CN100548631C - 塑料管接口外螺纹成型设备 - Google Patents

Abstract

一种塑料管接口外螺纹成型设备，由塑管管口加热器和螺纹压机两部分构成，螺纹压机包括夹持器、成型模以及可沿着成型模通道作轴向往复运动的挤压杆，其特征是：加热器与螺纹压机分体，互为独立体；螺纹压机还包括一可作轴向往复运动的轴向挤压套，轴向挤压套的前端具有一挤压工作面。由于该设备将管口加热与螺纹成型分体进行、特别是增加了塑管轴向挤压，先使待成型外螺纹的接口部位管壁增厚，然后，再进行径向挤压成型螺纹，显然通过该方法成型的具有外螺纹部位的管材壁厚要比原管材厚，且厚度可以视情进行控制，从而实现了工作效率高、螺纹接口壁厚可控的目的，有利于大幅度降低生产成本。

Description

塑料管接口外螺纹成型设备

【技术领域】

本发明属于一种螺纹成型设备，尤其是涉及一种塑料管接口外螺纹热挤压成型设备。

【背景技术】

塑料管材(以下简称塑管)相互之间或者与其它配件之间采用螺纹连接、固定是最常用的方法。目前，塑管常用的接口螺纹成型设备主要有机械切削和无切削挤压热塑成型两种。切削成型通过板牙或车刀切削出螺纹即可；无切削成型工艺是使用与塑管管材轴向相垂直运动的内弧面带螺纹的，而且带加热功能的成型模，对塑管端部(即接口部位)的外表面进行挤压热塑成型而完成。

无切削挤压热塑成型对于管壁较厚的塑管来说，在管材外壁上加工外螺纹不会出现什么问题，而对于管壁本身就较薄的塑管来说，再要加工外螺纹，由于加工后螺纹处管壁更加减薄，以及众所周知的缺口敏感现象会使管口强度下降而无法使用。现实中常有这样的情况：对于整个产品，作为配件的塑管管壁只要具有一定的壁厚就可以配用，但是，由于现有设备在成型外螺纹时会使螺纹部分的管壁变薄，而不得不选用管壁较厚的塑管来替代，以提高接口强度，由此就出现了塑管选材浪费资源的问题。

专利申请号为991121481的“塑料给水管材螺纹成型工艺”中公开了一种无切削挤压热塑成型设备。参见图1：首先将塑管2a的端部送入开启后的螺纹模具4a中，进行1分钟时加热，加热形式由加热圈5a来实现，温度控制在130-150℃，根据材质软化程度选定，在插入心轴3a前用夹具1a将塑管夹持固定，然后将螺纹模具4a闭合，在螺纹模具4a闭合的同时旋入专用心轴3a，使塑管的端部扩张，塑管外围的塑材被均匀地挤压进模具的螺纹中。挤压完毕，停顿加热，冷却2-3分钟后，松开螺纹模具4a，退出专用心轴3a，松开夹具1a，将心轴3a全部抽出而结束整个成型过程。上述可见：塑管接口部位的外螺纹是在心轴3a的径向挤压下实现的，为此，该部位的管壁厚度即外螺纹底径至管壁内径之间的厚度必然会趋向薄形化，降低了接口强度，从而不利于薄形化选材。

【发明内容】

为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种塑料管接口外螺纹成型设备，利用该设备成型外螺纹，螺纹部位管材壁厚不但不会减薄，还可以增厚，从而增加管材接口强度，有利于产品选用与之相适应的薄形塑管，达到节省原材料的目的，且生产效率高。

为实现上述目的，采用的技术方案是：这种塑料管接口外螺纹成型设备由塑管管口加热器和螺纹压机两部分构成，螺纹压机包括夹持器、成型模以及可沿着成型模通道作轴向往复运动的挤压杆，其特征是：加热器与螺纹压机分体，互为独立体；螺纹压机还包括一可作轴向往复运动的轴向挤压套，轴向挤压套的前端具有一挤压工作面。

如上所述的设备，其特征是：塑管管口加热器为一块温度可控的金属板，金属板呈倾斜状设置，金属板的三个侧面上设有垂直向的栏板。

如上所述的设备，其特征是：轴向挤压套设置在挤压杆外围，挤压工作面设置在轴向挤压套的最前端。

如上所述的设备，其特征是：成型模由四片分体的模片组成，模片与模片之间设有弹性体，成型模中具有一个用于接纳工件的成型模腔，成型模腔的环壁上设有内螺纹。

如上所述的设备，其特征是：螺纹压机推动轴向挤压套、挤压杆作往复运动的为二级凸轮结构，二级凸轮结构包括一级凸轮面、二级凸轮面，一级凸轮面与轴向挤压套尾部相抵，二级凸轮面与挤压杆尾部相抵。

