CN106944522B - 精密铜管全自动成型机及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于铜管成型技术领域，公开了一种精密铜管全自动成型机及其成型方法。精密铜管全自动成型机包括底座及设置于底座上的进料组件、送料组件、铜管夹紧组件、冲模组件、出料组件、打料组件，能实现进料、送料、夹料、冲料、出料的自动化。精密铜管全自动成型机的铜管成型方法包括采用打料组件将黏连在夹具中的铜管打入送料组件中。本发明的精密铜管全自动成型机及其成型方法具有自动化程度高、工作可靠、故障率低的优势。

Description

精密铜管全自动成型机及其成型方法

技术领域

本发明属于铜管成型技术领域，尤其涉及一种精密铜管全自动成型机及其成型方法。

背景技术

铜管在空调、压缩机、热交换设备等工业领域有着广泛的应用，根据不同的应用场合，常常需要对铜管的端部进行成型加工，例如扩口、缩口或制作成其它特定的形状。对铜管端部成型加工的方法，一般是将具有一定形状的模具冲头对铜管的端部进行冲压或挤压，从而得到所需的端部形状。其操作一般有人工冲压方式和机器冲压方式两种。人工冲压方式是将成型模具对准铜管的端部，用榔头进行敲打，操作难度大，劳动强度高，耗时费工且加工精度较低。机器冲压一般是将铜管料放到机床上设置的夹具中，并由机器上的模具冲头对铜管端部进行冲压成型，但一般需要人工送料、夹料、取料等，并需对机床进行较为复杂的操作。也有一些现有技术方案能实现进料、送料、夹料、冲料、出料中的部分工序自动化，但自动化程度仍然不高。且现有技术中往往未考虑到铜管具有一定的塑性，存在一定的黏连在夹料机构中的几率，因而在自动化的铜管成型机中，当铜管黏连在夹料机构中时容易出现故障，降低了机器的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可以连续对铜管进行冲压成型，并且生产效率高、使用安全、可靠的一种精密铜管全自动成型机及其成型方法。

精密铜管全自动成型机通过采用以下技术方案来实现的：

精密铜管全自动成型机，包括底座及设置于底座上的进料组件、送料组件、铜管夹紧组件、冲模组件、出料组件。进料组件用于放置需要加工的铜管，并在工作时铜管可进入到送料组件中；送料组件用于将铜管输送到工作位置，并在完工后将铜管输送到出料组件位置；铜管夹紧组件用于将铜管定位夹紧；冲模组件用于将夹紧的铜管进行加工；出料组件用于放置加工完成的铜管。

具体来说，进料组件包括进料斗、设置在进料斗上的进料气缸，工作时进料气缸振动实现铜管落料；出料组件包括出料斗，铜管夹紧组件包括上夹具体、下夹具体、夹具油缸，夹具油缸与下夹具体固定连接，上夹具体、下夹具体上设有定位铜管用的定位槽，当夹具油缸动作时带动下夹具体相对于上夹具体产生对合动作，从而实现铜管在定位槽中的定位和夹紧；送料组件包括送料气缸、与送料气缸连接的送料架，送料组件设于铜管夹紧组件的一侧，进料组件设于送料组件的上方，出料组件设于铜管夹紧组件的与进料组件相对的另一侧，形成围绕铜管夹紧组件的左右方向布置；工作时铜管从进料组件进入送料组件，送料组件由送料气缸带动送料架，将铜管送入上夹具体与下夹具体对合面之间的定位槽位置，并可将已完工的铜管送至出料组件；冲模组件围绕铜管夹紧组件的前后方向布置，其包括模具油缸、安装于模具油缸前端的模具，模具的冲模头中心设置成与上夹具体的定位槽中心同轴，当模具油缸前进时模具的冲模头挤压铜管的一端实现铜管的成型加工。冲模组件可以只设置一个，但更好的方案是前后均设置一个，以便能对铜管的两端都能加工。

