權(quán)利要求書：

 1.一種三自由度旋軋機(jī)，其特征在于：包括旋軋輥組件（1）、用于安裝旋軋輥組件（1）的環(huán)輥支架（4）、用于安裝環(huán)輥支架（4）的機(jī)架（2）、與機(jī)架（2）插接的底板座（3）、為旋軋輥組件（1）提供動力的傳動組件（5）以及調(diào)整組件；所述機(jī)架（2）內(nèi)側(cè)設(shè)置有兩組弧形滑槽（2.8），所述環(huán)輥支架（4）上設(shè)置有與所述弧形滑槽（2.8）相適配的弧形滑塊（4.8）；所述旋軋輥組件（1）包括旋軋輥（1.1）、與所述旋軋輥（1.1）固定連接的旋軋輥軸（1.2），所述旋軋輥軸（1.2）的兩端通過軸承與所述環(huán)輥支架（4）連接；所述調(diào)整組件包括壓下頂絲（6）、環(huán)輥支架拉緊組（7）、送進(jìn)角調(diào)整頂絲（8）以及機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲（9）；所述壓下頂絲（6）貫穿機(jī)架（2）與環(huán)輥支架（4）接觸，所述壓下頂絲（6）與機(jī)架（2）螺紋連接；所述環(huán)輥支架（4）與機(jī)架（2）通過送進(jìn)角調(diào)整頂絲（8）固定連接，所述送進(jìn)角調(diào)整頂絲（8）與機(jī)架（2）螺紋連接；所述機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲（9）穿過底板座（3）與機(jī)架（2）相抵觸，所述機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲（9）與底板座（3）螺紋連接；所述底板座（3）的中心位置設(shè)置有通孔（3.1），所述機(jī)架（2）上設(shè)置有與所述通孔（3.1）相適配的凸臺（2.6），所述凸臺（2.6）為圓柱形，所述機(jī)架（2）可以繞通孔（3.1）旋轉(zhuǎn)；所述環(huán)輥支架拉緊組（7）與壓下頂絲（6）平行設(shè)置，所述環(huán)輥支架拉緊組（7）包括拉桿（7.1）和拉緊彈簧（7.2），所述拉桿（7.1）貫穿機(jī)架（2）與環(huán)輥支架（4）固定連接，所述拉緊彈簧（7.2）布置在所述機(jī)架（2）與拉桿（7.1）頭部之間；所述傳動組件（5）包括與旋軋輥軸（1.2）固定連接的圓柱齒輪（5.1）、與圓柱齒輪（5.1）相嚙合的中間齒輪（5.2）、與中間齒輪（5.2）固定連接的從動錐齒輪軸（5.3）、與從動錐齒輪軸（5.3）相嚙合的主動錐齒輪軸（5.4）、提供動力的馬達(dá)（5.6）以及連接主動錐齒輪軸（5.4）和馬達(dá)（5.6）的聯(lián)軸器（5.5）；所述圓柱齒輪（5.1）、中間齒輪（5.2）和從動錐齒輪軸（5.3）設(shè)置在所述環(huán)輥支架（4）內(nèi)部，所述主動錐齒輪軸（5.4）通過軸承分別與環(huán)輥支架（4）、機(jī)架（2）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度旋軋機(jī)，其特征在于：所述弧形滑槽（2.8）的長度大于弧形滑塊（4.8）的長度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度旋軋機(jī)，其特征在于：所述旋軋輥（1.1）的最大回轉(zhuǎn)外徑大于圓柱齒輪（5.1）的最大回轉(zhuǎn)外徑。

說明書： 一種三自由度旋軋機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及旋壓和軋制成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三自由度旋軋機(jī)，特別是管筒形工件。

