CN102240707A - 自动弯管装置及其弯管工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动弯管装置及其弯管工艺，属于机械加工制造技术领域，本发明采用技术方案为：在自控台的自动控制下，上管机的上料卡爪先将单根管件拨放至夹送器的转动夹具中，夹送器带动管件向前移动穿过加热器，加热器将管件弯折部位加热至1200℃-1350℃后，弯制部位移至弯曲模处，随动板和活动钳口卡住管件，活动钳口与弯曲模一同绕转轴转动到弯制角度，然后随动板和活动钳口均松离管件后复位，如此循环至整个管件弯制完毕由下料机械手进行下料，完成弯制程序。系统自动完成管件的上料、进给、加热、旋转、弯制、下料等操作，使管件自动弯制成型，成型更精准，合格率高，同时减少了管件在加工过程中的搬运次数，提高生产率。

Description

自动弯管装置及其弯管工艺

技术领域

本发明属于机械加工制造技术领域，具体涉及一种弯管装置及其弯管工艺。

背景技术

在油、气及液体的输送行业中，弯管的使用非常广泛，并且弯管在飞机及其它运输工具的发动机上的使用量也很大，其中大部分为碳钢管，以达到应用行业对耐磨性能的要求。但大直径高碳钢管在弯制时，在外力作用下，管件做纯弯曲变形，管子的外侧管壁受拉应力作用，管壁变薄；内侧管壁受压应力作用，管壁变厚。而且，横截面的形状由原来的圆形变为近似椭圆形，当变形量过大时，外侧管壁会产生裂纹，内侧管壁会起皱，从而影响弯管质量。

在目前的弯管加工中，大多采用人工弯制，工作效率低，生产成本高，能源浪费比较严重，不符合现代企业的生产标准，加工出来的产品一致性比较差，这样就需要花费大量的时间和人力去修整，对产品质量有很大的影响。在对生产效率和质量要求日益严格的今天，如何低成本的加工出高质量弯管是本行业急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动弯管装置及其弯管工艺，使碳钢管自动精确弯制成型。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种自动弯管装置，包括机座，其特征在于：机座上前后顺次安装有弯管模具、加热器和夹送器；夹送器上设有转动夹具；弯管模具包括弯曲模和活动钳口，活动钳口和弯曲模相分离并能同步转动，弯曲模和活动钳口上均开设管槽，两管槽呈相对设置。

本发明还包括摆臂架，摆臂架联接控制机构，弯管模具与摆臂架相联，在机座上固定转轴，弯曲模套装在转轴上。

弯曲模上安装固定钳口，固定钳口上开设管槽，固定钳口的管槽后部与弯曲模的管槽之间圆滑过渡。

在机座上固定安装机架，在机架上开设横向滑轨，在滑轨上安装位移托板，所述位移托板位于弯曲模和加热器之间；位移托板上开设纵向滑槽，滑槽中安装随动板，随动板上开设管槽。

夹送器在机座上纵向移动。

机座上设装导轨，导轨与夹送器滑动连接；夹送器的后端安装排链，排链的另一端安装动力源。

夹送器与加热器之间安装托架，托架的顶部开设托管凹槽。

所述机座的一侧设装上管机，上管机上安装上料卡爪。

本发明所述的一种自动弯管装置的弯管工艺，其特征在于：按如下工艺步骤依次进行：

a.将单根管件夹持至夹送器的转动夹具中进行定位夹紧；

b.夹送器带动管件在机座上沿导轨向前移动，托架承托管件穿过加热器，加热器将管件弯折部位加热至1000℃-1350℃；

c.夹送器沿导轨继续前进，将管件的弯折部位移送至弯曲模处，随动板和活动钳口卡住管件，活动钳口与弯曲模一同绕转轴转动，直至符合弯制角度为止，然后随动板和活动钳口均松离管件后复位，管件弯制完毕。

夹送器将管件的下一折弯部位送入加热器进行加热，加热完毕后管件经夹送器推进和/或旋转到预定位置后，准备进行下一次弯管，如此循环直至整个管件弯制完毕，进行下料，弯管程序结束。

本发明的有益效果是：

1、由于机座上前后顺次安装有弯管模具、加热器和夹送器；夹送器上设有转动夹具；弯管模具包括弯曲模和活动钳口，活动钳口和弯曲模相分离并能同步转动，弯曲模和活动钳口上均开设管槽，两管槽呈相对设置。可实现管件能够自动旋转、加热、弯曲，使弯管作业自动加工成型，只需一名工人进行简单控制操作即可完成全部弯管工序，成型精准，合格率高，同时减少了管件在加工过程中的搬运和重新定位夹持的次数，极大的提高了生产效率，降低了劳动成本。

2、由于包括摆臂架，摆臂架联接控制机构，弯管模具与摆臂架相联，在机座上固定转轴，弯曲模套装在转轴上，可使活动钳口和弯曲模同时绕转轴转动，实现旋转弯管，管件做旋转弯曲变形，保证弯出的管件管壁厚度较为均匀，可控，符合弯管的使用质量要求；并且结构简单，故障率低，使用寿命长。

