CN103418701B - 翻边短节搭接边滚压机床 - Google Patents

Abstract

一种翻边短节搭接边滚压机床，其特征是翻边短节搭接边滚压机床组成至少包括机架、动力箱、液压系统和电控系统，机架由左墙板（16）与右墙板与四根导轨（20）连接组成的框架，机架下部为床身（19），液压系统布置在床身内部，电控系统布置在床身右侧，动力箱整体套装在四根导轨（20）上，动力箱右侧安装有大压头（1）与小压头（2），动力箱由安装在左墙板上的两级液压缸（17）向右推动，使小压头（2）与大压头（1）对安装固定在右墙板上的钢管管口实施先后翻边滚压，完成翻边短节搭接边制作。

Description

翻边短节搭接边滚压机床

技术领域

 本发明属于国际专利分类中金属板、管或基本无切割加工领域，特别涉及到GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》中翻边短节的搭接边的制作。

背景技术

GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》中翻边短节为常用管道件，现行制作工艺包括：钢管冲压扩口后压平、钢板冲压后拉伸、圆环形钢板与钢管拼焊、锻件切削加工等工艺。“钢管冲压扩口后压平”工艺是在液压机床上用压头将钢管口部直径扩大后再用专用模具压平制作搭接边，需要分多道工序才能完成，生产效率低，钢管扩口过程中易开裂，报废率高；“钢板冲压后拉伸”工艺是用圆形钢板冲孔后在液压机床上用模具拉伸出筒管，钢板压实部分自然形成“搭接边”。该工艺制作的翻边短节密封面孔口为圆角，不符合标准规定的直角要求，需要堆焊后车削加工出密封面孔口直角，工序复杂效率低；“环形钢板与钢管拼焊”工艺焊接工作量大，生产效率低，同时焊接缺陷经常导致产品合格率下降；“锻件切削加工”工艺锻件材料利用率低，切削加工余量大，产品制作成本高。

发明内容

本发明目的是解决翻边短节搭接边制作生产效率低、产品易报废和制作成本高的技术难题。 

具体内容：一种翻边短节搭接边滚压机床，其组成至少包括机架、动力箱、液压系统和电控系统，机架下部为床身19，上部为安装在床身19上的左右墙板与四根导轨20连接组成的框架，左墙板16上安装有两级液压缸17，加工钢管安装在右墙板中部钢管压板26中，动力箱整体套装在四根导轨20上，动力箱左侧中部与两级液压缸17的一级柱塞27-2活塞杆端部接触，左侧上部安装有和电机13直联的减速机12，减速机12输出轴上的小齿轮9将运动传递到动力箱中的转盘6，转盘6右端面安装有小压头2和大压头1，小压头2和大压头1随着转盘6旋转围绕钢管口部转动同时将两级液压缸17对动力箱的作用力施加到钢管口部从而实施对钢管口滚压翻边。

所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是两级液压缸17的二级柱塞27-3活塞杆推动小压头座5使小压头2先贴近钢管口实施初始滚压，钢管口部受到小压头2的滚压作用向外扩张翻出搭接边，完成初始滚压后二级柱塞27-3活塞杆向左收缩，小压头2在弹簧一的弹力作用下随小压头座5向左侧移动复位，大压头1随着一级柱塞27-2活塞杆对动力箱的推动贴上搭接边进行二次辗滚压延，小压头2和大压头1先后围绕钢管管口滚动辗压，将钢管管口扩张翻边后压平从而完成翻边短节搭接边制作。

所述的翻边短节搭接边滚压机床的机架组成至少包括床身19、左墙板16、右立柱32、连接板30、导轨20和罩壳18，左墙板16、右立柱32和罩壳18安装固定在床身19上，两根右立柱32与两块连接板30连接而成右墙板，左墙板16和两根右立柱32之间的四根导轨20连接构成框架结构，右立柱32横截面呈凹槽形，下压板座27和上压板座29插入安装于凹槽中，上压板座29在凹槽中可上下滑动，下压板座27和上压板座29上面加工有半圆槽，半圆槽中安装有钢管压板26，下压板座27两侧安装有升降液压缸28，升降液压缸28活塞杆与上压板座29底面连接固定，控制上压板座29的升降从而实现钢管压板26的开合动作，完成对加工钢管的夹紧与放松。

所述的翻边短节搭接边滚压机床的动力箱组成至少包括箱体22、箱盖10、滑套21、转盘6、大压头1、大压头座24、小压头2、小压头座5、导向键、弹簧一、电机13、减速机12、齿轮9，箱体22通过滑套21套装在四根导轨20上，通过安装在床身19上的两个限位座实现移动限位，减速机12安装在箱盖10上，转盘6左端加工有齿轮与减速机输出轴齿轮9啮合实现转动，转盘6上加工有小压头座5的安装孔，孔上加工有键槽，小压头座5和导向键在安装孔中左右移动，小压头座5在弹簧一弹力作用下轴肩与端盖相贴实现轴向定位，大压头1安装在大压头座24上，大压头座24安装在转盘6的右端面，小压头2安装在小压头座5上随小压头座5左右移动。