背景技術(shù)[0002] 旋壓和軋制是現(xiàn)代加工工業(yè)管材和筒形薄壁件的主要工藝。當(dāng)旋輪和芯模軸線設(shè)置成一個交錯角(送進(jìn)角)時，則類似于斜軋方式的斜軋旋壓法。斜軋旋壓法會產(chǎn)生一個有助于金屬軸向流動的張力，具有牽引毛坯通過旋輪和芯模間隙的趨勢，在某種程度上減少金屬的堆積和擴(kuò)徑以及摩擦阻力和工件殘余應(yīng)力。目前，旋輪旋軋機(jī)大都具有徑向進(jìn)給(壓下)的自由度，但是旋軋加工角的大都是固定的，或者通過旋輪偏擺角調(diào)整加工角，現(xiàn)有技術(shù)中沒有同時具有壓下、偏擺角和送進(jìn)角的調(diào)整能力的旋軋機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種三自由度旋軋機(jī)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種同時具有壓下、偏擺角和送進(jìn)角三個自由度的管筒形工件的旋軋機(jī)。

[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：[0005] 本發(fā)明提供一種三自由度旋軋機(jī)，包括旋軋輥組件、用于安裝旋軋輥組件的環(huán)輥支架、用于安裝所述環(huán)輥支架的機(jī)架、與機(jī)架插接的底板座、為軋輥組件提供動力的傳動組件以及調(diào)整組件；所述機(jī)架內(nèi)側(cè)設(shè)置有弧形滑槽，所述環(huán)輥支架上設(shè)置有與所述弧形滑槽相適配的弧形滑塊。

[0006] 所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括壓下頂絲、環(huán)輥支架拉緊組、送進(jìn)角調(diào)整頂絲以及機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲；所述壓下頂絲貫穿機(jī)架與環(huán)輥支架接觸，所述壓下頂絲與機(jī)架螺紋連接；所述環(huán)輥支架與機(jī)架通過送進(jìn)角調(diào)整頂絲固定連接，所述送進(jìn)角調(diào)整頂絲與機(jī)架螺紋連接；所述機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲穿過底板座與機(jī)架相抵觸，所述機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲與底板座螺紋連接。

[0007] 優(yōu)選的，所述旋軋輥組件包括旋軋輥、與所述旋軋輥固定連接的旋軋輥軸，所述旋軋輥軸的兩端通過軸承與所述環(huán)輥支架連接。[0008] 優(yōu)選的，所述底板座的中心位置設(shè)置有通孔，所述機(jī)架上設(shè)置有與所述通孔相適配的凸臺，所述凸臺為圓柱形，所述機(jī)架可以繞通孔旋轉(zhuǎn)。

[0009] 優(yōu)選的，所述弧形滑槽的長度大于弧形滑塊的長度。[0010] 優(yōu)選的，所述環(huán)輥支架拉緊組與壓下頂絲平行設(shè)置，所述環(huán)輥支架拉緊組包括拉桿和拉緊彈簧，所述拉桿貫穿機(jī)架與環(huán)輥支架固定連接，所述拉緊彈簧布置在所述機(jī)架與拉桿頭部之間。

[0011] 優(yōu)選的，所述傳動組件包括與旋軋輥軸固定連接的圓柱齒輪、與圓柱齒輪相嚙合的中間齒輪、與中間齒輪固定連接的從動錐齒輪軸、與從動錐齒輪軸相嚙合的主動錐齒輪軸、提供動力的馬達(dá)以及連接主動錐齒輪軸和馬達(dá)的聯(lián)軸器；所述圓柱齒輪、中間齒輪和從動錐齒輪軸設(shè)置在所述環(huán)輥支架內(nèi)部，所述主動錐齒輪軸通過軸承分別與環(huán)輥支架、機(jī)架連接。

