CN104943155B - 一种复合管翻边成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

一种复合管翻边成型装置及成型方法，成型装置的进出料架活动挡板采用特定的弧形结构，将单根复合管拨入工位及拨出。模具移动机构带动加热模具和成型模具移动，进行加热和翻边定型。加热时，升高的旋转支承轮组带动工位的复合管低速转动。翻边定型时，夹紧机构将复合管夹紧定位。本发明提出了两种新型模具移动机构：直线移动式和摆动移动式。同时，提出了应用上述装置进行复合管翻边成型的方法。与现有技术相比，本发明具有操作方便、省人省力、自动化程度高的有限，并且翻边定型的效率高、质量好，能够适用于各种复合管的翻边定型。

Description

一种复合管翻边成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种复合管成型设备，具体是一种复合管的管端内衬预热及翻边定型的设备及成型方法。

背景技术

工程塑料管具有重量轻、耐腐蚀性强、流体阻力小等特点，在自来水、电气等工程领域得到广泛应用。限于耐压能力较差、抗冲击力弱等不足，工程塑料管一般用于低压流体的输送。

为拓宽工程塑料管的应用范围，开发了复合管。这种复合管采用PVC、PE、PPR等作为内衬管，采用玻璃纤维缠绕管或者金属管作为外管。由于玻璃纤维、金属具有较强的承压能力及耐磨性，复合管承压能力提高到32MPa以上。

目前，复合管的生产多采用人工完成。先将水平放置的复合管一端卡紧吊起，调整为竖直状态。将下端加热，然后固定到加工台架上。台架的油缸顶起翻边模具，进行管端内衬的翻边定型。然后，将复合管调整为水平状态。工序繁琐，劳动强度较大，需要2～3人配合完成。由于复合管在加工过程中竖直，场地的高度空间一般在10m以上，占据空间较大。

实用新型专利CN2014136424、发明专利CN104441603A提供的复合管的管端翻边设备采用手持加热器，油缸带动成型模具压制成型的方法，由于人为控制加热温度和时间等参数，翻边质量得不到保障，自动化程度低，不便于批量生产。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种操作方便、省人省力、自动化程度高且成型效率高质量好的复合管翻边成型装置及成型方法。

首先给出复合管翻边成型装置的技术方案是：包括进出料架、管端成型机构、液压系统以及控制系统；所述的进出料架包括并行布置的进料架和出料架，所述进料架和出料支架之间安装由至少两个用于定位管体的定位板构成作业工位；每个定位板旁并列设置有可升降的旋转支撑轮组，所述旋转支撑轮组包括可升降的底座以及其上相对布置的至少两个可受控旋转的支撑轮；所述进料架体后端铰链安装进料活动挡板，所述出料架体前端铰链安装出料活动挡板，所述进料活动挡板连接进料油缸且能够在其作用下动作将复合管由进料架拨动到作业工位，所述出料活动挡板连接出料油缸且能够在其作用下动作将复合管由作业工位拨动至出料架；所述管端成型机构位于进出料架的侧面，所述的管端成型机构包括支撑架以及安装在其上的夹紧装置、模具移动机构、加热模具和成型模具；所述夹紧装置安装在靠近进出料架的支撑架一侧，其包括支撑座以及悬挂在支撑座上方且能够上下移动的活动夹板，且所述的支撑座与作业工位位于同一轴线；所述模具移动机构安装在远离进出料架的支撑架一侧且在支撑架上能够沿复合管径向移动定位，所述模具移动机构上分别安装可沿复合管轴向进退的加热模具和成型模具；所述进料油缸、出料油缸分别与液压系统连接。

上述方案可进一步优选为：

优选的，所述模具移动机构为直线移动机构或者摆动机构；所述直线移动机构为丝杠式直线移动机构或者液压缸直线移动机构；所述摆动机构包括支架、扇形摆动架以及摆动架液缸，其中所述扇形摆动架中部铰接在支架上，所述扇形摆动架下端的顶点与摆动架液缸的活塞杆端部铰接；所述加热模具和成型模具分别安装在所述扇形摆动架上端的弧面两侧；进一步优选的，所述扇形摆动架通过中间轴、轴承座与支架铰链连接，所述扇形摆动架下端通过下轴与摆动架油缸铰链连接，所述摆动架液缸与液压系统连接。。