所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是液压系统组成至少包括液压电机、泵、油箱、液压阀组件、两级液压缸和升降液压缸，液压电机、泵、油箱、液压阀组件安装在床身下面，两级液压缸17安装在左墙板16右端面，推动动力箱通过小压头2和大压头1对钢管口施压，升降液压缸28控制钢管的夹紧与放松。

所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是液压系统功能可通过由空压机、气缸、气动阀组件组成的气动系统代替实现。 

所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是动力箱中小压头2头部为圆台，锥角5°～30°，大压头1头部为圆锥，锥角60°～150°。

所述的翻边短节搭接边滚压机床的电控系统组成至少包括PLC、电控柜及液压阀组件中电磁阀部分，PLC安装在右立柱上，PLC功能是提供人机操作界面，控制电机13和液压电机的启动、运转和停止，控制升降液压缸28活塞杆的上升和下降，通过程序控制两级液压缸17二级柱塞27-3和一级柱塞27-2活塞杆动作顺序，电控柜安装在床身右侧下部，里面安装布置有各类电控制元件，功能是将PLC发出的指令信号转换成电机13、液压系统控制信号从而实现对电机13、液压系统、两级液压缸17、升降液压缸28的动作控制。

一种翻边短节搭接边滚压机床用两级液压缸17，其组成至少包括缸体27-1、一级柱塞27-2和二级柱塞27-3，缸体27-1上设有①、②、③三个走油孔，油孔①控制一级柱塞27-2无杆腔液压油进出，油孔②通过一级柱塞27-2外圆柱面环形槽及槽内加工的油孔与二级柱塞27-3无杆腔相通，从而控制二级柱塞27-3无杆腔液压油进出，油孔③控制一级柱塞27-2有杆腔液压油进出，同时油孔③通过二级柱塞27-3外圆柱面环形槽及槽内加工的油孔与二级柱塞27-3有杆腔相通，从而控制二级柱塞27-3有杆腔液压油进出。

附图说明

 图1为翻边短节搭接边滚压机床结构示意图。图2为机架上部分右视图。图3为右立柱32横截面示意图。图4为两级液压缸17结构示意图，图中标有①、②、③三处走油口。图5为翻边短节搭接边滚压机床小压头2动作示意图，图6为翻边短节搭接边滚压机床大压头1动作示意图。

图中：1为大压头，2为小压头，3为小压头轴承，4为小压头螺母，5为小压头座，6为转盘，7为转盘轴承，8为小齿轮螺母，9为小齿轮，10为箱盖，11为护罩，12为减速机，13为电机，14为导轨螺钉，15为导轨压板，16为左墙板，17为两级液压缸，18为罩壳，19为床身，20为导轨，21为滑套，22为箱体，23为轴承套，24为大压头座，25为大压头轴承，26为钢管压板，27为下压板座，27-1为缸体，27-2为一级柱塞，27-3为二级柱塞，28为升降液压缸，29为上压板座，30为连接板，31为外罩，32为右立柱。

具体实施方式

 打开电源电控柜，合上电源开关，启动PLC，点击操作界面液压电机“启动”，选择升降液压缸28控制按钮，点“上升”。升降液压缸28活塞杆推动上压板座29上升，升降液压缸28活塞杆推动上压板座29上升，将钢管管口局部加热后放入钢管压板26的半圆槽内并进行轴向定位，加热端朝左放置，等待滚压。点升降液压缸28“下降”，上压板座29随升降液压缸28活塞杆收缩下降，上压板座29上钢管压板26与下压板座27上的钢管压板26闭合，夹紧钢管。

钢管定位夹紧后，点击PLC操作界面“运行”，启动电机13，经减速机12、小齿轮9、转盘6带动小压头2和大压头1围绕钢管口部转动。“运行”信号使液压阀组件中换向阀动作，使泵输出的压力油经两级液压缸17走油口②和走油口①先后向二级柱塞27-3和一级柱塞27-2的无杆腔进油，二级柱塞27-3活塞杆先向右伸出，活塞杆端轴承套右端面与小压头座5左端面接触，推动小压头座5压缩弹簧一向右移动，使小压头2与钢管口接触，随着一级柱塞27-2在无杆腔压力作用下向右伸出，推动二级柱塞27-3、小压头座5向右移动，通过小压头2向钢管口施加作用力，从而使得围绕钢管口转动的小压头2对钢管口施加滚压。钢管口经小压头2滚压作用开始向外扩张翻边，如图5。

小压头2对钢管后滚压一定时间，根据时间参数PLC程序发出动作信号，压力油经两级液压缸17走油口③向一级柱塞27-2有杆腔注入，无杆腔与油箱相通，腔中余油经走油口①、②溢流。一级柱塞27-2向左移动使有杆腔与二级柱塞27-3有杆腔经一级柱塞27-2活塞杆上的油孔连通，压力油进入二级柱塞27-3有杆腔推动二级柱塞27-3向左移动使得对小压头座5的作用力消除，失去推力的小压头座5在弹簧一的弹力作用下向左移动，小压头座5轴肩贴上端盖复位，小压头2随着向左移动离开钢管口滚压面。转盘6保持转动状态。

