CN105478552B - 一种管子弯曲成形的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械制造加工领域，特指一种用于将铜管、铝管或薄壁钢管等管子弯曲成规则的螺旋线形状的一种管子弯曲成形的加工方法，其加工机床主要由床身，卡盘，夹具总成，顶尖，尾座，横向数控电机，横向滚珠丝杆，横向滑板，纵向滑板，成型座，纵向数控电机，纵向滚珠丝杆，数控系统和主轴转动编码器构成。本发明的加工机床构思巧妙，结构合理，操作简便，本发明的管子弯曲成形方法工艺性好，能将铜管、铝管或薄壁钢管等管子弯曲成规则的螺旋线形状。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造加工领域，特指一种用于将铜管、铝管或薄壁钢管等管子弯曲成规则的螺旋线形状的一种管子弯曲成形的加工方法。
背景技术
在机械制造加工领域经常需要将铜管、铝管、薄壁钢管等管子弯曲成螺旋线形状。然而，如果没有合适的加工方法就不能将铜管、铝管或薄壁钢管等管子弯曲成符合要求的螺旋线形状，甚至会发生管子压扁、变形、扭曲、压裂、形状不规则等缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种管子弯曲成形的加工方法。
本发明所采用的技术方案是：
所述一种管子弯曲成形的加工方法，其加工机床主要由机床主机，三爪卡盘，夹具总成，顶尖，尾座，横向数控电机，横向滚珠丝杆，横向滑板，纵向滑板，成型座，纵向数控电机，纵向滚珠丝杆，数控系统和主轴转动编码器构成。所述三爪卡盘与所述机床主机的主轴连接。所述夹具总成有半圆弧槽I，所述成型座有半圆弧槽II。所述夹具总成主要由螺母，端板，双头螺栓I，夹具体I，夹具体II，芯轴，夹具体IV，双头螺栓II和夹具体III构成。所述夹具体I的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体II的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体III的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体IV的外圆柱面有半圆弧槽段。当所述夹具体I、所述夹具体II、所述夹具体III和所述夹具体IV组成一个完整的圆柱体时，所述夹具体I的半圆弧槽段，所述夹具体II的半圆弧槽段，所述夹具体III的半圆弧槽段和所述夹具体IV的半圆弧槽段构成了一个规则的、连续的螺旋线槽，即所述半圆弧槽I。所述双头螺栓I有左旋螺纹I和右旋螺纹I。所述双头螺栓II有左旋螺纹II和右旋螺纹II。所述夹具体I有左旋螺孔I、面I，所述夹具体III有右旋螺孔I、面II，所述夹具体II有左旋螺孔II，所述夹具体IV有右旋螺孔II。所述左旋螺纹I与所述左旋螺孔I配合，所述右旋螺纹I与所述右旋螺孔I配合，所述左旋螺纹II与所述左旋螺孔II配合，所述右旋螺纹II与所述右旋螺孔II配合。所述端板有切口圆孔、面III、面IV和通孔I，所述通孔I的形状为矩形半圆通孔。所述面I、所述面II、所述面III和所述面IV的弧面半径相同。所述面III和所述面IV关于所述切口圆孔对称分布。所述芯轴有切口圆柱、通孔II和通孔III。所述切口圆孔与所述切口圆柱配合。所述通孔I的半圆半径大于所述双头螺栓I的螺纹大径的一半。所述通孔II的直径大于所述双头螺栓I的螺纹大径。所述通孔III的直径大于所述双头螺栓II的螺纹大径。
本发明的有益效果是：
本发明的加工方机床构思巧妙，结构合理，操作简便，本发明的管子弯曲成形方法工艺性好，能将铜管、铝管和薄壁钢管等管子弯曲成规则的螺旋线形状。
附图说明
下面结合本发明的图形进一步说明：
图1、图2是本发明的加工机床的结构示意图。
图3是所述夹具总成的结构示意图。
图4是所述成型座的结构示意图。
图5是所述夹具总成的爆炸图。
图6是所述夹具总成的部分结构示意图。
图7是所述双头螺栓I的结构示意图。
图8是所述双头螺栓II的结构示意图。
图9是所述夹具体I的结构示意图。
图10是所述夹具体II的结构示意图。
图11是所述夹具体III的结构示意图。
