CN104708801A - 一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称是：一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备。本发明属于铝塑复合材料制品技术领域，特别适用于铝箔伸缩软管。为解决传统铝箔伸缩软管管壁因存在的无序褶皱所导致的诸多质量问题，本发明所述设备在其缠绕装置基础上设置褶纹模压装置，采用连续旋转模压工艺，在绕制管壁的同时，借助具有特殊结构设计的环状V形型腔凹凸模，在管壁上压制出成型规则波状褶纹。本发明所述系统中的设备结构简单，成本低廉，操作维护简便。应用本发明后将有利于进一步提升铝箔伸缩软管制品的技术、经济、美学等性能，进一步扩大铝箔伸缩软管应用范围。
Description
技术领域
本发明属于铝塑复合材料制品技术领域，特别适用于新型高性能铝箔伸缩软管的制造。
背景技术
目前市场上铝塑复合材料制品，日渐受到用户的青睐，其中尤以铝箔伸缩软管表现突出。但是直到现在，铝箔伸缩软管管壁模压成型规则波状褶纹制作工艺及设备仍是一个技术空白。该状况制约了铝箔伸缩软管这一常用铝塑复合材料制品的技术、经济、美学等价值的进一步提升。传统铝箔伸缩软管存在的主要问题主要有：铝箔伸缩软管管壁因无序折叠压缩导致形成杂乱无章的褶皱，不但影响到铝箔伸缩软管外观，而且过多破坏了管壁材料，降低了物理强度；使用时风阻加大；制作中不易压缩；分切时切口粗糙而且无法实现快速切割。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备，实现在铝箔伸缩软管管壁采用连续旋转模压方式高效地制作成型规则波状褶纹。应用该发明所述工艺方法及设备生产出的铝箔伸缩软管产品品质极大提升，表现为：管壁挺括，强度增加，死折减少，管壁破坏减少；外观规则靓丽；规则波状褶纹相对于杂乱无章的褶皱，能降低管内通风时的风阻，减少能量损失；压缩更容易，从而减少压缩时间；分切更方便、切口更规整，便于后续加工；设备结构简单、效率更高、运行稳定、操作简易、维护方便。
本发明所提供的一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备的主要内容是：如图3所示，在设备中设置褶纹模压装置，褶纹模压装置的核心部件是凹模11和凸模2。利用凹模11、凸模2的模压作用力，在旋转的铝箔伸缩软管管壁上压制出成型规则波状褶纹。为实现上述目的，采用下述工艺及装置：首先将涂胶后的铝箔复合膜带13和高弹钢丝14在缠绕装置的核心部件即缠绕辊组12上进行螺旋绕制，此时绕制出的铝箔伸缩软管15的管壁呈直筒状。管壁在缠绕辊组12的旋转带动下，沿缠绕辊组12的轴向向外输送。在缠绕辊组12的前端，即管壁输出端，设置褶纹模压装置的核心部件即凹模11和凸模2。凹模11和凸模2具体结构布局是：在缠绕辊组12的前端内侧配置凹模11，这样凹模11的外圆便可与输出自缠绕辊组12的铝箔伸缩软管15的管壁内壁贴合。在缠绕辊组12外侧配置凸模2，使凸模2能挤压铝箔伸缩软管15的管壁的外壁，借助于一定作用力将管壁压入凹模11的型腔。凸模2的挤压工作面由弹性材料制成。凹模11和凸模2均是外形为圆形的旋转体，二者构成旋转式模压副。