PLC程序根据时间参数向液压阀组件发出动作信号，走油口②保持与油箱相通，走油口③经换向阀变化与油箱相通，压力油经走油口①注入一级柱塞27-2无杆腔推动一级柱塞27-2向右移动，活塞杆端面贴上箱盖10推动箱体22组件压缩弹簧二向右移动，使大压头1抵压上钢管口并随转盘6转动从而对钢管口进行二次辗滚压延，如图6。大压头1对翻边的作用力方向使管口材料向翻边孔口集聚。滚压制成的翻边短节搭接边端面孔口材料饱满，圆角过渡半径较小，经切削整理即可达到标准规定的直角要求。 

PLC程序根据时间参数向液压阀组件发出动作信号，走油口①②同时与油箱相通，压力油经走油口③注入一级柱塞27-2有杆腔推动一级柱塞27-2向左移动。失去推力的箱体22在弹簧二作用下向左移动复位。

点击升降液压缸28控制按钮“上升”，上压板座29带动钢管压板26随活塞杆上升，取出滚压完成的翻边短节，进行下一个钢管加工。

Claims (4)

1.一种翻边短节搭接边滚压机床，其特征是该翻边短节搭接边滚压机床至少包括机架、动力箱、液压系统和电控系统，机架下部为床身（19），上部为安装在床身（19）上的左右墙板与四根导轨（20）连接组成的框架，左墙板（16）上安装有两级液压缸（17），加工钢管安装在右墙板中部钢管压板（26）中，动力箱整体套装在四根导轨（20）上，动力箱左侧中部与两级液压缸（17）的一级柱塞（27-2）活塞杆端部接触，左侧上部安装有和电机（13）直联的减速机（12），减速机（12）输出轴上小齿轮（9）将运动传递到动力箱中的转盘（6），转盘（6）右端面安装有小压头（2）和大压头（1），小压头（2）和大压头（1）随着转盘（6）旋转围绕钢管口部转动的同时将两级液压缸（17）对动力箱的作用力施加到钢管口部，两级液压缸（17）的二级柱塞（27-3）活塞杆推动小压头座（5）使小压头（2）先贴近钢管口实施初始滚压，钢管口部受到小压头（2）的滚压作用向外扩张翻出搭接边，完成初始滚压后二级柱塞（27-3）活塞杆向左收缩，小压头（2）在弹簧的作用下向左侧移动复位，大压头（1）随着一级柱塞（27-2）活塞杆对动力箱的推动贴上搭接边进行辗滚压延，小压头（2）和大压头（1）先后围绕钢管管口滚压，将钢管管口扩张翻边后压平从而完成翻边短节搭接边制作。

2.根据权利要求1所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是机架组成至少包括床身（19）、左墙板（16）、右立柱（32）、连接板（30）、导轨（20）和罩壳（18），左墙板（16）、右立柱（32）和罩壳（18）安装固定在床身（19）上，两根右立柱（32）与两块连接板（30）连接而成右墙板，左墙板（16）和两根右立柱（32）之间用四根导轨（20）连接构成框架结构，右立柱（32）横截面呈凹槽形，下压板座（27）和上压板座（29）插入安装于凹槽中，上压板座（29）在凹槽中可上下滑动，下压板座（27）和上压板座（29）上面加工有半圆槽，半圆槽中安装有钢管压板（26），下压板座（29）两侧安装有升降液压缸（28），升降液压缸（28）活塞杆与上压板座（29）底面连接固定，控制上压板座（29）的升降从而实现钢管压板（26）的开合动作，完成对加工钢管的夹紧与放松。

3.根据权利要求1所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是动力箱组成至少包括箱体（22）、箱盖（10）、滑套（21）、转盘（6）、大压头（1）、大压头座（24）、小压头（2）、小压头座（5）、导向键、弹簧、电机（13）、减速机（12）和齿轮（9），箱体（22）通过滑套（21）套装在四根导轨（20）上，通过安装在床身（19）上的两个限位座实现移动限位，减速机（12）安装在箱盖（10）上，转盘（6）左端加工有齿轮与减速机输出轴齿轮（9）啮合实现转动，转盘（6）上加工有小压头座（5）安装孔，孔上加工有键槽，小压头座（5）和导向键在安装孔中左右移动，小压头座（5）在弹簧弹力作用下轴肩与端盖相贴实现轴向定位；大压头（1）安装在大压头座（24）上，大压头座（24）安装在转盘（6）右端面，小压头（2）安装在小压头座（5）上随小压头座（5）左右移动。

4.根据权利要求1所述的翻边短节搭接边滚压机床，其特征是动力箱中小压头（2）头部为圆台，锥角5°～30°，大压头（1）头部为圆锥，锥角60°～150°。