考虑到铜管有一定的塑性，在加工过程中受到夹具的挤压有可能黏连在夹具体上，本发明的技术方案中，还设计了用于将黏连在铜管夹紧组件中的铜管脱开的打料组件。打料组件包括打料机构、连接所述打料机构的打料气缸。具体来说，是在打料机构上设置有一打料杆，打料杆打向铜管时可将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开；打料机构的具体结构，还包括在打料组件上设置的打料气缸、打料支座、导向杆、固定板、拐臂，其中打料支座固定在底座上，打料支座上设有导向孔，导向杆安装于打料支座的导向孔中，导向杆的顶端固定设置有所述固定板，打料气缸的本体与打料支座相对固定设置，打料气缸的推力杆的头部与固定板连接，拐臂的一端与导向杆固定连接，另一端固定连接打料杆；当打料气缸的推力杆来回运动时，推力杆带动固定板、导向杆、拐臂、打料杆一起移动；打料杆的一端延伸到接近铜管工作位处，由打料气缸推动打料杆打向铜管，实现将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开。

本发明中的冲模组件为两个，分置于铜管夹紧中心轴线方向的两侧，且冲模组件的冲模头中心与铜管夹紧中心轴线方向设置为同轴，这样就可以使用两个冲模组件分别对铜管的两端进行成型加工。

更进一步地，本发明中的打料杆头部还设置有带有向下倾斜面的铲料头，铲料头的头部延伸至出料组件的上方，当送料组件移动越过铲料头，将铜管送至出料组件位置后，打料组件的打料气缸动作，使打料杆上的铲料头下移至低于送料架中铜管的位置，随后送料组件回退，铜管被铲料头铲住并沿倾斜面上升，实现铜管与送料组件的脱开，随后依靠自重作用，沿铲料头的倾斜面滚入出料组件的出料斗中。更进一步地改进是，铜管在被铲料头铲住的过程中可由打料气缸实现上提操作，使得铲料更可靠。

精密铜管全自动成型机的成型方法通过以下步骤来实现：

步骤一：铜管放入精密铜管全自动成型机的进料斗中；

步骤二：通过进料气缸的振动，使铜管落放送料组件的凹槽内；

步骤三：送料气缸推动送料架，将铜管料送到上夹具体与下夹具体之间；

步骤四：夹具油缸动作，带动下夹具体相对于上夹具体产生对合动作，从而夹紧铜管；

步骤五：模具油缸动作，冲模头对铜管冲压，使铜管成型；

步骤六：模具油缸回退，夹具油缸回退，铜管从铜管夹紧组件中落入送料架；

步骤七：打料组件动作，打料杆打向铜管；如步骤六中出现铜管黏连在铜管夹紧组件上的情况，打料杆的打料动作会将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开，铜管落入送料架；

步骤八：送料组件将料送至出料斗。

步骤九：打料杆下移，送料组件回退，铜管被打料杆上设置的铲料头铲住，沿铲料头的倾斜面滚落入出料组件的出料斗中。

本发明的有益效果是：

(1)通过在底座上设置进料组件、送料组件、铜管夹紧组件、冲模组件、出料组件，实现了铜管成型过程中的进料、送料、夹料、出料的自动化，提高了生产效率。

(2)通过在精密铜管全自动成型机中设置打料头，可使得黏连在铜管夹紧组件中的铜管脱落，保证了机器工作的可靠性，降低了机器的故障率。

(3)冲模组件设置为两个，可同时加工铜管的两端，实现了生产高效化。

(4)利用打料杆头部设置的铲料头，实现出料自动化，结构简单可靠。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的精密铜管全自动成型机的结构示意图；

