CN103521586A - 不锈钢管成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢管成型装置，其特征在于：包括机架，机架包括上机板、下机板及立柱；模板，设于机架内，模板上设有左模具和右模具，左、右型腔合拢后形成供不锈钢管插入的模腔，模板上开有与模腔底部相通的进水通道；模具驱动结构；压板，套设在立柱上，压板的底部固定有夹紧套，夹紧套的底部具有夹紧腔；压板驱动结构，用以驱动压板上下滑移；高压水生成装置，设于机架外侧，高压水生产装置的出水口通过出水管道与进水通道连通。本成型装置通过水胀成型原理，使直的不锈钢管能成型出外表面具有凹凸外形的不锈钢管，加工出来的不锈钢管表面更加光滑、无毛刺、且合格率高，大大降低不锈钢管的生产成本。

Description

不锈钢管成型装置

技术领域

本发明涉及一种不锈钢管成型装置。

背景技术

用不锈钢管成型的管材广泛用于例如护栏、楼梯等建筑装潢或相关工艺品上。传统的不锈钢管其外形为直管，随着生活水平及设计要求的提高，需要具有一定凹凸外形的不锈钢管，这种不锈钢管外形更多样，使用在护栏、楼梯等建筑装潢上更加美观。

要成型出具有一定凹凸外形的不锈钢管传统的方法是采用管材胀形工艺制成，管材胀形是指在压力作用下使管材沿径向扩张的成形工艺，属于管材深加工技术的范畴。根据管件的形状要求，胀形既可完成管坯的局部扩张，也可完成管坯的整体扩张。管材胀形可以在通用机械压力机、液压机或专用胀形压力机及专用装置上完成。采用这种传统的方法加工出来的带有凹凸外形的不锈钢管易裂开，报废率高，而且表面粗糙易形成次品。目前还没有一种使不锈钢管成品率高且外形美观的不锈钢管成型装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种适合生产出具有凹凸外形的不锈钢管材的不锈钢管成型装置，该成型装置成型出的不锈钢管具有合格率高、管材表面光滑、外形美观的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种不锈钢管成型装置，其特征在于：包括机架，机架包括上机板、下机板及支撑在两者之间的立柱；模板，设于机架内，模板上设有能相对模板左右滑移的具有左型腔的左模具和具有右型腔的右模具，左、右型腔合拢后形成供不锈钢管插入的模腔，模板上开有与所述模腔底部相通的进水通道；模具驱动结构，用以驱动左、右模具相对模板左右滑移，使左、右模具合拢或分开；压板，套设在所述立柱上并能沿立柱上下滑移，压板的底部固定有夹紧套，夹紧套的底部具有外形与左、右模具合拢后的外形相配的夹紧腔，在左、右模具合拢后的状态下，压板下移能将合拢后的左、右模具约束在所述夹紧腔内；压板驱动结构，用以驱动压板上下滑移；高压水生成装置，设于机架外侧，高压水生产装置的出水口通过出水管道与所述进水通道连通，高压水生成装置所生成的高压水进入位于模腔中的不锈钢管内进行胀形。

上述左、右模具合拢后形成外形呈上小下大的圆台状，所述夹紧腔的内腔也呈相应的圆台状。当夹紧套下移时，由于定位腔的内腔和左、右模具合拢后的外形均为上小下大的圆台状，这样定位腔能更好将合拢后的左、右模具定位在夹紧套内，确保该成型装置在水胀成型受压时不会分离，更好保证不锈钢管成型顺利完成。

由于本成型装置在不锈钢管成型工作过程中，模具位于夹紧套的正下方，模具和夹紧套之间的间距有限，而不锈钢管本身长度比较长，故当模具位于夹紧套正下方的状态下不方便装入或取出不锈钢管。为方便在模具内装入成型前的不锈钢管，及从模具中取出成型后的不锈钢管，上述模板通过下连接柱固定在一移动板上，所述下连接柱的上端穿出模板，所述进水通道设置在下连接柱上，移动板通过滑轨结构约束在下机板上，且移动板与移动板驱动结构连接而能相对下机板前后滑移，进水通道轴向贯穿下连接柱，出水管道的出水端从移动板下方穿过后与位于下连接柱上的进水通道下端连接。这样在往模具中装入不锈钢管前，可通过移动板驱动结构带动移动板前移，左、右模具及模板也随移动板前移，左、右模具与夹紧套前后错位，左、右模具的上方空间不受夹紧套阻挡，故能方便将不锈钢管插入到左、右模具之间，不锈钢管安装完成后，移动板在移动板驱动结构带动下带动移动板后移至夹紧套正下方，处于待加工成型位置。下连接柱起到供不锈钢管的下端部分插入，让不锈钢管的弧形凸起部位于不锈钢管的中部。