优选的，所述进出料架的架体上平面呈一定的斜度，便于复合管向前滚动。

优选的，所述旋转支撑轮组中相对布置的支撑轮之间的间距能够调节，以适应不同管径的复合管。

优选的，所述加热模具和成型模具通过活动支座安装在采用直线移动机构的模具移动机构上，且加热模具和成型模具能够沿活动支座上下移动定位；直线移动机构和活动支座配合实现加热模具和成型模具与复合管端部对准。

优选的，所述旋转支撑轮组的底座通过升降油缸实现升降动作，所述夹紧装置的活动夹板通过夹紧油缸实现上下移动，所述模具移动机构通过直线油缸实现移动，所述加热模具和成型模具分别通过预热推进油缸和成型推进油缸实现进退动作；所述升降油缸、夹紧油缸、直线油缸、预热推进油缸和成型推进油缸分别与液压系统连接。

优选的，所述加热模具的加热形式为热风加热、电热丝加热或者电磁加热形式，加热模具用于加热待翻边部分的内衬管，根据内衬管的材质不同以及外形尺寸不同，可以更换不同的加热形式。

优选的，所述成型模具上装有用于降低翻边模具表面温度的冷却水循环管；翻边成型模具为复合管内衬翻边的直接工作部分，翻边成型模具装有冷却水循环管，用于降低翻边模具的表面温度；成型模具工艺包括但不限于翻边、扩孔、定型等。

优选的，本发明中的包括外管体以及内衬管，所述外管体包括金属管、玻璃纤维管等管体，所述内衬管包括PVC管、PE管以及PPR管等可塑材料管，管端包括直管以及法兰、由壬、丝扣接箍连接形式。

接着给出应用上述复合管翻边成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将进料架上的复合管加工端对齐，内衬管倒内角，内壁涂抹油性脱模剂；

（2）进料架的进料活动挡板每次将单根复合管拨入作业工位，旋转支撑轮组升高带动复合管升起并低速转动；

（3）模具移动机构将加热模具移动到位，对管端加热，内衬管软化；

（4）旋转支撑轮组停止转动并降低使复合管落入作业工位，并使夹紧装置将复合管夹紧定位；

（5）模具移动机构将成型模具移动到位，对内衬管进行翻边定型并冷却；

（6）夹紧装置松开复合管，出料活动挡板将翻边后的单根复合管拨出工位进入出料架。

进一步优选的，通过行程开关或者位置传感器控制加热模具在管端处的移动距离；通过压力测试元件测试成型模具对管端的压力值；通过调节进出料架排数、旋转支撑轮组距离、工装及对时间、温度、压力等工艺参数调整，可对不同型号规格的复合管进行翻边。

本发明的原理是：进出料架活动挡板采用特定的结构（弧形），将单根复合管拨入工位及拨出；模具移动机构带动加热模具和成型模具移动，进行加热和翻边定型；加热时，升高的旋转支承轮组带动工位的复合管低速转动；翻边定型时，夹紧装置将复合管夹紧定位；与现有技术相比，本发明具有操作方便、省人省力、自动化程度高的有限，并且翻边定型的效率高、质量好，能够适用于各种复合管的翻边定型。

附图说明

图1为复合管翻边装置总体结构示意图

图2为复合管拨入作业工为时的进出料架结构示意图

图3为复合管拨出作业工为时的进出料架结构示意图

图4为直线移动式管端成型机构结构示意图

图5为摆动移动式管端成型机构结构示意图

图6为图4的俯视图；

图7为成型模具结构示意图

图8为复合管翻边机构液压原理图

图9为复合管翻边成型前的结构示意图

图10为复合管翻边成型后的结构示意图

图中：送料小车1；进料架2，进料架体21，进料油缸22，进料活动挡板23，旋转支撑轮组24；管端成型机构3，扇形摆动架301，摆动架油缸302，支架303，轴承座304，支撑架31，预热推进油缸32，直线移动机构33，活动支座34，加热模具35，支撑座36，成型推进油缸37，夹紧油缸38，成型模具39，进水管391，固定接头392，出水管393，成型端394，活动夹板310；液压系统4，油箱41，滤油器42，液压泵43，溢流阀44，蓄能器45，减压阀46，换向阀47，换向阀48，换向阀49，单向节流阀410，减压阀411，调速阀412，换向阀413，调速阀414，换向阀415；出料架5，出料活动挡板51，出料油缸52，出料架体53；复合管6，管体61，接箍62，内衬管63。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明。