图2是精密铜管全自动成型机的铜管夹紧组件的上夹具体、下夹具体的结构示意图；

图3是精密铜管全自动成型机的模具油缸的结构示意图；

图4是图1精密铜管全自动成型机的打料组件部分的局部放大图；

图5是精密铜管全自动成型机的上夹具体、下夹具体及送料架的相对位置示意图；

图6是精密铜管全自动成型机的采用打料组件来实现打料效果的打料原理图；

图7是图6中涉及打料杆头部的打料头的K向视图；

图8是铜管加工后落入出料组件中的实现原理图。

图中：1、底座，2、夹具油缸，3、固定用角立柱，4、出料组件，5、底板， 6、模具油缸，7、打料组件，8、打料气缸，9、进料组件，10、进料气缸，11、控制面板，12、电机，13、油泵，14、送料气缸，15、送料组件，16、模具油缸，17、上平台，18、模具固定座，19、导向架，21、上夹具体，22、下夹具体，23、打料支座，24、导向杆，25、固定板，26、拐臂，27、打料杆，28、过渡套，29、U形开口，30、螺钉，31、螺钉，32、打料气缸的推力杆 ，33、送料架，34、打料杆的打料头，35、打料杆的铲料头，36、铜管，37送料架的凹槽，38、模具。

具体实施方式

实施例一：精密铜管全自动成型机。

如图1至图8所示，精密铜管全自动成型机的优先实施例示意图，它包括底座1以及在底座上设置的进料组件9、送料组件15、出料组件4，以及作为冲模组件的模具油缸6和模具油缸16；其中送料组件15、出料组件4为左右方向布置，模具油缸6和模具油缸16为前后方向布置。用于夹紧铜管的铜管夹紧组件包括上夹具体、下夹具体、夹具油缸，其布置在前后布置的模具油缸以及左右方向布置的送料组件15、出料组件4的中间。

本实施例中，铜管夹紧组件的上夹具体21固定在底座1的上平台17下面，而下夹具体设置在底座1上的夹具油缸2上；上夹具体21、下夹具体22上设有定位铜管用的定位槽，当夹具油缸动作时带动下夹具体相对于上夹具体产生对合动作，从而实现铜管在定位槽中的定位和夹紧。进料组件9包括进料斗、设置在进料斗上的进料气缸10，工作时进料气缸10振动实现铜管的振动落料；出料组件4包括出料斗，送料组件15包括送料气缸14、与送料气缸14连接的送料架33，送料组件15设于铜管夹紧组件的右侧，进料组件9设于送料组件的上方，出料组件4设于上夹具体的与进料组件相对的另一侧(形成左右方向布置)，工作时铜管从进料组件9通过振动落料进入送料组件15的凹槽37中，送料组件15由送料气缸14带动送料架33，将铜管送入上夹具体21与下夹具体22对合面之间的定位槽位置之间。当夹具油缸2做夹紧动作时，铜管被上夹具体向上托住并夹紧在上、下夹具体的定位槽中，当铜管加工完成后夹具油缸松开，铜管因自重回落至送料架33的凹槽中，这时送料气缸14继续前进可将已完工的铜管送至出料组件；

用于加工铜管的冲模组件包括模具油缸、安装于模具油缸前端的模具38，模具的冲模头中心设置成与上夹具体的定位槽中心同轴，当模具油缸前进时模具的冲模头挤压铜管的一端实现铜管的成型加工；本实施例中模具油缸为两个，分别为模具油缸6和模具油缸16，这样可以对铜管的两端在一次性装夹下都能进行加工，从而提高了机器的工作效率。

考虑到工作中铜管有黏连在夹具体中的可能，在底座的上平台17的上方设置了打料组件。打料组件包括打料机构、连接打料机构的打料气缸8，在打料机构上设置有打料杆27。本实施例中打料杆27的一端延伸至下面接近铜管工作位置处(如图6所示)。打料机构的具体结构中，还包括打料支座23、导向杆24、固定板25、拐臂26，其中打料支座23固定在底座1的上平台的上面。在打料支座上设有导向孔，导向杆24安装于打料支座23的导向孔中，导向杆24的顶端固定连接了固定板25，打料气缸8的本体与打料支座23相对固定设置，打料气缸8的推力杆 32与固定板25连接，拐臂26的一端与导向杆24通过螺钉31 固定连接，另一端则采用过渡套28、螺钉30与打料杆27固定连接；当打料气缸8的推力杆32来回运动时，推力杆带动固定板25、导向杆24、拐臂26、打料杆27一起来回移动；打料杆27下端的打料头34延伸到接近铜管工作位处，当铜管黏连在上夹具体21时，由打料气缸8推动打料杆27运动并打向铜管，实现将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开。

