一种用于金属薄壁圆管的矫直装置转让专利
申请号 : CN202010085017.7
文献号 : CN111250565B
文献日 : 2021-05-04
发明人 : 凌鹤 , 张鹏 , 卢红 , 张永权
申请人 : 武汉理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于金属薄壁圆管的矫直装置,其特征在于:包括底座、半圆凹模、辅助支撑机构、矫形支架、挤压轮、翻面机构和挤压机构,所述半圆凹模通过第一支座水平的安装在底座上,半圆凹模内用于放置待矫直的圆管,且半圆凹模的开口朝向侧方,所述辅助支撑机构设于半圆凹模下方的底座上,用于与半圆凹模一起辅助支撑待矫直的圆管,辅助支撑机构包括下部柔性支撑结构和安装在下部柔性支撑结构顶部的弧形支撑板;所述矫形支架安装在第一支座上,所述挤压轮通过平移导向机构安装在半圆凹模开口一侧的矫形支架上,且挤压轮的平移方向与半圆凹模的轴线垂直,所述挤压机构用于对挤压轮施加挤压力,使得挤压轮沿着平移导向机构移动,完成对半圆凹模内圆管的挤压,从而完成矫直功能,所述矫形支架侧方设有供挤压机构运动的开口,所述翻面机构设于半圆凹模下方的底座上,用于对半圆凹模内的圆管进行翻转;所述翻面机构包括摩擦轮和翻面电机,所述摩擦轮安装在半圆凹模开口一侧的底座上,所述翻面电机与摩擦轮动力传动相连,通过摩擦轮的转动来使得圆管在半圆凹模内翻面;
所述挤压轮为采用橡胶制成的橡皮囊,所述挤压轮与圆管接触面为凹型弧面。
2.如权利要求1所述一种用于金属薄壁圆管的矫直装置,其特征在于:所述平移导向机构包括上支架、下支架、滑块、套筒和导向杆,所述上支架和下支架分别安装于半圆凹模上下的矫形支架上,两个套筒分别固定安装在上支架和下支架上,每个套筒内均设有一个可以自由滑动的导向杆,每个导向杆外端均固定一个滑块,所述挤压轮通过连接件分别与上下方向的滑块固定相连。
3.如权利要求1所述一种用于金属薄壁圆管的矫直装置,其特征在于:所述下部柔性支撑结构包括第二支座、第二套筒和第二滑杆,所述第二套筒固定安装在第二支座上,第二支座固定安装在底座上,所述第二滑杆自自由上下滑动的安装在第二套筒内,所述弧形支撑板安装在第二滑杆顶部,弧形支撑板与第二套筒之间的第二滑杆上设有第二复位弹簧。
4.如权利要求1所述一种用于金属薄壁圆管的矫直装置,其特征在于:所述挤压机构包括挤压头、挤压杆、挤压电机和安装挤压杆的导向筒,所述挤压头前端与挤压轮相连,挤压头后端与挤压杆相连,所述挤压电机通过曲柄滑块机构与挤压杆相连。
5.如权利要求1‑4任意一项所述一种用于金属薄壁圆管的矫直装置,其特征在于:所述矫直装置还包括比圆管内径小的标准圆柱体,所述圆管套在标准圆柱体上后进行矫直。
说明书 :
一种用于金属薄壁圆管的矫直装置
技术领域
背景技术
矫直。国内生产的矫直设备主要应用于冶金行业、无缝钢管行业的钢管矫直机或棒材矫直
机,机床导轨、汽车、摩托车、微型电机轴、纺织罗拉轴、气动轴、铜材、直线轴等必须用的专
用设备,国际上仅少数发达国家如意大利、美国等开发了此类自动化程度较高的压力矫直
设备,其技术水平代表当前的先进水平。
管,以及广泛应用于核能等国防工业的钛合金薄壁管材,这些领域要求产品具备较高的直
线度和圆度,而管材特别是薄壁管在生产加工与运输堆放过程中由于外力作用或冷热不
均,其内部的残余应力造成不同程度的弯曲和歪扭,必须在出厂或使用前进行精整矫直。
不相同,入口处的矫直辊曲率半径接近极限弯曲半径,利用大塑性变形统一管材的弯曲程
度,使管材在后续矫直中各截面具有相近的初始曲率。
较低。为此,发明一种应用于金属薄壁圆管基于橡皮囊成形的矫直装置,利用橡皮囊作为弹
性凸模,用液体作为传压介质,使金属管料随刚性凹模成形的一种软模凸模成形方法。其中
使管材沿着模具成形的部分就是橡皮囊,另外约束管材成形的一部分就是刚性模。橡皮囊
成形是半模成形,具有简化模具,缩短生产周期,降低制造费用的特点,同时橡皮囊成形可
以使材料的塑性得以充分发挥,零件回弹量减小,贴模准确度提高,是一种先进的成形工
艺。
发明内容
底座上,半圆凹模内用于放置待矫直的圆管,且半圆凹模的开口朝向侧方,所述辅助支撑机
构设于半圆凹模下方的底座上,用于与半圆凹模一起辅助支撑待矫直的圆管,所述矫形支
架安装在第一支座上,所述挤压轮通过平移导向机构安装在半圆凹模开口一侧的矫形支架
上,且挤压轮的平移方向与半圆凹模的轴线垂直,所述挤压机构用于对挤压轮施加挤压力,
