CN103586314B - 一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，属于数控弯管机领域。其包括弹性夹头，还包括顶端固定套、外固定套、液压外缸、轴承、内推套、液压内缸、第一液压腔和第二液压腔，所述的顶端固定套、外固定套、液压外缸、轴承、弹性夹头、内推套、液压内缸、第一液压腔和第二液压腔都是回转对称结构，有一个共同的中心轴线，内部共同形成一个夹持内腔。这些部件的设置以及装配关系，使得本发明在夹持管材时，很容易控制夹紧力，对管材无伤害，确保在夹紧的过程中稳步推进内推套的移动以及弹性夹头的收缩，避免移动不均匀导致损伤工件和发生滑动。

Description

一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置

技术领域

本发明属于数控弯管机领域，具体地说，涉及一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置。

背景技术

弯管机大致可以分为数控弯管机、液压弯管机等。液压弯管机主要用于电力施工、公铁路建设、锅炉、桥梁、船舶、家俱，装潢等方面的管道铺设及修造，具有功能多、结构合理、操作简单、移动方便、安装快速等优点。数控弯管机，可对管材在冷态下进行一个弯曲半径（单模）或两个弯曲半径（双模）的缠绕式弯曲，广泛使用于汽车、空调等行业的各种管件和线材的弯曲。

随着技术的进步和经济的发展，人民的生活水平和机械产品加工技术的提高，人民对产品的要求不再只是考虑实用性，现在更多的在追求外观精美，对细节的要求也越来越多。

尤其是汽车的需求，现在大家都在追求外形漂亮的汽车，尤其是对于流线型的设计理念较为追捧，尤其是对于汽车用到的弯管是否美观也特别重视，例如汽车的保险杠，要求在多个方向折弯多次，这就对弯管机的性能要求越来越高。所以现在的技术新趋势是立体三维弯管机。

例如，中国专利申请号：200710109091.2，公开日2008年12月24日，公开了一种弯管机，该弯管机于机座一端设有输送管件的送料机构，管件经输送入料于弯管装置，而弯管装置对应组设于一可令其纵向上下位移的机构，而该纵向位移机构对应结合于具有可横向左右位移机构的基板上，且基板结合于机座上所设的具有可360度旋转的机构上，而该旋转机构可供送料机构的料管通过，以送料至弯管装置进行自由角度弯管；由上述结构设置，令该弯管机具有圆周径向旋转配合X、Y纵横轴向的三度空间转向的运动，让该弯管机可施作任一曲度的工件。该专利就可以达到三度空间转向的运动的效果，但是该专利存在一个和现有技术共同的缺点，就是弯管的控制夹持存在问题，因为现有的夹持装置操作时，夹持不紧时弯管容易出现松动，由于弯管时机械的力度较大，所以管材与夹管装置容易产生严重的滑动现象且伴有产生对管材外观的损伤，夹持太紧容易损伤管材以及产生非正常的变形，而且夹持装置自身不能旋转，弯管时会产生一个扭曲力，这些都导致所弯的管材在折弯处不是绝对的流线型，所加工的弯管在外观上和汽车整体不协调，而且容易在损伤处性能下降、易腐蚀，导致使用寿命变短，而有些工厂在弯管完成后会采用人工修补的方式，这虽然在外观上能基本达到要求，但是这不但费时费力，增加成本，而且还存在性能不均匀，遗留有很多的损伤点，为以后的使用埋下隐患。

现在要解决以上问题，首选需要一个良好的夹持装置，要求对管材夹管定位和回转管材时不产生管材与夹管装置的相对滑动，尺寸误差要小。

现在也有人将研究重点放在了夹持装置上，例如中国专利申请号：201320227119.3，公开日2013年9月25日，该实用新型公开了一种弯管夹持装置，包括工作台和固定装置，所述固定装置固定在工作台上，还包括设置在工作台上的用于支撑弯管的支撑机构，弯管通过固定装置固定使其不转动和轴向移动，支撑机构用于支撑管件的弯折部。但是该夹持装置还是存在以上问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有的夹持装置在操作中，存在夹持不紧时弯管容易出现松动，管材与夹管装置容易产生严重的滑动现象且伴有产生对管材外观的损伤，而夹持太紧容易损伤管材以及产生非正常的变形，而且夹持装置自身不能旋转，导致所弯的管材在折弯处不是绝对的流线型，所加工的弯管的外观上与汽车整体不协调，损伤处性能下降、易腐蚀导致使用寿命变短的问题，本发明提供一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，其在弯管时能很好的夹持管材，避免产生滑动现象以及对管材外观的损伤。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，包括弹性夹头，还包括顶端固定套、外固定套、液压外缸、轴承、内推套、液压内缸、第一液压腔和第二液压腔，所述的顶端固定套、外固定套、液压外缸、轴承、弹性夹头、内推套、液压内缸、第一液压腔和第二液压腔都是回转对称结构，有一个共同的中心轴线，内部共同形成一个夹持内腔；