3、由于弯曲模上安装固定钳口，固定钳口上开设管槽，固定钳口的管槽后部与弯曲模的管槽之间圆滑过渡，使管件弯制角度更精准、可控，使管件弯制过程中受力均匀，避免在弯折急转角时发生断裂。

4、由于在机座上固定安装机架，在机架上开设横向滑轨，在滑轨上安装位移托板，所述位移托板位于弯曲模和加热器之间；位移托板上开设纵向滑槽，滑槽中安装随动板，随动板上开设管槽，实现随动板可相对机座做横向或纵向移动，保证夹紧管件并能随管移动，令其在弯折过程中不会应形变发生拉伤损坏。

5、由于夹送器在机座上纵向移动，可使夹送器在机座上进退自如，以实现管件的自动进给或后退。

6、由于机座上设装导轨，导轨与夹送器滑动连接；夹送器的后端安装排链，排链的另一端安装动力源。使夹送器的移动稳定自如，保证了管件在机座上的轴向一致，确保弯管质量。

7、夹送器与加热器之间安装托架，托架的顶部开设托管凹槽，实现管件的支托作用，保证过长的管件在弯折过程中，不会因为自重过大发生下坠变形。

8、机座的一侧设装上管机，上管机上安装上料卡爪，实现系统自动上管，省时省力，安全可靠。

9、本发明的弯管工艺可使管件在无人工干预的情况下自动弯制完毕，并且管件弯制质量统一、可控；同时降低了劳动成本，提高了加工效率。

10、夹送器将管件的下一折弯部位送入加热器进行加热，加热完毕后管件经夹送器推进和/或旋转到预定位置后，准备进行下一次弯管，如此循环直至整个管件弯制完毕，进行下料，可实现管件的多次可控弯折，避免了管件的多次搬运，提高了系统的弯制效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一(摆臂架径向位置状态)；

图2是本发明的结构示意图二(摆臂架纵向位置状态，图中不含自控台、上管机和下料机械手)；

图3是弯管模具的结构示意图(管件弯制初始状态)；

图4是弯管模具的结构示意图(管件弯制过程状态)；

图5是弯管模具的结构示意图(管件弯制完成状态)；

图6是本发明的工艺流程示意图；

图中：1、机座，2、夹送器，3、加热器，4、转动夹具，5、弯曲模，6、活动钳口，7、管槽，8、自控台，9、摆臂架，10、转轴，11、固定钳口，12、管槽，13、位移托板，14、滑槽、15、随动板，16、管槽，17、机架，18、执行机构，19、气缸，20、上管机，21、下料机械手，22、导轨，23、排链，24、托架，25、管槽，26、管件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在本发明中，将机座1的长度方向定义为纵向，宽度方向定义为横向，将管件26在机座1上行进弯管的一端，定义为机座1的前端；将机座1的另一端，即夹持端，定义为机座1的后端。

实施例1

如图所示，本发明所述的自动弯管装置，机座1上前后顺次安装有弯管模具、加热器3和夹送器2，机座1的一侧设装自控台8，自控台8安装有数控程序。在机座1上安装导轨22，导轨22上安装有夹送器2，夹送器2能在导轨22上纵向移动。夹送器2上设有转动夹具4，转动夹具4能够在夹送器2内夹持管件26并带动其自旋转。夹送器2的后端安装排链23，排链23的另一端安装动力源，动力源可为气缸或电机。动力源和夹送器2均与自控台8相连，控制台8控制夹送器自动前进或后退。加热器3为螺旋式感应线圈，加热器3与自控台8相连。弯管模具包括弯曲模5和活动钳口6，活动钳口6连接执行机构18，执行机构18为如图所示的曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构连接气缸19，气缸19通过曲柄摇杆机构带动活动钳口6升降和前后移动，曲柄摇杆机构安装在摆臂架9中，摆臂架9安装在转轴10上，转轴10固定安装在机座1上，弯曲模5固定安装在摆臂架9的顶面上，同摆臂架9一起绕转轴10转动，摆臂架9与自控台8控制连接，控制台8可控制摆臂架9的转动角度；弯曲模5和活动钳口6开设有半圆形管槽7、25，管槽7、25相对设置，弯曲模5上安装固定钳口11，固定钳口11上开有管槽12，固定钳口11的管槽12后部与弯曲模5的管槽7之间圆滑过渡。

在本发明中，弯曲模5和加热器3之间设装横向位移托板13，位移托板13上开设纵向滑槽14，滑槽14中安装随动板15，随动板15上开设管槽16，位移托板13与自控台8控制连接。位移托板13的下面固定设装机架17，机架17与位移托板13横向滑动连接。随动板15可相对机座1做横向或纵向移动，保证夹紧管件26并能随管移动，令其在弯折过程中不会应形变发生拉伤损坏。