需要指出的是，如果铜管黏连在下夹具体22上，则当夹具油缸2带动下夹具体松开后，由于铜管跟随下夹具体22一起向下移动时，会被送料架33拦住从而与下夹具体22脱开，并进入送料架的凹槽37中。因此本实施例能保证不管铜管黏连在上夹具体21还是下夹具体22，都能保证脱开。

作为更进一步的改进，在打料杆27的头部还设置有带有向下倾斜面的铲料头35，铲料头的头部延伸至出料斗的上方，当送料组件将完工的铜管送至出料斗位置后回退时，由打料气缸推动打料杆下移，打料杆头部的铲料头铲住铜管，实现铜管与送料架的分离，并使铜管落入出料斗中。具体的过程步骤如图8所示，过程步骤①为送料架将铜管送向出料组件，过程步骤②为打料杆下移，过程步骤③为送料架回退，过程步骤④为送料架回退后铜管被打料杆的铲料头铲住，沿铲料头的倾斜面滚动，落入出料组件的出料斗中。

需要说明的是，精密铜管全自动成型机的进料组件、送料组件、铜管夹紧组件、冲模组件、出料组件动作的控制装置可以通过现有技术的控制装置，例如PLC控制器或者计算机控制系统来实现。

实施例二：一种精密铜管全自动成型机的成型方法。

如图1至图8所示，精密铜管全自动成型机的成型方法通过以下步骤来实现：

步骤一：铜管36放入精密铜管全自动成型机的进料组件9的进料斗中；

步骤二：通过进料气缸10的振动，使铜管36落放送料组件15的凹槽37内；

步骤三：送料气缸14推动送料架33，将铜管36料送到上夹具体21与下夹具体22之间；

步骤四：夹具油缸2动作，带动下夹具体22相对于上夹具体21产生对合动作，从而夹紧铜管36；

步骤五：模具油缸16、6动作，模具38上的冲模头对铜管冲压，使铜管成型；

步骤六：模具油缸16、6回退，夹具油缸2回退，铜管从铜管夹紧组件中落入送料架33；

步骤七：打料组件动作，打料杆的打料头34打向铜管；如步骤六中出现铜管36黏连在铜管夹紧组件上的情况，打料杆的打料动作会将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开，铜管落入送料架33；

步骤八：送料组件15将料送至出料组件4的出料斗。

步骤九：打料杆下移，送料组件15回退，铜管被打料杆上设置的铲料头35 铲住，沿铲料头35的倾斜面滚落入出料组件4的出料斗中。

Claims (6)

1.一种精密铜管全自动成型机，包括底座及设置于所述底座上的进料组件、送料组件、铜管夹紧组件、冲模组件、出料组件和控制装置；所述送料组件、出料组件围绕铜管夹紧组件的左右方向上相对布置，所述进料组件布置于送料组件的上方，所述冲模组件位于铜管夹紧组件的前后方向的位置上；其特征是：还包括设置在底座上的打料组件，所述打料组件包括打料机构、连接所述打料机构的打料气缸，所述打料机构上设置有用于将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开的打料杆；