[0012] 優(yōu)選的，所述旋軋輥的最大回轉(zhuǎn)外徑大于圓柱齒輪的最大回轉(zhuǎn)外徑。[0013] 本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供了一種同時具有壓下、偏擺角和送進(jìn)角三個自由度的管筒形工件的旋軋機(jī)，通過傳動組件的齒輪嚙合關(guān)系，旋軋輥中心軸線與主動錐齒輪軸線垂直，旋軋輥和主動錐齒輪同軸旋轉(zhuǎn)而形成送進(jìn)角調(diào)整，同時機(jī)架繞底板座旋轉(zhuǎn)而形成輥偏擺調(diào)整，以及通過環(huán)輥支架平移獲得壓下自由度，本發(fā)明解決了旋軋機(jī)僅具有壓下調(diào)整的功能的技術(shù)難題。同時解決了傳動方案的空間布局問題，使旋軋機(jī)的機(jī)構(gòu)布局緊湊、節(jié)省空間且調(diào)整原理巧妙合理。

附圖說明[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0015] 圖1為本發(fā)明旋軋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；[0016] 圖2為本發(fā)明旋軋機(jī)剖視圖；[0017] 圖3為本發(fā)明旋軋機(jī)結(jié)構(gòu)主視圖；[0018] 圖4為本發(fā)明圖2中B?B截面圖；[0019] 圖5為本發(fā)明傳動組件結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖6為雙旋軋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；[0021] 圖7為三旋軋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。[0022] 其中，1為旋軋輥組件，1.1為旋軋輥，1.2為旋軋輥軸，2為機(jī)架，2.6為凸臺，2.8為弧形滑槽，3為底板座，3.1為通孔，4為環(huán)輥支架，4.8為弧形滑塊，5為傳動組件，5.1為圓柱齒輪，5.2中間齒輪，5.3為從動錐齒輪軸，5.4為主動錐齒輪軸，5.5為聯(lián)軸器，5.6為馬達(dá)，6為壓下頂絲，7為環(huán)輥支架拉緊組，7.1為拉桿，7.2為拉緊彈簧，8為送進(jìn)角調(diào)整頂絲，9為機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲，10為待加工件，11為芯模。具體實施方式[0023] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

[0024] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

[0025] 實施例1,[0026] 參照圖1?6，本實施例提供一種三自由度旋軋機(jī)，包括旋軋輥組件1、用于安裝旋軋輥組件1的環(huán)輥支架4、用于安裝環(huán)輥支架4的機(jī)架2、與機(jī)架2插接的底板座3、為旋軋輥組件1提供動力的傳動組件5以及調(diào)整組件。

[0027] 旋軋輥組件1包括旋軋輥1.1、與旋軋輥1.1固定連接的旋軋輥軸1.2，旋軋輥軸1.2的兩端通過軸承與環(huán)輥支架4連接；所述旋軋輥1.1設(shè)置在旋軋輥軸1.2的中心位置。

[0028] 底板座3的中心位置設(shè)置有通孔3.1，機(jī)架2上設(shè)置有與通孔3.1相適配的凸臺2.6，凸臺2.6為圓柱形，機(jī)架2可以繞通孔3.1和凸臺2.6旋轉(zhuǎn)。機(jī)架2內(nèi)側(cè)設(shè)置有兩組對稱設(shè)置的弧形滑槽2.8，環(huán)輥支架4上設(shè)置有與弧形滑槽2.8相適配的弧形滑塊4.8，且弧形滑槽2.8的長度大于弧形滑塊4.8的長度，所述弧形滑槽2.8和弧形滑塊4.8位于同一回轉(zhuǎn)中心的圓弧柱面上，且該圓弧柱面的中心與主動錐齒輪軸5.4的中心軸線、旋軋輥1.1的回轉(zhuǎn)中心線在同一直線上，即弧形滑塊4.8與弧形滑槽2.8既可以產(chǎn)生長度方向上的位移，也可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。

[0029] 傳動組件5包括與旋軋輥軸1.2固定連接的圓柱齒輪5.1、與圓柱齒輪5.1相嚙合的中間齒輪5.2、與中間齒輪5.2固定連接的從動錐齒輪軸5.3、與從動錐齒輪軸5.3相嚙合的主動錐齒輪軸5.4、提供動力的馬達(dá)5.6以及連接主動錐齒輪軸5.4和馬達(dá)5.6的聯(lián)軸器5.5；圓柱齒輪5.1、中間齒輪5.2和從動錐齒輪軸5.3設(shè)置在環(huán)輥支架4內(nèi)部，主動錐齒輪軸5.4通過軸承分別與環(huán)輥支架4、機(jī)架2連接。