结合图1，为本发明提供的复合管翻边装置包括送料小车1、进料架2、管端成型机构3、液压系统4、出料架5以及热风循环系统、冷却水循环系统及控制系统等部分。液压系统为进料活动挡板、出料活动挡板、夹紧装置和模具移动机构提供动力。热风循环系统、冷却水循环系统及控制系统等均为通用工业设备，不再赘述。

结合图2-3，进料架2和出料架5用于单根复合管输送，主要包括进料架体21、进料油缸22、进料活动挡板23、定位板、旋转支撑轮组24、出料油缸52、出料活动挡板51、出料架体53；架体上平面为一斜平面，本发明具体到2°，便于复合管向前滚动；定位板为弧形槽结构，三组分别布置在料架的两侧以及中部作为作业工位，旋转支撑轮组24不工作时略低于定位板；进料活动挡板23铰链安装在进料架体后端，进料活动挡板23的内外边缘为特定的弧形结构，绕铰链转动时，外弧线的运动轮廓为圆形；内弧线与复合管的外形尺寸相近；出料活动挡板51铰链安装在出料架体前端。旋转支撑轮组24安装在可升降底座上，轮组间距可以调整。

进料油缸22的活塞杆伸出带动进料活动挡板23逆时针摆动，完成单根复合管的拾取。进料油缸22的活塞杆缩回带动进料活动挡板23顺时针摆动将复合管由进料架2拨动到工位处；

加热过程中，旋转支承轮组24升高并开始转动，将复合管从定位板上托起并带动复合管转动。

翻边定型过程中，旋转支撑轮组24停止转动并降低，复合管再次落到定位板上。同时，加紧机构夹紧复合管的金属接箍位置，进行定位。

完成翻边定型后，松开夹紧装置，出料油缸52带动出料活动挡板51顺时针摆动，将复合管拨动到出料架5上。

结合图4，管端成型机构3进行复合管的管端内衬加热和翻边成型，其采用直线移动式的模具移动机构；主要包括支撑架31、预热推进油缸32、直线移动机构33、活动支座34、加热模具35、支撑架36、成型推进油缸37、夹紧油缸38、成型模具39和活动夹板310。预热推进油缸32和成型推进油缸安装在支撑架的活动支座34上；直线移动机构33的底座紧固在支撑架的中间横梁上；其中，预热推进油缸32安装加热模具；成型推进油缸37安装成型模具。

结合图5-6，为摆动移动式管端成型机构，与直线移动式管端成型机构实现同样的功能，即实现加热模具和成型模具在复合管轴向和径向上对准定位(（同轴线定位），其主要包括扇形摆动架301，摆动架油缸302，支架303，轴承座304，预热推进油缸32，加热模具35，成型推进油缸37，成型模具39。扇形摆动架301的中间轴通过轴承座304与支架303铰链连接，扇形摆动架301的下轴与摆动架油缸302铰链连接，在扇形摆动架301上分别固定预热推进油缸32和成型推进油缸37，两个推进油缸上分别安装加热模具35和成型模具39。

结合图4-图6，所述的加热模具可以为热风枪、铸铝加热器、电热丝加热器等，为通用技术，不再赘述。

结合图7，成型模具主要用于复合管的翻边成型及冷却，主要包括进水管391、固定接头392、出水管393、成型端394。进水管391和出水管393与成型部分的内腔相连，起冷却作用；成型端用于复合管的内衬翻边成型及冷却。成型模具的外形根据端部成型的具体形状而定，不再赘述。