使得挤压轮沿着平移导向机构移动,完成对半圆凹模内圆管的挤压,从而完成矫直功能,所
述矫形支架侧方设有供挤压机构运动的开口,所述翻面机构设于半圆凹模下方的底座上,
用于对半圆凹模内的圆管进行翻转。
支架上,每个套筒内均设有一个可以自由滑动的导向杆,每个导向杆外端均固定一个滑块,
所述挤压轮通过连接件分别与上下方向的滑块固定相连。
的安装在第二套筒内,所述弧形支撑板安装在第二滑杆顶部,弧形支撑板与第二套筒之间
的第二滑杆上设有第二复位弹簧。
半圆凹模内翻面。
构与挤压杆相连。
附图说明
轮,6‑翻面机构,61‑摩擦轮,62‑翻面电机,7‑挤压机构,71‑挤压头,72‑挤压杆,73‑挤压电
机,74‑导向筒,75‑曲柄滑块机构,8‑平移导向机构,81‑上支架,82‑下支架,83‑滑块,84‑套
筒,85‑导向杆,9‑PC控制系统,10‑标准圆柱体,12‑圆管,13‑夹持机构A,14‑夹持机构B。
具体实施方式
例。
11水平的安装在底座1上,半圆凹模2设有一个与待矫直的圆管12同直径的半圆槽21,半圆
凹模2的半圆槽21内用于放置待矫直的圆管12,且半圆凹模2的开口41朝向侧方,所述辅助
支撑机构3设于半圆凹模2下方的底座1上,用于与半圆凹模2一起辅助支撑待矫直的圆管
12,所述矫形支架4安装在第一支座11上,所述挤压轮5通过平移导向机构8安装在半圆凹模
2开口一侧的矫形支架4上,且挤压轮5的平移方向与半圆凹模2的轴线垂直,所述挤压机构7
用于对挤压轮5施加挤压力,使得挤压轮5沿着平移导向机构8移动,完成对半圆凹模2内圆
管12的挤压,从而完成矫直功能,所述矫形支架4侧方设有供挤压机构7运动的开口41,所述
翻面机构6设于半圆凹模2下方的底座1上,用于对半圆凹模2内的圆管12进行翻转,当然为
了更好的实现本发明上述的功能,还包括PC控制系统9和一些相应的位置传感器,便于完成
自动化控制,需要指出的是本发明并不依赖于自动控制,本发明手动控制方式一样可以解
决本发明的技术问题,自动控制可以大大提高工作效率。
别固定安装在上支架81和下支架82上,每个套筒84内均设有一个可以自由滑动的导向杆85
(沿着套筒84轴向滑动),每个导向杆85外端均固定一个滑块83,所述挤压轮5通过连接件分
别与上下方向的滑块83固定相连。
二套筒33和第二滑杆34,所述第二套筒33固定安装在第二支座32上,第二支座32固定安装
在底座1上,所述第二滑杆34自自由上下滑动的安装在第二套筒33内(当然第二套筒33内还
设有防止第二滑杆34滑脱的限位块,这是公知常识,本发明不再做详细表述),所述弧形支
撑板31安装在第二滑杆34顶部,弧形支撑板31与第二套筒33之间的第二滑杆34上设有第二
复位弹簧35,当然本发明的弧形支撑板31还可以设置为电磁铁,这样在矫直过程中,利用电
磁铁吸附带矫直的圆管12,可以提高支撑稳定性,在往半圆凹模2送料或出料时,切断电磁
铁电源,使得进料或出料效率大大提高。
61的转动来使得圆管12在半圆凹模2内翻面,具体的摩擦轮61与翻面电机62之间可以采用
齿轮组传动或者皮带轮传动。
连,所述挤压电机73通过曲柄滑块机构75与挤压杆72相连。
和下料采用现有技术中常规设备即可,再次不再赘述,当然手动上料也是可以完成本发明
技术方案,解决其技术问题,自动上料可以大大提高矫直工作效率。因为在矫直薄壁的圆管
过程中,很容易造成截面扁化、起皱等缺陷,设置一个标准圆柱体10(采用标准圆柱钢材制
成)作为内芯,可以减少在矫直过程中出现圆管截面扁化、塌陷等缺陷,而且这个标准圆柱
体10同样可以和您写的辅助支撑机构起到电磁吸附的作用,防止在矫直过程中圆管和标准
圆柱钢材脱落分离。
部,防止圆管12从半圆槽21内滚落,之后启动挤压机构7的挤压电机73,挤压电机73通过曲
柄滑块机构75将旋转运动转换为挤压杆72的来回运动,挤压杆72通过挤压头71将来回运动
传递给挤压轮5,使得挤压轮5沿着挤压轮5来回运动,间歇性对半圆槽21的圆管12进行挤压
矫直,根据圆管12矫直情况,通过翻面机构6的翻面电机62驱动摩擦轮61旋转,利用摩擦轮
61摩擦圆管12,使得圆管12旋转,从而完成圆管12翻面,之后再次利用挤压机构7驱动挤压
轮5来回运动进行挤压圆管12矫直;当然也可以利用控制器设定时间,比如挤压轮5挤压圆
管12一次或者两次,利用翻面机构6驱动圆管12旋转10度或者15度,也可以为180度,具体翻
面的角度根据实际需要进行调整。
处理,驱动橡皮囊对金属薄壁圆管进行再加工,卸载后等待其弹性回复后再进行挠度等测
量。