通过调整相关零部件，确定凹模11和凸模2以及缠绕辊组12的正确位置布局关系，其中重点是使凹模11的环状V形型腔底部分界线与位于铝箔伸缩软管15中相邻两圈高弹钢丝骨架中间位置的管壁压缩折叠线17对齐，并使凹模11的端面倾角与管壁螺旋线升角方向一致，这样即可在两圈高弹钢丝骨架中间的管壁上模压出成型规则波状褶纹16，并使褶纹相对于管壁压缩折叠线17对中分布，管壁压缩时褶纹即以管壁压缩折叠线17为对中折线折叠。当铝箔伸缩软管15的管壁进入凹模11和凸模2所构成的模压副作用区间后，借助于一定作用力使得凸模2将管壁压入凹模11的型腔。在凹模11的型腔内，管壁材料在凸模2的弹性材料的弹性力作用下被压入凹模11的环状V形型腔而产生模压变形。凹模11、凸模2分别与铝箔伸缩软管15的内壁、外壁作滚动摩擦，三者一同旋转，连续不断地沿螺旋线轨迹在管壁周向模压出成型规则波状褶纹16。
本发明提供的设备用于实现上述工艺方法，设备包括褶纹模压装置、缠绕装置、烘干装置、涂胶装置、供料装置、传动装置、动力(电驱)装置、电控系统及其他辅助设施。缠绕装置所完成的绕制工艺是其后褶纹模压装置所完成的模压工艺的前置工艺。缠绕装置中的缠绕辊组12是实现铝箔伸缩软管绕制工艺的核心工艺部件。为实现前置绕制工艺与后置模压工艺在整个工艺系统中的协调配合，重点将褶纹模压装置中的核心工艺部件即凹模11与凸模2，按工艺要求，相对于缠绕辊组12进行工艺布局，通过配置相关零部件，实现模压副中的凹模11和凸模2与缠绕辊组12三者之间在整个系统中的正确配合。鉴于褶纹模压装置直接用于实现本发明所述制作成型规则波状褶纹的工艺方法，故对褶纹模压装置中核心技术方案做重点说明，本发明设备组成中除褶纹模压装置以外的相关装置未作展开说明。
褶纹模压装置中与成型规则波状褶纹制作质量关系最密切的是凹模11，如图4所示，凹模11在构造特征上相当于由两个相同结构形状的直径渐缩圆形体组合而成的同轴心体。每个直径渐缩圆形体在其渐缩伞形环面上加工出若干个沟槽11.1，沟槽11.1长度方向与渐缩伞形环面素线方向相向。沟槽11.1以直径渐缩圆形体轴心作为阵列中心进行均匀圆周阵列，相邻沟槽11.1间留有适当间隔，从而形成按圆周阵列状分布的凸起11.2。在同一直径渐缩圆形体的渐缩伞形环面上，因沟槽11.1与凸起11.2呈交错圆周阵列分布，使得整个直径渐缩圆形体的渐缩伞形环面在圆周方向上呈现出规则波纹形状。将两个直径渐缩圆形体以小径端相互重合，组成同轴心体，从而由同轴心体中的两个渐缩伞形环面共同构成环状V形型腔结构。两个渐缩伞形环面的小径端相互重合形成环面分界线。同轴心体中的一个直径渐缩圆形体的每个沟槽11.1与另一个直径渐缩圆形体的每个凸起11.2逐个两两对应。模压管壁时，由同轴心体中两个相对渐缩伞形环面上各自模压出的成型规则波状褶纹16之间形成管壁压缩折叠线17，管壁压缩折叠线17即由同轴心体环面分界线模压形成，此环面分界线即构成凹模11环状V形型腔底部分界线。管壁压缩折叠线17作为对铝箔伸缩软管15进行压缩时相邻两圈高弹钢丝骨架间的对中折线，从而能使管壁压缩折叠线17两侧沿同一螺旋线轨迹在圆周方向分布的两组成型规则波状褶纹16，以管壁压缩折叠线17为对中折线凹凸相对地进行压缩折叠。此种结构形状的同轴心体即为本发明所表述的凹模11。凹模(11)总厚度与相邻两圈高弹钢丝骨架的间距相匹配。