所述的弹性夹头的形状为一个圆管形，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面与中心轴线的夹角为弹性夹头的内直径为d，弹性夹头的厚度为g，则所述的弹性夹头的左端设有开口槽，开口槽的形状由一个长方形加一个半圆组成；

所述的内推套为一个圆柱形，厚度为k，内部有空腔，内推套的左端内侧面为一个斜面，该斜面与中心轴线的夹角为所述的内推套左端内部空腔的直径f等于弹性夹头的外径；所述的内推套的左端套在弹性夹头上，内推套左端内侧面与弹性夹头凸起的右侧面相接触；所述的内推套的中部的内腔直径也为f，内推套的右端有一个环状凸起，该环状凸起的高度为g，则f=d+2g，该环状凸起离内推套最右端的距离为i；

所述的液压内缸的外直径等于内推套的外直径f+2k，内直径等于d；所述的液压内缸的左外侧有一个环状台阶，深度为k，水平方向的长度等于i；液压内缸的中部有一个环状凸起，该凸起处的外直径为j；液压内缸的右外侧有一个环状台阶，该环状凸起处的外侧直径（液压内缸在此处的外侧直径）为x；液压内缸位于内推套的右侧，内推套的右端套接在液压内缸右外侧的环状台阶上；

所述的顶端固定套的右内侧有一个环状台阶，即顶端固定套的内腔分成左右两个空腔，其中左侧空腔的直径等于f，右侧空腔的直径等于f+2k；所述的顶端固定套的右外侧也设有一个环状台阶，该台阶的底面离顶端固定套右侧空腔（即顶端固定套最右端的厚度）的距离为w；所述的顶端固定套的右内腔套接在内推套的左端，左内腔套接在弹性夹头的左端；

所述的外固定套套接在内推套和液压内缸上，外固定套的左端内侧设有一个环状台阶，深度为w，该环状台阶形成的内空腔套接在顶端固定套右外侧的环状台阶上；所述的外固定套中部设有一个环状凹槽，右端的外侧设有一个环状台阶，该环状台阶的底面到外固定套内腔的距离为j；

所述的液压外缸的左内侧有一个环状台阶，该环状台阶处形成的液压外缸左端内腔的直径为j，液压外缸右内侧空腔的直径为x；所述的液压外缸的左端套接在外固定套右端外侧的环状台阶上，液压外缸的中段和右端分别套接在液压内缸中段的环状凸起和液压内缸的右端；所述的液压外缸的右外侧也有一个环状台阶；所述的轴承套接在液压外缸右外侧的环状台阶上；

所述的液压内缸中部的环状凸起与外固定套最右端之间的距离为s，之间形成第一液压腔；液压内缸中部的环状凸起与液压外缸左内侧环状台阶之间的距离为p，之间形成第二液压腔。

所述的弹性夹头的内腔、内推套中部凸起处的内腔以及液压内缸的内腔的直径都相等，共同构成夹持内腔。

进一步地，所述的外固定套和液压外缸之间还通过螺钉固定。

进一步地，所述的s+p等于

更进一步地，所述的第一液压腔和第二液压腔分别与一个液压控制器连接。

上面用到的字母仅仅是个代号，用来表示不同地方尺寸之间的对应关系，不代表具体的数值。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

（1）本发明包括弹性夹头，还包括顶端固定套、外固定套、液压外缸、轴承、内推套、液压内缸、第一液压腔和第二液压腔，这些部件的设置以及装配关系，使得本发明在夹持管材时，很容易控制夹紧力，对管材无伤害；

（2）本发明采用特殊的回转体设计，其中各部件尺寸关系的控制，以及轴承套接在液压外缸右外侧的环状台阶上，这些确保本发明能在弯管时释放扭曲力，所弯的管材在折弯处是流线型，不但美观，而且对管材本身没有损伤，加工精度高；