结合图8，成型设备以直线移动式管端成型机构为例，液压系统4控制相关油缸的运行顺序如下：

（1）换向阀47左位，进料油缸22带动进料活动挡板23动作，完成单根复合管的进料；

（2）直线往复机构33将加热模具35移动到与复合管6同轴线；换向阀48右位，预热推进油缸32推动加热模具35前进，进行内衬的加热，达到预定时间，换向阀48左位，预热推进油缸32带动加热模具35退回；

（3）夹紧油缸38带动活动夹板310夹紧复合管接箍；

（4）直线往复机构33将成型模具39移动到与复合管6同轴线；换向阀415左位，成型推进油缸37推动成型模具39前进，完成内衬翻边成型，换向阀415右位，成型推进油缸37带动成型模具39退回；

（5）换向阀49右位，夹紧油缸38带动活动夹板310松开；换向阀48左位，出料油缸52带动出料活动挡板51动作，完成复合管的出料，及时复位；同时，换向阀47右位，进料油缸22运行，将下一根复合管移入工位。

结合图9-10，为本发明需要加工的复合管6的端部结构示意图；复合管主要包括管体61、接箍62、内衬管63。加工前，内衬管63为薄壁直管，粘合在管体62内，外伸至接箍62以外；加工后，内衬管63外翻，压紧在接箍的环形平面上，外翻面平整。

以长度8m，内径1000mm，外管为玻璃纤维缠绕管、内衬管为聚乙烯（PE）管、头端为由壬形式的复合管为例，内衬管为壁厚为3mm，外伸长度10mm，进行直角翻边。

以下给出两种不同成型装置的成型方法，两种不同在于成型装置分别采用了不同移动方式的管端成型机构）

第一种具体的成型方法（采用图4所示的直线移动式管端成型机构）

（1）将放置在进料架2上的复合管6加工端对齐，端口处的内衬管倒1×1的内角，并在内壁50mm范围内涂抹油性脱模剂；

（2）液压系统4的进料油缸22带动进料活动挡板23顺时针（从图1中的翻边成型机构一侧看）摆动，将复合管6拨到定位板处，静止的旋转支撑轮组24升高，将复合管6托起，开始带动复合管6低速转动；

（3）管端成型机构3的直线位移机构33移动，使得加热模具35（热风式）与位于工位的复合管6同轴线，预热推进油缸32带动加热模具35前进到位，当油缸活塞杆前端触动到行程开关时停止，利用180℃左右的热风对管端的内衬管加热软化，然后预热推进油缸油缸32带动加热模具35退回；

（4）旋转支撑轮组24停止转动，下降，复合管6落回定位板。管端成型机构3的夹紧油缸38带动活动夹板310下行与支撑座36一起夹紧复合管6的接箍；

（5）管端成型机构3的直线移动机构33再次移动，使得成型模具39与工位处的复合管6同轴线，成型推进油缸37带动成型模具39前进，油缸进油管测试到的压力值0.5MPa，成型模具压紧内衬管翻边定型15s～30s，冷却水通过成型模具90s，然后成型推进油缸37带动成型模具39退回；

（6）管端成型机构3的夹紧油缸38带动活动夹板310退回，松开夹紧处；

（7）出料架5的出料油缸52带动出料活动挡板51顺时针摆动，将工位处的复合管6拨动到出料架5。

第二种成型方法2（采用图5、6所示的摆动移动式管端成型机构）

步骤（1）、（2）与成型方法1相同；

（3）管端成型机构3的摆动架油缸302推动扇形摆动架301顺时针摆动，使得加热模具35与工位的复合管6同轴线，预热推进油缸32带动加热模具35前进，直到触动行程开关，利用180℃左右的热风对管端的PE内衬管加热软化，预热推进油缸32带动加热模具35退回；

步骤（4）与成型方法1相同；

（5）管端成型机构3的摆动架油缸302推动扇形摆动架301逆时针摆动，使得成型模具39与工位的复合管6同轴线，成型推进油缸37带动成型模具39前进，油缸进油管测试到的压力值0.5MPa，成型模具压紧内衬管翻边定型15s～30s，冷却水通过成型模具90s，成型推进油缸37带动成型模具39退回；

