处轴向移动；与此同时，伺服电机750通过预先设定的程序自动径向按滚压工艺要求进给；当滑座9上的滚压装置7中的滚压轮6轴向移动到管外螺纹的头部59时,关闭电机开关3，产品滚压加工完成。在加工管外螺纹过程中，根据滚压工艺需要，可以将浮动的倒角装置12一并使用。
[0066] 结合图1和2,以及图16、17、18、19、20、21、22和图23，将它们相对比，本发明的圆锥管外螺纹产品的制造装置、方法及产品与现有技术的圆锥管外螺纹产品的制造装置、方法及产品的差异性显而易见，由此带来其有益效果是：
[0067] 1.比目前滚压管外螺纹工艺节省了轴向冲压，与目前100%采用的切削套丝工艺步骤基本接近，加工装置简易轻便，符合人们目前使用习惯，便于大量推广使用；
[0068] 2.采用非全长度尺寸滚压轮旋转逐步滚压工艺来完成圆锥面与管外螺纹一次定位加工，避免了对钢管管体，特别是焊管焊缝，隐性和显性的破坏，提高了螺纹密实度、螺纹连接强度与密封安全性能，同时提高了管外螺纹产品的同心度；
[0069] 3.管外螺纹产品的内孔缩小量符合现有国际与国家标准；
[0070] 4.比目前100%采用的切削套丝加工管外螺纹工艺，滚压成形的管外螺纹产品其钢管单位长度重量与滚压前的原始钢管单位长度重量是一样的并受到滚压的冷作硬化作用，其承压能力比相对应的标准的切削管外螺纹产品提高了约100%；显而易见，在提高管外螺纹连接安全性的基础上，可以探讨减少钢管的外径或壁厚，从而减少钢管用钢量，达到节能减排的绿色环保目的。
[0071] 图24显示了根据本发明的一种同时加工双头管外螺纹产品的装置。
[0072] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作出种种的等效的变化或替换，并不受前述的滚压装置的结构、旋转与移动方向、滚压轮与销轴的配合形式、滚压轮螺纹道数以及滚压轮径向进给方式的限制，例如：滚压装置可以是相对于固定钢管毛坯的装置的转动或者是固定钢管毛坯的装置相对于滚压装置的转动或者是二者相对的转动；对于厚壁管外螺纹，滚压装置可以是从管外螺纹的头部开始滚压，滚压轮径向逐步由内向外按滚压工艺要求滚压至管外螺纹的尾部；滚压装置轴向移动，也可以设计成滚压装置轴向静止但毛坯轴向滚压移动，径向按工艺要求进给等等；滚压轮径向机械进给方式可以是凸轮方式等；滚压轮与销轴之间的配合可以是滚压轮内孔是圆弧形而销轴也是鼓形的配合或者是二者的精密紧配合；前述的滚压轮螺纹道数，对于不同钢管种类：如碳钢管、不锈钢管、铜钢管、钛合金钢管以及特殊合金钢管等，对于不同尺寸钢管：如1/16 到24寸等，对于不同钢管厚度、有缝无缝钢管，对于不同管外螺纹牙型：如NPT,BSPT、API以及米制管螺纹等等，可以根据本发明前述的合适滚压力原则来调整，通过调整滚压装置轴向与径向进给比例，然后利用本发明所揭示的滚压方法加工管外螺纹，以适应各种标准和非标准的钢管，滚压完成所需圆锥管外螺纹产品。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。
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