图12是所述夹具体IV的结构示意图。
图13、图14、图15是所述端板的结构示意图。
图16、图17是所述芯轴的结构示意图。
图中，1.机床主机，2.三爪卡盘，3.夹具总成，4.顶尖，5.尾座，6.横向数控电机，7.横向滚珠丝杆，8.横向滑板，9.纵向滑板，10.成型座，11.半圆弧槽I，12.半圆弧槽II，13.螺母，14.端板，15.双头螺栓I，16.夹具体I，17.夹具体II，18.芯轴，19.夹具体IV，20.双头螺栓II，21.夹具体III，22.左旋螺纹I，23.右旋螺纹I，24.左旋螺纹II，25.右旋螺纹II，26.左旋螺孔I，27.面I，28.右旋螺孔I，29.面II，30.左旋螺孔II，31.右旋螺孔II，32.切口圆孔，33.面III，34.面IV，35.通孔I，36.切口圆柱，37.通孔II，38.通孔III，39.纵向数控电机，40.纵向滚珠丝杆。
具体实施方式
所述一种管子弯曲成形的加工方法，其加工机床主要由所述机床主机1，所述三爪卡盘2，所述夹具总成3，所述顶尖4，所述尾座5，所述横向数控电机6，所述横向滚珠丝杆7，所述横向滑板8，所述纵向滑板9，所述成型座10，所述纵向数控电机39，所述纵向滚珠丝杆40，数控系统和主轴转动编码器构成。所述三爪卡盘2与所述机床主机1的主轴连接。所述夹具总成3有所述半圆弧槽I 11，所述成型座有半圆弧槽II 12。机床工作时，主轴转动编码器能跟踪主轴的转速并将信息传输到数控系统。所述夹具总成3主要由两只所述螺母13，两块所述端板14，两根所述双头螺栓I 15，所述夹具体I 16，所述夹具体II 17，所述芯轴18，所述夹具体IV 19，两根所述双头螺栓II 20和所述夹具体III21构成。所述夹具体I 16的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体II 17的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体III21的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体IV 19的外圆柱面有半圆弧槽段。当所述夹具体I 16、所述夹具体II 17、所述夹具体III21和所述夹具体IV 19组成一个完整的圆柱体时，所述夹具体I 16的半圆弧槽段，所述夹具体II 17的半圆弧槽段，所述夹具体III21的半圆弧槽段和所述夹具体IV 19的半圆弧槽段构成了一条规则的、连续的螺旋线槽，即所述半圆弧槽I 11。所述双头螺栓I 15的两头分别有所述左旋螺纹I 22和所述右旋螺纹I 23。所述双头螺栓II20的两头分别有所述左旋螺纹II 24和所述右旋螺纹II 25。所述夹具体I 16有两个左右对称分布的所述左旋螺孔I 26和两个左右对称分布的所述面I 27，所述夹具体III21有两个左右对称分布的所述右旋螺孔I 28和两个左右对称分布的所述面II 29，所述夹具体II 17有两个左右对称分布的所述左旋螺孔II 30，所述夹具体IV 19有两个左右对称分布的所述右旋螺孔II 31。所述左旋螺纹I 22与所述左旋螺孔I 26配合，所述右旋螺纹I 23与所述右旋螺孔I 28配合，所述左旋螺纹II 24与所述左旋螺孔II 30配合，所述右旋螺纹II 25与所述右旋螺孔II 31配合。所述端板14有所述切口圆孔32、所述面III33、所述面IV34和所述通孔I 35，所述通孔I 35的形状为矩形半圆通孔。所述面I27、所述面II 29、所述面III33和所述面IV 34的弧面半径相同。所述面III33和所述面IV34关于所述切口圆孔32对称分布。所述芯轴18有所述切口圆柱36、所述通孔II 37和所述通孔III38。所述切口圆孔32与所述切口圆柱36配合。所述通孔I 35的半圆半径大于所述双头螺栓I 15的螺纹大径的一半。所述通孔II 37的直径大于所述双头螺栓I 15的螺纹大径。所述通孔III38的直径大于所述双头螺栓II 20的螺纹大径。
所述夹具总成3的装配步骤如下：