导轨22与加热器3之间安装托架24，托架24的顶部开设托管凹槽，实现管件26的支托作用，保证过长的管件26在弯折过程中，不会因为自重过大发生下坠变形。

机座1的一侧设装上管机20，机座1的前端安装下料机械手21，上管机20的上料卡爪和下料机械手21均与自控台8控制连接。

使用时，需要先将管件26的长度、弯制角度、弯制点位置等参数录入自控台8中，然后按下开始按钮，自控台8便会自动控制上管机20将一根管送入夹送器2的转动夹具4中夹持固定，然后排链23在动力源的作用下推动夹送器2沿导轨22向加热器3端移动，在此过程中，托架24对管件26起一定的支托作用，以保证管件26的移动方向，使管件26从螺旋形感应式加热器3中穿过，当管件26的折弯部位位于加热器3中时，夹送器2便会停止管件26的进给，加热器3开始加热，对于低碳钢管件，等加热到850～1000℃，夹送器2带动管件26移动更换管件26的加热部位，等将管件26弯制的相邻部位均匀加热后，夹送器2将管件26的弯制部位进给至弯曲模5处，此时，位移托板13带动随动板15作径向移动，随动板15沿位移托板13做纵向移动，使随动板15的管槽16恰好卡在管件26上，同时气缸19通过曲柄摇杆机构带动活动钳口6做上升和水平移动，使活动钳口6的管槽25卡在管件26上，然后摆臂架9带动活动钳口6、弯曲模5及固定钳口11绕转轴10旋转，弯折管件26到预定角度，实现管件26的旋转弯制，提升了管件26的弯制质量。弯制过程中，随动板15跟随管件26一起移动，避免了随动板15对管件26的摩擦拉伤，同时对弯角的一侧起卡扶作用，固定钳口11对弯角的另一侧起卡扶作用，保证了管件26的受力均衡。

弯制结束后，位移托板13开始向远离管件26的方向水平移动，同时随动板15复位，气缸19通过曲柄摇杆机构带动活动钳口6均松离管件26后复位，夹送器2旋转管件26调至下一需要折弯的部位进行加热，进入下一折弯轮回，最后至整个管件26弯制完毕由下料机械手21进行下料，完成弯管作业工序。

实施例2

对于中碳钢管件，弯制时，需要加热至1100～1200℃。执行机构18可为气缸或油缸，气缸或油缸的伸缩轴带动活动钳口6将管件26扣紧。其余同实施例1。

实施例3

对于中碳钢管件，弯制时，需要加热至1250～1350℃，最高可至1400℃。执行机构18可为齿轮齿条传动机构，在执行机构18中安装电机，电机带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，齿条连接活动钳口6，由此令活动钳口卡紧管件26。其余同实施例1。

需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动弯管装置，包括机座，其特征在于：机座上前后顺次安装有弯管模具、加热器和夹送器；夹送器上设有转动夹具；弯管模具包括弯曲模和活动钳口，活动钳口和弯曲模相分离并能同步转动，弯曲模和活动钳口上均开设管槽，两管槽呈相对设置。

2.按照权利要求1所述的自动弯管装置，其特征在于：还包括摆臂架，摆臂架联接控制机构，弯管模具与摆臂架相联，在机座上固定转轴，弯曲模套装在转轴上。

3.按照权利要求2所述的自动弯管装置，其特征在于：所述弯曲模上安装固定钳口，固定钳口上开设管槽，固定钳口的管槽后部与弯曲模的管槽之间圆滑过渡。

4.按照权利要求3所述的自动弯管装置，其特征在于：在机座上固定安装机架，在机架上开设横向滑轨，在滑轨上安装位移托板，所述位移托板位于弯曲模和加热器之间；位移托板上开设纵向滑槽，滑槽中安装随动板，随动板上开设管槽。

5.按照权利要求4所述的自动弯管装置，其特征在于：夹送器在机座上纵向移动。

6.按照权利要求5所述的自动弯管装置，其特征在于：所述机座上设装导轨，导轨与夹送器滑动连接；夹送器的后端安装排链，排链的另一端安装动力源。

7.按照权利要求6所述的自动弯管装置，其特征在于：所述夹送器与加热器之间安装托架，托架的顶部开设托管凹槽。

8.按照权利要求1至7任一项权利要求所述的自动弯管装置，其特征在于：所述机座的一侧设装上管机，上管机上安装上料卡爪。

9.一种弯管工艺，其特征在于：按如下工艺步骤依次进行：

a.将单根管件夹持至夹送器的转动夹具中进行定位夹紧；

b.夹送器带动管件在机座上沿导轨向前移动，托架承托管件穿过加热器，加热器将管件弯折部位加热至1000℃-1350℃；

c.夹送器沿导轨继续前进，将管件的弯折部位移送至弯曲模处，随动板和活动钳口卡住管件，活动钳口与弯曲模一同绕转轴转动，直至符合弯制角度为止，然后随动板和活动钳口均松离管件后复位，管件弯制完毕。

10.按照权利要求9所述的弯管工艺，其特征在于：夹送器将管件的下一折弯部位送入加热器进行加热，加热完毕后管件经夹送器推进和/或旋转到预定位置后，准备进行下一次弯管，如此循环直至整个管件弯制完毕，下料，弯管程序结束。

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