如上所述的设备，其特征是：轴向挤压套上设有一轴向位移距离调节装置。

有益效果：与现有技术相比，本发明设备中由于增加了轴向挤压，使塑管接口部位管壁先增厚再进行径向挤压、螺纹成型，并可根据实际需要来确定管壁增厚的程度，这样对于管壁较薄的塑管来说，如果其壁厚符合作为配件使用，就可以利用本设备来成型外螺纹而不必顾虑缺口敏感和接口螺纹加工后壁厚减薄的问题，从而达到节约管材材料的目的。管口加热与螺纹成型分体进行后，有利于提高工作效率。

为加深理解，下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

【附图说明】

图1为公知技术中成型设备的剖视结构示意图。

图2为本发明一个实施例螺纹压机的俯视结构示意图。

图3为图2的水平向剖视结构示意图，但省略了减速器、联动拉杆、挤压套座外套等部件，然后，将图中A的虚线框内的部件作了顺时针90度旋转。

图4为图2中凸轮、联轴器部位的俯视结构局部图。

图5为图2中夹持上板和夹持下板的K向结构示意图。

图6为图2中一块成型模片的立体结构示意图。

图7为一种加热器的立体结构示意图。

图中序号分别表示：

夹具1a，塑管2a，心轴3a，螺纹模具4a，加热圈5a。凸轮10，一级凸轮面101，二级凸轮面102，凸轮轴103，凸轮轴轴座104，固定螺栓105。挤压套座外套20，挤压套201，挤压套弹簧202，挤压面203，挤压套座204，挤压套座尾部2041，调节螺栓座205，调节螺栓2051。联动拉杆30，偏心轮301，拉杆302，拉杆固定螺母3021，拉杆303，拉杆固定螺母3031。挤压杆40，挤压杆弹簧401，杆弹簧座402，挤压杆尾部403，啮合面404。成型模顶板501，成型模底板502，成型模503，弹性体安装孔5031，固定孔5032，内螺纹5033，环形内壁5034，轴向定位槽3035，机架面板504。夹持上板60，夹持下板601，进料孔602，进料通道6022，开合凸轮603，开合凸轮头6031，拉动板604，模具座605。减速器70，减速器输出轴701，减速器输入轴702，减速器皮带轮703。联轴器80。底座90，栏板901，塑管902，支撑脚903。

【具体实施方式】

下面以配用在手持式灭火器中的吸粉塑管生产为例，说明本发明管材接口外螺纹成型工艺及其专用生产设备情况。

参见图2，并结合图3、图4。图2为本实施例螺纹压机的俯视结构示意图，主要分三部分，上方水平向设置的为动力部分，相对于动力部分呈竖直向设置的为工作部分和联动拉杆部分。

结合图4，动力部分的凸轮轴103经轴承搁置在凸轮轴轴座104上，凸轮轴轴座104由螺栓紧固在机架面板504上。凸轮轴103左侧与联动拉杆30前端的偏心轮301联接，右侧与联轴器80联接，联轴器80右端与减速器输出轴701联接，减速器70的减速器输入轴702与减速器皮带轮703联接，减速器皮带轮703经皮带与下方的电机输出轴皮带轮联接。凸轮10安装在凸轮轴103上，凸轮10具有旋转运动的一级凸轮面101，二级凸轮面102，一级和二级凸轮面依次向工作部分的运动件传递动力。

参见图2并结合图3，工作部分设置在凸轮10转动方向的机架面板504上，运动件为挤压杆40、挤压套座204和挤压套201。相对位置以挤压杆40的轴心线为中心线，从靠近凸轮10开始由近至远依次轴向设置挤压杆40、成型模503和夹持器。挤压杆尾部403与凸轮10相邻，凸轮10转动时其二级凸轮面102可对挤压杆尾部403施压，推动挤压杆40作轴向运动。径向：挤压杆40近凸轮10的外围设置挤压套座204和挤压套座外套20，挤压套座204前方的挤压杆40外围设置挤压套201。挤压杆40和挤压套201是两个主要的工作部件，两者套置在一起，挤压杆40端部长出挤压套201的端面，呈圆头状。挤压套201的前端设有挤压面203。挤压杆40为一根整体杆，挤压套201的后端面与挤压套座204前端面相贴，挤压套座尾部2041则与凸轮10的一级凸轮面101相邻，凸轮10转动时其一级凸轮面101可对挤压套座尾部2041施压，推动挤压套座204、挤压套201作轴向运动。挤压套弹簧202和挤压杆弹簧401分别起到复位作用。

第三部分联动拉杆30的作用在于借用凸轮轴103的动力，达到控制工作部分中成型模座的成型模顶板501、成型模底板502，以及夹持器的夹持上板60，夹持下板601之间的开合。偏心轮301与凸轮轴103联接后，使整根联动拉杆30在凸轮轴103的带动下作同步旋转，使开合凸轮头6031也随之摆动。结合图3，在机架面板504和拉动板604之间设有模具开合凸轮603，当开合凸轮头6031在联动拉杆30带动下摆动时，由于机架面板504处于固定状态，因此，通过两对模具拉杆302，拉杆303的牵引，以及设置在成型模顶板501与成型模底板502之间、夹持上板60，夹持下板601之间的弹簧作用下，成型模顶板501和夹持上板60发生位置变化，当模具开合凸轮603处于水平状态时，弹簧力使成型模顶板501和夹持上板60处于开启状态(开模状态)，当模具开合凸轮603摆动90度处于垂直状态时，成型模顶板501和夹持上板60向下运动，呈合模和夹持状态。