上述移动板驱动结构为第一液压缸，第一液压缸固定在机架的后侧，第一液压缸的活塞杆与所述移动板连接。前述移动板驱动结构涉及部件少，组装方便，液压缸也便于实现智能控制，当然液压缸也可采用气缸代替，另外也可采用现有其它类型的驱动结构。

上述下连接柱上固定有向上凸起供不锈钢管下端插入定位的下定位柱，该下定位柱位于左、右模具合拢后形成的模腔内，进水通道贯穿下定位柱，夹紧套内的顶部具有向下凸起供不锈钢管上端插入定位的上定位柱。该下定位柱能在左、右模具合拢前，对插入的不锈钢管进行辅助定位，上定位柱则起到移动封堵不锈钢管上端开口的作用。

上述压板的下端固定有上连接柱，所述夹紧套固定在上连接柱的下端，所述上定位柱固定在上连接柱的下端面上。上连接柱起到供不锈钢管的上端部分插入，让不锈钢管的弧形凸起部位于不锈钢管的中部。

上述模具驱动结构包括左气缸和右气缸，左气缸固定在模板的左侧，左气缸的活塞杆与左模具连接，右气缸固定在模板的右侧，右气缸的活塞杆与右模具连接，左、右模具通过滑轨结构约束在模板上。采用气缸作为模具驱动结构便于实现智能控制，当然气缸也可采用液压缸代替，另外也可采用现有其它类型的驱动结构。

上述压板驱动结构为第二液压缸，第二液压缸固定在上机板上，第二液压缸的活塞杆与所述压板的上端连接。前述压板驱动结构涉及部件少，组装方便，液压缸也便于实现智能控制，当然液压缸也可采用气缸代替，另外也可采用现有其它类型的驱动结构。

上述高压水生成装置包括水箱、抽水泵、第三液压缸、柱塞缸，所述抽水泵设置在水箱上，抽水泵的出水端通过进水管道与柱塞缸的柱塞腔连通，出水管道的进水端也与所述柱塞缸的柱塞腔连通，所述第三液压缸的活塞杆与所述柱塞缸内的活塞连接。该高压水生成装置涉及部件少，便于实现智能控制，工作时，先用抽水泵将水箱内的水抽入柱塞腔再通过出水管道进入不锈钢管内并充满，然后再通过液压缸驱动，带动柱塞缸内的活塞对柱塞腔及不锈钢管内的水施加压力，施加压力的大小由活塞压缩的距离控制，压缩距离越大，不锈钢管内的水产生的压力越大，高压的水迫使不锈钢管按照模具组成的模腔内形状受胀成型，这种高压水的生产方式能确保不锈钢管内的水压对不锈钢管内壁的挤压力更加均匀。当然也可以直接通高压水，高压水生成装置也可采用现有其它高压水泵结构实现。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本成型装置利用分开式模具，将直的不锈钢管放入左、右模具合拢后形成的模腔内，通过水胀成型原理，使直的不锈钢管能成型出与模腔内表面形状相应的外表面具有凹凸外形的不锈钢管，该装置为柔性加工，加工出来的不锈钢管表面更加光滑、无毛刺、且合格率高，大大降低不锈钢管的生产成本，另外如需制作不同不锈钢管的外形，只需更改模具型腔的形状即可，易满足不锈钢管的设计要求。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图(装入不锈钢管前的状态)；

图2为本发明实施例中模具打开状态的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的立体结构示意图(装入不锈钢管时的状态)；

图4为本发明实施例的立体结构示意图(模具后移至待加工成型的正面状态)；

图5为本发明实施例的立体结构示意图(模具后移至待加工成型的背面状态)；

图6为本发明实施例的立体结构示意图(注水前的状态)；

图7为本发明实施例水胀成型时的局部剖视示意图(注水但未加压的状态)；

图8为本发明实施例水胀成型时的局部剖视示意图(注水并加压胀形的状态)；

图9为本发明实施例的立体结构示意图(水胀成型后准备取件的状态)；

图10为本发明实施例中夹紧套的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～10所示，为本发明的一个优选实施例。

一种不锈钢管成型装置，包括机架1，机架1包括上机板11、下机板12及支撑在两者之间的立柱13，立柱13有四根。

模板2，设于机架1内，模板2通过下连接柱8固定在一移动板9上，下连接柱8通过压盘91和多个压杆92固定在移动板9上，固定方式可采用现有各种结构，下连接柱8的上端穿出模板2，移动板9通过滑轨结构约束在下机板12上，且移动板9与移动板驱动结构连接而能相对下机板12前后滑移。移动板驱动结构为第一液压缸14，第一液压缸14固定在机架1的后侧，第一液压缸14的活塞杆与移动板9连接。