附图说明
图1：本发明设备实例的轴测图。
图2：本发明设备实例的侧视图。
图3：本发明的工艺原理图。
图4：本发明设备上的凹模11轴测图。
1：缠绕装置 2：凸模 3：凸模支撑轴 4：凸模纵向调节座 4.1：凸模纵向调节座支撑轴5：凸模横向调节座 5.1：凸模横向调节座支撑轴 6：挡圈 7：凸模旋转轴 8：凹模旋转轴9：凹模纵向调节座 9.1：凹模纵向调节座支撑轴 10：缠绕辊组中心支撑轴 11：凹模11.1：沟槽 11.2：凸起 12：缠绕辊组 13：铝箔复合膜带 14：高弹钢丝 15：铝箔伸缩软管16：成型规则波状褶纹 17：管壁压缩折叠线
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明做进一步描述：
如图3所示，将从烘干装置输送来的已涂胶并初步固化的铝箔复合膜带13按设定旋向以螺旋方式缠绕在缠绕辊组12上，相邻两层铝箔复合膜带13重叠部分相互粘合，其中包覆螺旋高弹钢丝14，在缠绕辊组12的旋转带动下绕制成以高弹钢丝14为螺旋骨架，以铝箔复合膜带13为覆层的直壁圆管。为实现在上述直壁圆管管壁上制作成型规则波状褶纹，设备设置紧接缠绕装置褶纹模压装置，褶纹模压装置的核心部件是凹模11和凸模2。利用凹模11、凸模2的模压作用力，在旋转的铝箔伸缩软管管壁上压制出成型规则波状褶纹。具体工艺过程是：在缠绕辊组12的前端内侧配置凹模11，这样凹模11的外圆便可与输出自缠绕辊组12的铝箔伸缩软管15的管壁内壁贴合。在缠绕辊组12外侧配置凸模2，使凸模2能挤压铝箔伸缩软管15的管壁的外壁，借助于一定作用力将管壁压入凹模11的型腔。凸模2的挤压工作面由弹性材料制成。凹模11和凸模2均是外形为圆形的旋转体，二者构成旋转式模压副。通过调整相关零部件，确定凹模11和凸模2以及缠绕辊组12的正确位置布局关系，其中重点是使凹模11的环状V形型腔底部分界线与位于铝箔伸缩软管15中相邻两圈高弹钢丝骨架中间位置的管壁压缩折叠线17对齐，并使凹模11的端面倾角与管壁螺旋线升角方向一致，这样即可在两圈高弹钢丝骨架中间的管壁上模压出成型规则波状褶纹16，并使褶纹相对于管壁压缩折叠线17对中分布，管壁压缩时褶纹即以管壁压缩折叠线17为对中折线折叠。当铝箔伸缩软管15的管壁进入凹模11和凸模2所构成的模压副作用区间后，借助于一定作用力使得凸模2将管壁压入凹模11的型腔。在凹模11的型腔内，管壁材料在凸模2的弹性材料的弹性力作用下被压入凹模11的环状V形型腔而产生模压变形。凹模11、凸模2分别与铝箔伸缩软管15的内壁、外壁作滚动摩擦，三者一同旋转，连续不断地沿螺旋线轨迹在管壁周向模压出成型规则波状褶纹16。
为了正确设定凹模11和凸模2以及缠绕辊组12三者的正确位置布局关系，本发明以缠绕辊组12和其上的铝箔伸缩软管的有关构造特征，包括缠绕辊组中心支撑轴10轴心、高弹钢丝骨架等为设置凹模11、凸模2的参考基准，以一系列与凹模11、凸模2相关的具有支撑、定位、调节、固定及操作等功能的零部件，如图1、图2所示，包括凸模支撑轴3、凸模纵向调节座4、凸模纵向调节座支撑轴4.1、凸模横向调节座5、凸模横向调节座支撑轴5.1、挡圈6、凸模旋转轴7、凹模旋转轴8、凹模纵向调节座9、凹模纵向调节座支撑轴9.1、缠绕辊组中心支撑轴10等。上述零部件按照特定装配连接关系组合在一起，即构建起凹模11和凸模的支撑体系，据以和缠绕辊组12建立预定的工艺位置关系。