[0030] 旋軋輥1.1的最大回轉(zhuǎn)外徑大于圓柱齒輪5.1的最大回轉(zhuǎn)外徑，使旋軋輥有足夠的徑向空間滿足壓下量的設(shè)定；同時本發(fā)明采用中間齒輪將與旋軋輥同軸的圓柱齒輪和主、從動錐齒輪連接，從動齒輪整體繞主動齒輪旋轉(zhuǎn)的方法，將旋軋輥支架的擺動與主、從動齒輪的嚙合關(guān)系結(jié)合在一起，從而解決了傳動方案的空間布局問題，使旋軋機(jī)的機(jī)構(gòu)布局緊湊、節(jié)省空間且調(diào)整原理巧妙合理。

[0031] 調(diào)整機(jī)構(gòu)包括壓下頂絲6、環(huán)輥支架拉緊組7、送進(jìn)角調(diào)整頂絲8以及機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲9。壓下頂絲6設(shè)置在遠(yuǎn)離旋軋輥1.1的一側(cè)，壓下頂絲6貫穿機(jī)架2與環(huán)輥支架4相抵觸，壓下頂絲6與機(jī)架2螺紋連接，壓下頂絲6設(shè)置有兩組，兩組壓下頂絲6以旋軋輥1.1對稱設(shè)置。環(huán)輥支架4與機(jī)架2通過送進(jìn)角調(diào)整頂絲8固定連接，送進(jìn)角調(diào)整頂絲8與機(jī)架2螺紋連接，送進(jìn)角調(diào)整頂絲8設(shè)置在所述機(jī)架2的兩側(cè)且對稱設(shè)計，每側(cè)設(shè)置有上下對稱的兩個送進(jìn)角調(diào)整頂絲8。機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲9穿過底板座3與機(jī)架2相抵觸，機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲9與底板座3螺紋連接，機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲9設(shè)置有兩組，分別布置在底板座3的對角線上。環(huán)輥支架拉緊組7與壓下頂絲6平行設(shè)置，環(huán)輥支架拉緊組7包括拉桿7.1和拉緊彈簧7.2，拉桿7.1貫穿機(jī)架2與環(huán)輥支架4固定連接，拉緊彈簧7.2布置在機(jī)架2與拉桿7.1頭部之間。

[0032] 以加工坯料尺寸 的無縫鋼管為例，調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)，以達(dá)到加工要求。待加工件10坯料尺寸為：外徑 壁厚3.5mm；芯模11尺寸：內(nèi)徑 所述的待加工件10的內(nèi)表面套于芯模11的外表面。待加工件10及芯模11的軸線與旋軋輥軸1.2的中心軸線平行，待加工件10及芯模11布置在旋軋輥1.1外側(cè)。

[0033] 具體調(diào)整過程如下：[0034] 調(diào)整送進(jìn)角β：送進(jìn)角調(diào)整頂絲8運行，使環(huán)輥支架4和環(huán)輥組件1繞主動錐齒輪軸5.4的軸線轉(zhuǎn)動，同時從動錐齒輪軸5.3在不改變與主動錐齒輪軸5.4嚙合關(guān)系的同時，整體繞主動錐齒輪軸5.4的軸線轉(zhuǎn)動，由于弧形滑槽2.8和弧形滑塊4.8位于同一回轉(zhuǎn)中心的圓弧柱面上，故環(huán)輥支架4外側(cè)的弧形滑塊4.8沿機(jī)架2內(nèi)側(cè)的弧形滑槽2.8內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到調(diào)整送進(jìn)角的目的，調(diào)整送進(jìn)角β＝0.5°。