（3）本发明弹性夹头的形状为一个圆管形，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面与中心轴线的夹角为其中第一液压腔和第二液压腔的总距离为这个尺寸一方面能避免夹持过紧；另一方面能在最小的范围内，确保在夹紧的过程中稳步推进内推套的移动以及弹性夹头的收缩，避免移动不均匀导致工件的损伤和滑动，有效解决了过大容易损伤工件，过小则夹紧困难的难题。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图中：1、顶端固定套；2、外固定套；3、液压外缸；4、轴承；5、弹性夹头；6、内推套；7、液压内缸；8、第一液压腔；9、第二液压腔；10、夹持内腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，包括弹性夹头5，还包括顶端固定套1、外固定套2、液压外缸3、轴承4、内推套6、液压内缸7、第一液压腔8和第二液压腔9，所述的顶端固定套1、外固定套2、液压外缸3、轴承4、弹性夹头5、内推套6、液压内缸7、第一液压腔8和第二液压腔9都是回转对称结构，有一个共同的中心轴线，内部共同形成一个夹持内腔10；

所述的弹性夹头5的形状为一个圆管形，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面与中心轴线的夹角为弹性夹头5的内直径为16cm，弹性夹头5的厚度为1cm，则所述的弹性夹头5的左端设有开口槽，开口槽的形状由一个长方形加一个半圆组成；

所述的内推套6为一个圆柱形，厚度为1.5cm，内部有空腔，内推套6的左端内侧面为一个斜面，该斜面与中心轴线的夹角为27°；所述的内推套6左端内部空腔的直径等于弹性夹头5的外径等于18cm；所述的内推套6的左端套在弹性夹头5上，内推套6左端内侧面与弹性夹头5凸起的右侧面相接触；所述的内推套6的中部的内腔直径为18cm，内推套6的右端有一个环状凸起，该环状凸起的高度为1cm，该环状凸起离内推套6最右端的距离为3cm；

所述的液压内缸7的外直径等于内推套6的外直径为18cm，内直径等于16cm；所述的液压内缸7的左外侧有一个环状台阶，深度为1.5cm，水平方向的长度等于3cm；液压内缸7的中部有一个环状凸起，该凸起处的外直径为4cm；液压内缸7的右外侧有一个环状台阶，该环状凸起处的外侧直径（液压内缸7在此处的外侧直径）为17cm；液压内缸7位于内推套6的右侧，内推套6的右端套接在液压内缸7右外侧的环状台阶上；

所述的顶端固定套1的右内侧有一个环状台阶，即顶端固定套1的内腔分成左右两个空腔，其中左侧空腔的直径等于18cm，右侧空腔的直径等于21cm；所述的顶端固定套1的右外侧也设有一个环状台阶，该台阶的底面离顶端固定套1右侧空腔（即顶端固定套1最右端的厚度）的距离为2cm；所述的顶端固定套1的右内腔套接在内推套6的左端，左内腔套接在弹性夹头5的左端；

所述的外固定套2套接在内推套6和液压内缸7上，外固定套2的左端内侧设有一个环状台阶，深度为2cm，该环状台阶形成的内空腔套接在顶端固定套1右外侧的环状台阶上；所述的外固定套2中部设有一个环状凹槽，右端的外侧设有一个环状台阶，该环状台阶的底面到外固定套2内腔的距离为4cm；

所述的液压外缸3的左内侧有一个环状台阶，该环状台阶处形成的液压外缸3左端内腔的直径为4cm，液压外缸3右内侧空腔的直径为17cm；所述的液压外缸3的左端套接在外固定套2右端外侧的环状台阶上，液压外缸3的中段和右端分别套接在液压内缸7中段的环状凸起和液压内缸7的右端；所述的液压外缸3的右外侧也有一个环状台阶；所述的轴承4套接在液压外缸3右外侧的环状台阶上；

所述的液压内缸7中部的环状凸起与外固定套2最右端之间的距离为s，之间形成第一液压腔8；液压内缸7中部的环状凸起与液压外缸3左内侧环状台阶之间的距离为p，之间形成第二液压腔9。

所述的弹性夹头5的内腔、内推套6中部凸起处的内腔以及液压内缸7的内腔的直径都相等，共同构成夹持内腔10。

所述的外固定套2和液压外缸3之间还通过螺钉固定。

所述的s+p等于 $\frac{\mathrm{\π}}{15}g\∂=5.652\mathrm{cm}.$

所述的第一液压腔8和第二液压腔9分别与一个液压控制器连接。

该装置工作时，首先将管材从弹性夹头5入口处插入夹持内腔10，此时选好夹持位置后，通过液压控制器向第二液压腔9内充油，在油压的作用下，液压内缸7向左移动，液压内缸7推动内推套6也向左移动，同时内推套6的左内侧面压迫弹性夹头5收缩，夹紧管材。在弯管时，本发明自身可以转动，能很好的释放内应力，在工作时无滑动现象，所加工的管材流线型好，无损伤，加工精度高。取管材时是先通过液压控制器向第一液压腔8内充油，在油压的作用下，液压内缸7向右移动，带动内推套6也向右移动，此时弹性夹头5的弹性恢复，自动松开管材。