模板2上设有能相对模板2左右滑移的具有左型腔31的左模具3和具有右型腔41的右模具4，左、右型腔31、41合拢后形成供不锈钢管10插入的模腔，模板2上开有与模腔底部相通的进水通道81，进水通道81设置在下连接柱8上，进水通道81轴向贯穿下连接柱8。左、右型腔31、41的外形可根据设计要求不锈钢管10的外形来相应加工。

下连接柱8上固定有向上凸起供不锈钢管10下端插入定位的下定位柱82，该下定位柱82位于左、右模具3、4合拢后形成的模腔内，下述进水通道81贯穿下定位柱82，夹紧套6内的顶部具有向下凸起供不锈钢管10上端插入定位的上定位柱62。

模具驱动结构，用以驱动左、右模具3、4相对模板2左右滑移，使左、右模具3、4合拢或分开，左、右模具3、4合拢后形成外形呈上小下大的圆台状。模具驱动结构包括左气缸15和右气缸16，左气缸15固定在模板2的左侧，左气缸15的活塞杆与左模具3连接，右气缸16固定在模板2的右侧，右气缸16的活塞杆与右模具4连接，左、右模具3、4通过滑轨结构约束在模板2上。

压板5，套设在四根立柱13上并能沿立柱13上下滑移，压板5的底部固定有夹紧套6，夹紧套6的底部具有外形与左、右模具3、4合拢后的外形相配的夹紧腔61，如图10所示，夹紧腔61的内腔也呈相应的圆台状。在左、右模具3、4合拢后的状态下，压板5下移能将合拢后的左、右模具3、4约束在夹紧腔61内。压板5的下端固定有上连接柱51，夹紧套6固定在上连接柱51的下端，上定位柱62固定在上连接柱51的下端面上。

压板驱动结构，用以驱动压板5上下滑移；压板驱动结构为第二液压缸17，第二液压缸17固定在上机板11上，第二液压缸17的活塞杆与压板5的上端连接。

高压水生成装置，设于机架1外侧，高压水生产装置的出水口通过出水管道7与进水通道81连通，高压水生成装置所生成的高压水进入位于模腔中的不锈钢管10内进行胀形。出水管道7的出水端从移动板9下方穿过后与位于下连接柱8上的进水通道81下端连接。

高压水生成装置包括水箱22、抽水泵18、第三液压缸19、柱塞缸20，抽水泵18设置在水箱22上，抽水泵18的出水端通过进水管道21与柱塞缸20的柱塞腔连通，出水管道81的进水端也与柱塞缸20的柱塞腔连通，第三液压缸19的活塞杆与柱塞缸20内的活塞连接。

机架1的一侧还设有用以控制各液压缸和气缸的控制部分23。

本不锈钢管成型装置的工作原理及流程如下：

1、将待成型的直的不锈钢管10裁断成相应长度。

2、往模具中放入待成型的直的不锈钢管：在往左、右模具3、4中装入待成型的直的不锈钢管10前，可通过第一液压缸14带动移动板9前移，左、右模具3、4及模板2也随移动板9前移，左、右模具3、4与夹紧套6前后错位，左、右模具3、4的上方空间不受夹紧套6阻挡，同时左气缸15和右气缸16外拉左、右模具3、4，左、右模具3、4相互分离，如图1、2所示；再将不锈钢管10插入下连接柱8内同时套设在下定位柱82，不锈钢管10的下端部分插入下连接柱8，下定位柱82伸入不锈钢管10的下端开口内，如图3所示。

3、待成型的直的不锈钢管10安装完成后，左气缸15和右气缸16内推左、右模具3、4，左、右模具3、4相互合拢，同时移动板9在第一液压缸14带动下后移至夹紧套6正下方，处于待加工成型位置，如图4、5所示。

4、第二液压缸17动作，带动上连接柱51和夹紧套6一起下移，左、右模具3、4合拢后的整体组件进入夹紧腔61内，最后左、右模具3、4约束在夹紧腔61内，如图6所示。

5、注水过程：先用抽水泵18将水箱22内的水抽入柱塞缸20内的柱塞腔，再通过出水管道81进入不锈钢管10内并充满，此时不锈钢管10内的水101不是高压水，如图7所示。

6、对注水施加压力及胀形过程：通过第三液压缸19驱动，带动柱塞缸20内的活塞对柱塞缸20内的柱塞腔及不锈钢管10内的水101施加压力，施加压力的大小由活塞压缩的距离控制，压缩距离越大，不锈钢管10内的水101产生的压力越大，高压的水101迫使不锈钢管10按照模具形成的模腔内形状而受胀成型，如图8所示。

7、分模取件过程：通过第一液压缸14带动移动板9前移，左、右模具3、4及模板2也随移动板9前移，左、右模具3、4与夹紧套6前后错位，左、右模具3、4的上方空间不受夹紧套6阻挡，同时左气缸15和右气缸16外拉左、右模具3、4，左、右模具3、4相互分离，最后拔出成型后的不锈钢管10，不锈钢管10的外表面形成凹凸面，如图10所示。