参见图6，并结合图2。根据需要，成型模503由四片分体的模片(图6表示一块模片)组成，每块模片呈4分之一管状，具有环形内壁5034、固定孔5032(实际上只要在底部的一块模片上设置固定孔，以便将其定位在成型模底板502上)，一部分环形内壁5034上设有内螺纹5033，四片模片的内螺纹形成一个型腔，型腔用于接纳塑管端口，成型螺纹。模片与模片之间由弹性体(例如弹簧或聚氨脂弹性体)经弹性体安装孔503组合在一起，当成型模顶板501开启时，弹性体将模片分开，达到开模能使塑管取出的作用。

参见图7，加热器的结构很简单，主要包括一块倾斜状设置在底座90上的底板，该底板的温度只要能控制调节即可，使温度符合成型温度。为操作方便，实际制作时，让底板的温度形成一个梯度，从下往上逐渐升高，取料时先从下方抽取塑管902。底板由支撑脚903支撑，底板的上侧面敞开以方便加料，其余三侧设置栏板901，方便操作。底板面积以能使加热的塑管达到连续生产的要求为准。

参见图3，整个工艺过程如下：加热器将塑管管口加热至合适的成型温度，在成型模顶板501和夹持上板60开启状态下，将加热后的塑管经进料孔602(参见图5)送入进料通道6022，并与挤压套201的挤压面203相顶。当成型模顶板501、夹持上板60向下运动将塑管夹紧后，一级凸轮面101先推动轴向挤压套座204、轴向挤压套201沿塑管轴向移动，挤压面203将塑管软化部分挤压到适当的厚度(挤压长度可调节)，然后，二级凸轮面102又推动内径挤压杆40前行(内径挤压杆40的外径与塑管挤压后所要求的内径相同)，径向使塑管缩小的内径向外挤压而充实成型模503的型腔，从而既使端口螺纹成型又使端口内径与所要求的尺寸相一致。当凸轮10的一、二级凸轮面转过后，挤压套弹簧202和挤压杆弹簧401的复位力使挤压杆40、挤压套201复位。抽出塑管并送入待加工的塑管而继续下一个工作周期。因整个螺纹压机模具都是冷的，所以在端口螺纹成型时即已冷却成型。凸轮轴103设计转速为12-20圈/每分钟，完成一个周期约3-5秒钟，本设备一人操作每小时可生产螺纹接口600-800个。

加热器和螺纹压机两部分分体，其好处：一是塑管902成型前有一个预加热过程，使加热器内的批量塑管始终处于待成型加热件状态，这样有利于提高生产效率，二是确保模具始终处于冷却状态，以提高螺纹压机的工作效率。

参见图5，调节塑管被挤压的长度来达到调节挤压后的接口厚度的目的是通过一调节螺栓2051来实现的。调节螺栓座205固定在挤压套座204的前端，调节螺栓2051后端面顶在挤压套座外套20的前端，控制挤压套座204的运动距离，达到调节的目的。

上述实施例只是以说明本发明实质内容为目的，实际上，成型模、动力部分及联动拉杆等部件都有很多变型，这些也因纳入本发明专利的保护范围。

Claims (6)

1、一种塑料管接口外螺纹成型设备，由塑管管口加热器和螺纹压机两部分构成，螺纹压机包括夹持器、成型模(503)以及可沿着成型模通道作轴向往复运动的挤压杆(40)，其特征是：加热器与螺纹压机分体，互为独立体；螺纹压机还包括一可作轴向往复运动的轴向挤压套(201)，轴向挤压套(201)的前端具有一工作挤压面(203)。

2、如权利要求1所述的设备，其特征是：塑管管口加热器为一块温度可控的金属板，金属板呈倾斜状设置，金属板的三个侧面上设有垂直向的栏板(901)。

3、如权利要求1所述的设备，其特征是：轴向挤压套(201)设置在挤压杆(40)外围，挤压面(203)设置在轴向挤压套(201)的最前端。

4、如权利要求1所述的设备，其特征是：成型模(503)由四片分体的模片组成，模片与模片之间设有弹性体，成型模中具有一个用于接纳工件的成型模腔，成型模腔的环壁上设有内螺纹(5033)。

5、如权利要求1所述的设备，其特征是：螺纹压机推动轴向挤压套(201)、挤压杆(40)作往复运动的为二级凸轮结构，二级凸轮结构包括一级凸轮面(101)、二级凸轮面(102)，一级凸轮面(101)可与轴向挤压套尾部(2041)相抵，二级凸轮面(102)可与挤压杆尾部(403)相抵。

6、如权利要求1所述的设备，其特征是：螺纹压机上设有一轴向挤压套(201)的位移距离调节装置。

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