Claims (5)

1.一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，包括弹性夹头（5），其特征在于，还包括顶端固定套（1）、外固定套（2）、液压外缸（3）、轴承（4）、内推套（6）、液压内缸（7）、第一液压腔（8）和第二液压腔（9），所述的顶端固定套（1）、外固定套（2）、液压外缸（3）、轴承（4）、弹性夹头（5）、内推套（6）、液压内缸（7）、第一液压腔（8）和第二液压腔（9）都是回转对称结构，有一个共同的中心轴线，内部共同形成一个夹持内腔（10）；

所述的弹性夹头（5）的形状为一个圆管形，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面与中心轴线的夹角为弹性夹头（5）的内直径为d，弹性夹头（5）的厚度为g，则所述的弹性夹头（5）的左端设有开口槽，开口槽的形状由一个长方形加一个半圆组成；

所述的内推套（6）为一个圆柱形，厚度为k，内部有空腔，内推套（6）的左端内侧面为一个斜面，该斜面与中心轴线的夹角为所述的内推套（6）左端内部空腔的直径f等于弹性夹头（5）的外径；所述的内推套（6）的左端套在弹性夹头（5）上，内推套（6）左端内侧面与弹性夹头（5）凸起的右侧面相接触；所述的内推套（6）的中部的内腔直径也为f，内推套（6）的右端有一个环状凸起，该环状凸起的高度为g，则f=d+2g，该环状凸起离内推套（6）最右端的距离为i；

所述的液压内缸（7）的外直径等于内推套（6）的外直径f+2k，内直径等于d；所述的液压内缸（7）的左外侧有一个环状台阶，深度为k，水平方向的长度等于i；液压内缸（7）的中部有一个环状凸起，该凸起处的外直径为j；液压内缸（7）的右外侧有一个环状台阶，该环状凸起处的外侧直径为x；液压内缸（7）位于内推套（6）的右侧，内推套（6）的右端套接在液压内缸（7）右外侧的环状台阶上；

所述的顶端固定套（1）的右内侧有一个环状台阶，即顶端固定套（1）的内腔分成左右两个空腔，其中左侧空腔的直径等于f，右侧空腔的直径等于f+2k；所述的顶端固定套（1）的右外侧也设有一个环状台阶，该台阶的底面离顶端固定套（1）右侧空腔的距离为w；所述的顶端固定套（1）的右内腔套接在内推套（6）的左端，左内腔套接在弹性夹头（5）的左端；

所述的外固定套（2）套接在内推套（6）和液压内缸（7）上，外固定套（2）的左端内侧设有一个环状台阶，深度为w，该环状台阶形成的内空腔套接在顶端固定套（1）右外侧的环状台阶上；所述的外固定套（2）中部设有一个环状凹槽，右端的外侧设有一个环状台阶，该环状台阶的底面到外固定套（2）内腔的距离为j；

所述的液压外缸（3）的左内侧有一个环状台阶，该环状台阶处形成的液压外缸（3）左端内腔的直径为j，液压外缸（3）右内侧空腔的直径为x；所述的液压外缸（3）的左端套接在外固定套（2）右端外侧的环状台阶上，液压外缸（3）的中段和右端分别套接在液压内缸（7）中段的环状凸起和液压内缸（7）的右端；所述的液压外缸（3）的右外侧也有一个环状台阶；所述的轴承（4）套接在液压外缸（3）右外侧的环状台阶上；

所述的液压内缸（7）中部的环状凸起与外固定套（2）最右端之间的距离为s，之间形成第一液压腔（8）；液压内缸（7）中部的环状凸起与液压外缸（3）左内侧环状台阶之间的距离为p，之间形成第二液压腔（9）。

2.如权利要求1所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，其特征在于，所述的弹性夹头（5）的内腔、内推套（6）中部凸起处的内腔以及液压内缸（7）的内腔的直径都相等，共同构成夹持内腔（10）。

3.如权利要求1所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，其特征在于，所述的s+p等于

4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，其特征在于，所述的第一液压腔（8）和第二液压腔（9）分别与一个液压控制器连接。

5.如权利要求4所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，其特征在于，所述的外固定套（2）和液压外缸（3）之间还通过固定。