本成型装置利用分开式模具，将直的不锈钢管10放入左、右模具3、4合拢后形成的模腔内，通过水胀成型原理，使直的不锈钢管10能成型出与模腔内表面形状相应的外表面具有凹凸外形的不锈钢管，该装置为柔性加工，加工出来的不锈钢管表面更加光滑、无毛刺、且合格率高，大大降低不锈钢管的生产成本，另外如需制作不同不锈钢管的外形，只需更改模具型腔的形状即可，易满足不锈钢管的设计要求。

Claims (9)

1.一种不锈钢管成型装置，其特征在于：包括

机架(1)，机架(1)包括上机板(11)、下机板(12)及支撑在两者之间的立柱(13)；

模板(2)，设于机架(1)内，模板(2)上设有能相对模板(2)左右滑移的具有左型腔(31)的左模具(3)和具有右型腔(41)的右模具(4)，左、右型腔(31、41)合拢后形成供不锈钢管(10)插入的模腔，模板(2)上开有与所述模腔底部相通的进水通道(81)；

模具驱动结构，用以驱动左、右模具(3、4)相对模板(2)左右滑移，使左、右模具(3、4)合拢或分开；

压板(5)，套设在所述立柱(13)上并能沿立柱(13)上下滑移，压板(5)的底部固定有夹紧套(6)，夹紧套(6)的底部具有外形与左、右模具(3、4)合拢后的外形相配的夹紧腔(61)，在左、右模具(3、4)合拢后的状态下，压板(5)下移能将合拢后的左、右模具(3、4)约束在所述夹紧腔(61)内；

压板驱动结构，用以驱动压板(5)上下滑移；

高压水生成装置，设于机架(1)外侧，高压水生产装置的出水口通过出水管道(7)与所述进水通道(81)连通，高压水生成装置所生成的高压水进入位于模腔中的不锈钢管(10)内进行胀形。

2.根据权利要求1所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述左、右模具(3、4)合拢后形成外形呈上小下大的圆台状，所述夹紧腔(61)的内腔也呈相应的圆台状。

3.根据权利要求1所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述模板(2)通过下连接柱(8)固定在一移动板(9)上，所述下连接柱(8)的上端穿出模板(2)，所述进水通道(81)设置在下连接柱(8)上，所述移动板(9)通过滑轨结构约束在下机板(12)上，且移动板(9)与移动板驱动结构连接而能相对下机板(12)前后滑移，所述进水通道(81)轴向贯穿下连接柱(8)，所述出水管道(7)的出水端从移动板(9)下方穿过后与位于下连接柱(8)上的进水通道(81)下端连接。

4.根据权利要求3所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述移动板驱动结构为第一液压缸(14)，第一液压缸(14)固定在机架(1)的后侧，第一液压缸(14)的活塞杆与所述移动板(9)连接。

5.根据权利要求3所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述下连接柱(8)上固定有向上凸起供不锈钢管(10)下端插入定位的下定位柱(82)，该下定位柱(82)位于左、右模具(3、4)合拢后形成的模腔内，所述进水通道(81)贯穿下定位柱(82)，所述夹紧套(6)内的顶部具有向下凸起供不锈钢管(10)上端插入定位的上定位柱(62)。

6.根据权利要求5所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述压板(5)的下端固定有上连接柱(51)，所述夹紧套(6)固定在上连接柱(51)的下端，所述上定位柱(62)固定在上连接柱(51)的下端面上。

7.根据权利要求1所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述模具驱动结构包括左气缸(15)和右气缸(16)，左气缸(15)固定在模板(2)的左侧，左气缸(15)的活塞杆与左模具(3)连接，右气缸(16)固定在模板(2)的右侧，右气缸(16)的活塞杆与右模具(4)连接，所述左、右模具(3、4)通过滑轨结构约束在模板(2)上。

8.根据权利要求1所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述压板驱动结构为第二液压缸(17)，第二液压缸(17)固定在上机板(11)上，第二液压缸(17)的活塞杆与所述压板(5)的上端连接。

9.根据权利要求1～8中任一所述的不锈钢管成型装置，其特征在于：所述高压水生成装置包括水箱(22)，抽水泵(18)、第三液压缸(19)、柱塞缸(20)，所述抽水泵(18)设置在水箱(22)上，抽水泵(18)的出水端通过进水管道(21)与柱塞缸(20)的柱塞腔连通，所述出水管道(81)的进水端也与所述柱塞缸(20)的柱塞腔连通，所述第三液压缸(19)的活塞杆与所述柱塞缸(20)内的活塞连接。

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