所述打料组件位于铜管夹紧组件上方；所述打料机构包括打料支座、导向杆、固定板、拐臂，所述打料支座固定在底座上，所述打料支座上设有导向孔，所述导向杆安装于打料支座的导向孔中，所述导向杆的顶端固定设置有所述固定板，所述打料气缸包括本体和推力杆,所述本体与打料支座相对固定设置，所说推力杆的头部与固定板连接，所述拐臂的一端与导向杆固定连接，另一端固定连接打料杆；所述打料杆的一端延伸到接近铜管工作位处，由打料气缸推动打料杆打向铜管，实现将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开。

2.根据权利要求1所述的精密铜管全自动成型机，其特征是：所述铜管夹紧组件包括用于夹紧铜管的夹具体及夹具油缸，所述夹具体包括按照上下位置进行布置的上夹具体、下夹具体，上夹具体、下夹具体上设置有夹紧铜管用的对合定位槽，所述上夹具体固定设置，所述下夹具体与夹具油缸连接设置，通过夹具油缸推动下夹具体与上夹具体的对合并夹紧铜管；所述冲模组件包括冲模油缸和模具，模具上设有与铜管中心同轴设置并对准铜管方向的冲模头；所述进料组件包括进料斗以及用于振动落料的进料气缸；所述送料组件包括可移动设置的送料架，以及与送料架连接设置的送料气缸；送料架上设有用于放置铜管的凹槽；所述可移动设置的送料架由送料气缸推动，所述送料架放置铜管的凹槽可移动至上下夹具体之间的铜管夹紧部位以及出料斗部位。

3.根据权利要求2所述的精密铜管全自动成型机，其特征是：所述冲模组件为两个，分别设置在铜管夹紧组件的前后方向，可分别对铜管的两端进行成型加工。

4.根据权利要求1到3任一项所述的一种精密铜管全自动成型机，其特征是：所述打料杆的头部还设置有带有向下倾斜面的铲料头，所述铲料头的头部延伸至出料斗的上方，当送料组件将完工的铜管送至出料斗位置后回退时，由打料气缸推动打料杆下移，打料杆头部的铲料头铲住铜管，实现铜管与送料架的分离，并使铜管落入出料斗中。

5.一种如权利要求1所述的精密铜管全自动成型机的打料组件，其特征是：所述打料组件包括打料气缸、打料杆，通过打料气缸推动打料杆打向铜管并将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开；

所述打料组件还包括打料支座、导向杆、固定板、拐臂，所述打料支座固定在底座上，所述打料支座上设有导向孔，所述导向杆安装于打料支座的导向孔中，所述导向杆的顶端固定设置有所述固定板，所述打料气缸的本体与打料支座相对固定设置，打料气缸的推力杆的头部与固定板连接，所述拐臂的一端与导向杆固定连接，另一端固定连接打料杆；所述打料杆的一端延伸到接近铜管工作位处，由打料气缸推动打料杆打向铜管，实现将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开。

6.一种如权利要求1所述的精密铜管全自动成型机的成型方法，其特征是所述成型方法包括采用所述精密铜管全自动成型机的打料杆打向铜管，将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开的步骤；所述成型方法包括以下步骤：

步骤一：铜管放入精密铜管全自动成型机的进料斗中；

步骤二：通过进料气缸的振动，使铜管落放送入送料架的凹槽内；

步骤三：送料气缸推动送料架，将铜管料送到上夹具体与下夹具体之间；

步骤四：夹具油缸动作，铜管夹紧组件夹紧铜管；

步骤五：模具油缸动作，冲模头对铜管冲压，使铜管成型；

步骤六：模具油缸回退，夹具油缸回退，铜管从铜管夹紧组件中落入送料架；

步骤七：打料组件动作，打料杆打向铜管；如步骤六中出现铜管黏连在铜管夹紧组件上的情况，打料杆的打料动作会将黏连在铜管夹紧组件上的铜管脱开，铜管落入送料架；

步骤八：送料组件将料送至出料斗；

所述步骤八之后还包括以下步骤：送料组件回退时，送料架上的铜管被打料杆上设置的铲料头铲住，沿铲料头的倾斜面滚落入出料组件的出料斗中。