将两根所述双头螺栓II 20分别插入所述芯轴18的两个所述通孔III38，通过旋转两根所述双头螺栓II 20在两根所述双头螺栓II 20的两头分别装入所述夹具体II 17和所述夹具体IV 19，将两根所述双头螺栓I 15分别插入所述芯轴18的两个所述通孔II 37，通过旋转两根所述双头螺栓I 15在两根所述双头螺栓I 15的两头分别装入所述夹具体I 16和所述夹具体III21，在所述芯轴18的两端各装入一块所述端板14，使两块所述端板14的两个所述通孔I 35相对并分别卡入到对应的所述双头螺栓I 15，然后各用一个所述螺母13旋紧。同时或交替旋动两根所述双头螺栓I 15，直到所述面I 27与所述面IV 34接触、所述面II 29与所述面III33接触。同时或交替旋动两根所述双头螺栓II 20，直到所述夹具体I16、所述夹具体II 17、所述夹具体III21和所述夹具体IV 19组成一个完整的圆柱体，此时所述夹具体I 16的半圆弧槽段，所述夹具体II 17的半圆弧槽段，所述夹具体III21的半圆弧槽段和所述夹具体IV 19的半圆弧槽段构成了一条规则的、连续的螺旋线槽，即所述半圆弧槽I 11。
将所述夹具总成3的所述芯轴18的一端夹在所述三爪卡盘2上，将所述芯轴18的另一端用所述尾座5上的所述顶尖4顶紧。
安装所述成型座10，修配其高度，使所述成型座10的上平面与所述芯轴18的中心轴线等高。
在控制系统的控制下，通过所述横向数控电机6、所述横向滚珠丝杆7、所述纵向数控电机39和所述纵向滚珠丝杆40将所述成型座10移动到正确的位置，也就是使所述半圆弧槽I 11和所述半圆弧槽II 12在经过所述芯轴18的中心轴线的水平平面上构成一个完整的圆。
机床调机时，对控制系统进行编程，启动机床，机床主轴转动，所述夹具总成3绕所述芯轴18的中心轴线与机床主轴同步转动，主轴转动编码器工作，在控制系统的控制下，所述横向数控电机6转动，所述横向滚珠丝杆7转动，所述成型座10在从左向右移动过程中始终保证所述半圆弧槽I 11和所述半圆弧槽II 12吻合，此时调机完成。
将相应直径的铜管、铝管或薄壁钢管裁剪成一定长度。
将一定长度的管子的一头密封，另一头充入高压气体或液压油并密封。
点动所述纵向数控电机39，所述纵向滚珠丝杆40转动，使所述成型座10在纵向方向上离开所述夹具总成3，将充有高压气体或液压油的管子一端放入所述半圆弧槽I 11内，在纵向方向上反方向移动所述成型座10，直到所述半圆弧槽II 12和所述半圆弧槽I 11吻合成一个完整的圆并将充有高压气体或液压油的管子夹住。
启动机床，充有高压气体或液压油的整根管子匀速通过所述半圆弧槽I 11和所述半圆弧槽II 12构成的圆弧，同时逐步贴服于所述半圆弧槽I 11内，于是逐步弯曲成规则的螺旋线形状。
停机，旋出右侧的所述螺母13，取出同一侧的所述端板14，同时或交替旋动两根所述双头螺栓II 20，使所述夹具体II 17和所述夹具体IV 19同时向里面收缩，同时或交替旋松两根所述双头螺栓I 15，使所述夹具体I 16和所述夹具体III21同时向里面收缩，退出所述顶尖4或所述尾座5，取下被弯曲成形的管子。
裁剪掉被弯曲成形的管子两头的封口。
Claims (1)
1.一种管子弯曲成形的加工方法，其加工机床主要由机床主机，三爪卡盘，夹具总成，顶尖，尾座，横向数控电机，横向滚珠丝杆，横向滑板，纵向滑板，成型座，纵向数控电机，纵向滚珠丝杆，数控系统和主轴转动编码器构成；其特征是：所述三爪卡盘与所述机床主机的主轴连接；所述夹具总成有半圆弧槽I，所述成型座有半圆弧槽II；所述夹具总成主要由螺母，端板，双头螺栓I，夹具体I，夹具体II，芯轴，夹具体IV，双头螺栓II和夹具体III构成；所述夹具体I的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体II的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体III的外圆柱面有半圆弧槽段，所述夹具体IV的外圆柱面有半圆弧槽段，当所述夹具体I、所述夹具体II、所述夹具体III和所述夹具体IV组成一个完整的圆柱体时，所述夹具体I的半圆弧槽段，所述夹具体II的半圆弧槽段，所述夹具体III