实现上述在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺的关键是解决绕制和模压之间的工艺关系。缠绕装置所完成的绕制工序是其后褶纹模压装置所完成的模压工序的前置工序。缠绕装置中的缠绕辊组12是实现铝箔伸缩软管绕制工艺的核心工艺部件。为实现前置绕制工艺与后置模压工艺在整个工艺系统中的协调配合，重点将褶纹模压装置中的核心工艺部件即凹模11与凸模2，按工艺要求，相对于缠绕辊组12进行工艺布局，通过配置相关零部件，实现模压副与缠绕辊组12之间在整个系统中的正确配合。
本发明实施例中，以设备为主要实现手段达至上述预期工艺目的，设备核心装置的具体配置结构是：如图1、图2所示，在缠绕辊组中心支撑轴10上安装凹模纵向调节座9，凹模纵向调节座9上安装凹模旋转轴8，凹模旋转轴8上安装凹模11，凹模11可绕凹模旋转轴8旋转。在凸模支撑轴3上安装凸模纵向调节座4，凸模纵向调节座4上安装凸模横向调节座5，凸模横向调节座5上安装凸模旋转轴7，凸模旋转轴7上安装凸模2，凸模2可绕凸模旋转轴7旋转。凹模纵向调节座9可沿缠绕辊组中心支撑轴10轴向调节位置，也可绕缠绕辊组中心支撑轴10调节径向角度位置。凹模旋转轴8可沿凹模纵向调节座支撑轴9.1调节轴向位置及径向角度位置。凸模横向调节座5可沿凸模纵向调节座支撑轴4.1调节轴向位置及径向角度位置。同样，凸模旋转轴7可沿凸模横向调节座支撑轴5.1调节轴向位置及径向角度位置。挡圈6用于限定凸模纵向调节座4沿凸模支撑轴3的轴向位置。凸模纵向调节座4可绕凸模支撑轴3转动。综上所述，由缠绕辊组中心支撑轴10、凹模纵向调节座9、凹模旋转轴8等组成凹模11的支撑体系，该体系使得凹模11实现在纵向、横向以及圆周方向的多维度位置调整。同样，由凸模支撑轴3、凸模纵向调节座4、凸模横向调节座5、凸模旋转轴7等组成凸模2的支撑体系，实现同凹模11同样的多维度位置调整功能。通过正确设定上述各功能零部件的连接装配关系及空间位置关系，即可得到缠绕辊组12、凹模11、凸模2三者之间符合模压工艺要求的配置关系。
本发明设备零部件的构造简单，装配、调整简单易行，同时容易制造与维护，能很满足现预定工艺要求。综上所述，本发明内容完全能够被应用于现实生产中，具有实用价值。
本发明不局限于上述最佳实施方式，本发明所表达的构思可运用其他类似的具体实施方式实现，它们应当理解为属于本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备，其特征在于：在设备中设置褶纹模压装置，褶纹模压装置的核心部件是凹模(11)和凸模(2)；利用凹模(11)、凸模(2)的模压作用力，在旋转的铝箔伸缩软管管壁上压制出成型规则波状褶纹；为实现上述目的，采用下述工艺及装置：首先将涂胶后的铝箔复合膜带(13)和高弹钢丝(14)在缠绕装置的核心部件即缠绕辊组(12)上进行螺旋绕制，此时绕制出的铝箔伸缩软管(15)的管壁呈直筒状；管壁在缠绕辊组(12)的旋转带动下，沿缠绕辊组中心支撑轴(10)的轴向向外输送；在缠绕辊组(12)的前端，即管壁输出端，设置褶纹模压装置的核心部件即凹模(11)和凸模(2)；凹模(11)和凸模(2)具体