[0035] 調(diào)整偏擺角γ：機(jī)架旋轉(zhuǎn)頂絲9運行，推動機(jī)架2繞凸臺2.6軸線在通孔3.1內(nèi)轉(zhuǎn)動，形成偏擺角γ＝10°，用以改變旋軋工藝參數(shù)如壓下量和旋軋輥1.1與待加工件10的接觸角度。

[0036] 調(diào)整壓下量Δt：調(diào)整側(cè)推壓下頂絲6，推動軋輥支架4向待加工件10方向移動，弧形滑塊4.8沿機(jī)架2內(nèi)側(cè)的弧形滑槽2.8滑動，使旋軋輥1.1外表面與待加工件10坯料外表面接觸，確定減薄量調(diào)整基點，待加工件10退出，側(cè)推壓下頂絲6運行，推動環(huán)輥支架4繼續(xù)向待加工件10方向運動，重復(fù)上述環(huán)輥支架4運動過程使基點向待加工件10方向移動并調(diào)整減薄量，調(diào)整后減薄量Δt＝1.5mm。

[0037] 傳動組件5運行，馬達(dá)5.6安裝在機(jī)架2上；馬達(dá)5.6運轉(zhuǎn)時通過聯(lián)軸器5.5帶動主動錐齒輪軸5.4轉(zhuǎn)動，帶動從動錐齒輪軸5.3轉(zhuǎn)動，從動錐齒輪軸5.3帶動中間圓柱齒輪5.2同軸轉(zhuǎn)動，并帶動圓柱齒輪5.1及其上的旋軋輥組件1轉(zhuǎn)動。馬達(dá)輸入轉(zhuǎn)速n＝800rpm，錐齒輪減速比i＝2，環(huán)輥輸出轉(zhuǎn)速n’＝400rpm。待加工件10勻速送進(jìn)，送進(jìn)速度v＝2mm/s，待加工件10在旋軋輥1.1轉(zhuǎn)動加工下均勻加工。

[0038] 當(dāng)旋軋機(jī)組為雙旋軋機(jī)時，兩組旋軋機(jī)異側(cè)對稱布置，如圖6所示，兩組旋軋輥1.1分別布置在待加工件10軸線的兩側(cè)，且平行并處于同一水平面內(nèi)；兩組旋軋機(jī)調(diào)整過程中送進(jìn)角β、偏擺角γ相同，軋輥轉(zhuǎn)動方向相同。

[0039] 兩組旋軋輥1.1減薄量調(diào)整有以下兩種情況：[0040] 一、減薄量Δt調(diào)整相同，待加工件10軸向進(jìn)給，兩組旋軋輥1.1在待加工件10表面的軌跡不重疊，且軌跡相鄰。[0041] 二、減薄量Δt不同，一道次減薄量Δt1＝0.9mm，Δt2＝0.6mm，待加工件10軸向進(jìn)給，兩組旋軋輥1.1在待加工件10表面軌跡重疊。[0042] 實施例2[0043] 參考圖7，本實施例提供了一種三自由度旋軋機(jī)，本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于：本實施例公開了當(dāng)旋軋機(jī)組為三旋軋機(jī)時，三組旋軋機(jī)周向均勻布置，如圖7所示；三組旋軋輥1.1以待加工件10中心軸線為軸心均勻分布且在同一軸向位置；三組旋軋機(jī)調(diào)整過程中送進(jìn)角β、偏擺角γ相同，軋輥轉(zhuǎn)動方向相同。

[0044] 一、減薄量Δt調(diào)整相同，待加工件10延軸向進(jìn)給，三組旋軋輥1.1在待加工件10表面軌跡不重疊，且軌跡相鄰。[0045] 二、減薄量Δt不同，一道次減薄量Δt1＝0.8mm，Δt2＝0.6mm，Δt3＝0.4mm，待加工件10坯料軸向進(jìn)給，三組旋軋輥1.1在待加工件10表面軌跡重疊。[0046] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

[0047] 以上所述的實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。