的半圆弧槽段和所述夹具体IV的半圆弧槽段构成了一条规则的、连续的螺旋线槽，即所述半圆弧槽I；所述双头螺栓I的两头分别有左旋螺纹I和右旋螺纹I；所述双头螺栓II的两头分别有左旋螺纹II和右旋螺纹II；所述夹具体I有两个左右对称分布的左旋螺孔I和两个左右对称分布的面I，所述夹具体III有两个左右对称分布的右旋螺孔I和两个左右对称分布的面II，所述夹具体II有两个左右对称分布的左旋螺孔II，所述夹具体IV有两个左右对称分布的右旋螺孔II；所述左旋螺纹I与所述左旋螺孔I配合，所述右旋螺纹I与所述右旋螺孔I配合，所述左旋螺纹II与所述左旋螺孔II配合，所述右旋螺纹II与所述右旋螺孔II配合；所述端板有切口圆孔、面III、面IV和通孔I，所述通孔I的形状为矩形半圆通孔；所述面I、所述面II、所述面III和所述面IV的弧面半径相同；所述面III和所述面IV关于所述切口圆孔对称分布；所述芯轴有切口圆柱、通孔II和通孔III；所述切口圆孔与所述切口圆柱配合；所述通孔I的半圆半径大于所述双头螺栓I的螺纹大径的一半；所述通孔II的直径大于所述双头螺栓I的螺纹大径；所述通孔III的直径大于所述双头螺栓II的螺纹大径；
所述夹具总成的装配步骤如下：
将两根所述双头螺栓II分别插入所述芯轴的两个所述通孔III，通过旋转两根所述双头螺栓II在两根所述双头螺栓II的两头分别装入所述夹具体II和所述夹具体IV，将两根所述双头螺栓I分别插入所述芯轴的两个所述通孔II，通过旋转两根所述双头螺栓I在两根所述双头螺栓I的两头分别装入所述夹具体I和所述夹具体III，在所述芯轴的两端各装入一块所述端板，使两块所述端板的两个所述通孔I相对并分别卡入到对应的所述双头螺栓I，然后各用一个所述螺母旋紧；同时或交替旋动两根所述双头螺栓I，直到所述面I与所述面IV接触、所述面II与所述面III接触；同时或交替旋动两根所述双头螺栓II，直到所述夹具体I、所述夹具体II、所述夹具体III和所述夹具体IV组成一个完整的圆柱体，所述夹具体I的半圆弧槽段，所述夹具体II的半圆弧槽段，所述夹具体III的半圆弧槽段和所述夹具体IV的半圆弧槽段构成了一条规则的、连续的螺旋线槽，即所述半圆弧槽I；
将所述夹具总成的所述芯轴的一端夹在所述三爪卡盘上，将所述芯轴的另一端用所述尾座上的所述顶尖顶紧；
安装所述成型座，修配其高度，使所述成型座的上平面与所述芯轴的中心轴线等高；
在控制系统的控制下，通过所述横向数控电机、所述横向滚珠丝杆、所述纵向数控电机和所述纵向滚珠丝杆将所述成型座移动到正确的位置，也就是使所述半圆弧槽I和所述半圆弧槽II在经过所述芯轴的中心轴线的水平平面上构成一个完整的圆；
将管子弯曲成形的步骤如下：
第一步：调机
对控制系统进行编程，启动机床，机床主轴转动，所述夹具总成绕所述芯轴的中心轴线与机床主轴同步转动，主轴转动编码器工作，在控制系统的控制下，所述横向数控电机转动，所述横向滚珠丝杆转动，所述成型座从左向右移动过程中始终保证所述半圆弧槽I和所述半圆弧槽II吻合；
第二步：将相应直径的铜管、铝管或薄壁钢管裁剪成一定长度；
第三步：将一定长度的管子的一头密封，另一头充入高压气体或液压油并密封；
第四步：点动所述纵向数控电机，所述纵向滚珠丝杆转动，使所述成型座在纵向方向上离开所述夹具总成，将充有高压气体或液压油的管子一端放入所述半圆弧槽I内，在纵向方向上反方向移动所述成型座，使所述半圆弧槽II和所述半圆弧槽I吻合成一个完整的圆并将充有高压气体或液压油的管子夹住；
第五步：启动机床，充有高压气体或液压油的整根管子匀速通过所述半圆弧槽I和所述半圆弧槽II构成的圆弧，同时逐步贴服于所述半圆弧槽I内，于是逐步弯曲成规则的螺旋线形状；
第六步：停机
旋出右侧的所述螺母，取出同一侧的所述端板，同时或交替旋动两根所述双头螺栓II，使所述夹具体II和所述夹具体IV同时向里面收缩，同时或交替旋松两根所述双头螺栓I，使所述夹具体I和所述夹具体III同时向里面收缩，退出所述顶尖或所述尾座，取下被弯曲成形的管子；
第七步：裁剪掉被弯曲成形的管子两头的封口。
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