步骤（6）、（7）与成型方法1相同。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的成型装置及方法，且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种复合管翻边成型装置，其特征在于：包括进出料架、管端成型机构、液压系统以及控制系统；所述的进出料架包括并行布置的进料架和出料架，所述进料架和出料架之间安装由至少两个用于定位管体的定位板构成作业工位；每个定位板旁并列设置有可升降的旋转支撑轮组，所述旋转支撑轮组包括可升降的底座以及其上相对布置的至少两个可受控旋转的支撑轮；所述进料架体后端铰链安装进料活动挡板，所述出料架体前端铰链安装出料活动挡板，所述进料活动挡板连接进料油缸且能够在其作用下动作将复合管由进料架拨动到作业工位，所述出料活动挡板连接出料油缸且能够在其作用下动作将复合管由作业工位拨动至出料架；所述管端成型机构位于进出料架的侧面，所述的管端成型机构包括支撑架以及安装在其上的夹紧装置、模具移动机构、加热模具和成型模具；所述夹紧装置安装在靠近进出料架的支撑架一侧，其包括支撑座以及悬挂在支撑座上方且能够上下移动的活动夹板，且所述的支撑座与作业工位位于同一轴线；所述模具移动机构安装在远离进出料架的支撑架一侧且在支撑架上能够沿复合管径向移动定位，所述模具移动机构上分别安装可沿复合管轴向进退的加热模具和成型模具；所述进料油缸、出料油缸分别与液压系统连接。

2.根据权利要求1所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述模具移动机构为直线移动机构或者摆动机构；所述直线移动机构为丝杠式直线移动机构或者液压缸直线移动机构；所述摆动机构包括支架、扇形摆动架以及摆动架液缸，其中所述扇形摆动架中部铰接在支架上，所述扇形摆动架下端的顶点与摆动架液缸的活塞杆端部铰接；所述加热模具和成型模具分别安装在所述扇形摆动架上端的弧面两侧；所述摆动架液缸与液压系统连接。

3.根据权利要求2所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述扇形摆动架通过中间轴、轴承座与支架铰链连接，所述扇形摆动架下端通过下轴与摆动架油缸铰链连接。

4.根据权利要求1所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述进出料架的架体上平面呈一定的斜度；所述旋转支撑轮组中相对布置的支撑轮之间的间距能够调节。

5.根据权利要求1所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述加热模具和成型模具通过活动支座安装在采用直线移动机构的模具移动机构上，且加热模具和成型模具能够沿活动支座上下移动定位。

6.根据权利要求1所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述旋转支撑轮组的底座通过升降油缸实现升降动作，所述夹紧装置的活动夹板通过夹紧油缸实现上下移动，所述模具移动机构通过直线油缸实现移动，所述加热模具和成型模具分别通过预热推进油缸和成型推进油缸实现进退动作；所述升降油缸、夹紧油缸、直线油缸、预热推进油缸和成型推进油缸分别与液压系统连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述加热模具的加热形式为热风加热、电热丝加热或者电磁加热；所述成型模具上装有用于降低翻边模具表面温度的冷却水循环管。

8.根据权利要求1-6任一所述的复合管翻边成型装置，其特征在于：所述复合管包括外管体以及内衬管，所述外管体为金属管或者玻璃纤维管，所述内衬管为PVC管、PE管或者PPR管，管端为直管或者法兰、由壬、丝扣接箍连接形式。

9.应用权利要求1-8任一所述复合管翻边成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将进料架上的复合管加工端对齐，内衬管倒内角，内壁涂抹油性脱模剂；

（2）进料架的进料活动挡板每次将单根复合管拨入作业工位，旋转支撑轮组升高带动复合管升起并低速转动；

（3）模具移动机构将加热模具移动到位，对管端加热，内衬管软化；

（4）旋转支撑轮组停止转动并降低使复合管落入作业工位，并使夹紧装置将复合管夹紧定位；

（5）模具移动机构将成型模具移动到位，对内衬管进行翻边定型并冷却；

（6）夹紧装置松开复合管，出料活动挡板将翻边后的单根复合管拨出工位进入出料架。

10.根据权利要求9所述的所述复合管翻边成型装置的成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中通过行程开关或者位置传感器控制加热模具在管端处的移动距离；所述步骤（5）中通过压力测试元件测试成型模具对管端的压力值。