结构布局是：在缠绕辊组(12)的前端内侧配置凹模(11)，这样凹模(11)的外圆便可与输出自缠绕辊组(12)的铝箔伸缩软管(15)的管壁内壁贴合；在缠绕辊组(12)外侧配置凸模(2)，使凸模(2)能挤压铝箔伸缩软管(15)的管壁的外壁，借助于一定作用力将管壁压入凹模(11)的型腔；凸模(2)挤压面由弹性材料制成；凹模(11)和凸模(2)均是外形为圆形的旋转体，二者构成旋转式模压副；通过调整相关零部件，确定凹模(11)和凸模(2)以及缠绕辊组(12)的正确位置布局关系，其中重点是使凹模(11)的环状V形型腔底部分界线与位于铝箔伸缩软管(15)中相邻两圈高弹钢丝骨架中间位置的管壁压缩折叠线(17)对齐，并使凹模(11)的端面倾角与管壁螺旋线升角方向一致，这样即可在两圈高弹钢丝骨架中间的管壁上模压出成型规则波状褶纹(16)，并使褶纹相对于管壁压缩折叠线(17)相对分布，管壁压缩时褶纹即以管壁压缩折叠线(17)为对中折线折叠；当铝箔伸缩软管(15)的管壁进入凹模(11)和凸模(2)所构成的模压副作用区间后，借助于一定作用力使得凸模(2)将管壁压入凹模(11)的型腔；在凹模(11)的型腔内，管壁材料(铝箔膜)在凸模(2)的弹性材料的弹性力作用下被压入凹模(11)的环状V形型腔而产生模压变形；凹模(11)、凸模(2)分别与铝箔伸缩软管(15)的内壁、外壁作滚动摩擦，三者一同旋转，连续不断地沿螺旋线轨迹在管壁周向模压出成型规则波状褶纹(16)。
2.根据权利要求1所述的一种在铝箔伸缩软管管壁上制作模压成型规则波状褶纹的工艺及设备，其特征在于：凹模(11)在构造特征上相当于由两个相同结构形状的直径渐缩圆形体组合而成的同轴心体；每个直径渐缩圆形体在其渐缩伞形环面上加工出若干个沟槽(11.1)，沟槽(11.1)长度方向与渐缩伞形环面素线方向相向；沟槽(11.1)以直径渐缩圆形体轴心作为阵列中心进行均匀圆周阵列，相邻沟槽(11.1)间留有适当间隔，从而形成按圆周阵列状分布的凸起(11.2)；在同一直径渐缩圆形体的渐缩伞形环面上，因沟槽(11.1)与凸起(11.2)呈交错圆周阵列分布，使得整个直径渐缩圆形体的渐缩伞形环面在圆周方向上呈现出规则波纹形状；将两个直径渐缩圆形体以小径端相互重合，组成同轴心体，从而由同轴心体中的两个渐缩伞形环面共同构成环状V形型腔结构；两个渐缩伞形环面的小径端相互重合形成环面分界线；同轴心体中的一个直径渐缩圆形体的每个沟槽(11.1)与另一个直径渐缩圆形体的每个凸起(11.2)逐个两两对应；模压管壁时，由同轴心体中两个相对渐缩伞形环面上各自模压出的成型规则波状褶纹(16)之间形成管壁压缩折叠线(17)，管壁压缩折叠线(17)即由同轴心体环面分界线模压形成，此环面分界线即构成凹模(11)环状V形型腔底部分界线；管壁压缩折叠线(17)作为对铝箔伸缩软管(15)进行压缩时相邻两圈高弹钢丝骨架间的对中折线，从而能使管壁压缩折叠线(17)两侧沿同一螺旋线轨迹在圆周方向分布的两组成型规则波状褶纹(16)，以管壁压缩折叠线(17)为对中折线凹凸相对地进行压缩折叠；此种结构形状的同轴心体即为本发明所表述的凹模(11)；凹模(11)总厚度与相邻两圈高弹钢丝骨架的间距相匹配。
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