CN107790551B - 一种管件压扁扩口工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管件压扁扩口工具，能利用一次合模力同时对管件进行压扁焊缝检测和管端扩口，提高了工作效率，另外工具中设置有快速换模结构，可以快速、准确地更换模具，这也大幅提高了工作效率，减少了换模时间，此外，在该压扁扩口工具中设置了光栅尺，可以准确的检测焊缝中心位置。

Description

一种管件压扁扩口工具

技术领域

本发明涉及制管技术领域，特别是涉及一种能同时对管件进行压扁焊缝检测和管端扩口的管件压扁扩口工具。

背景技术

现有技术中，管件的压扁和扩口工序是分别在压管模具和扩口模具中独立进行的，也就需要至少两台驱动机构来分别驱动压管模具和扩口模具合模，这一方面工作效率不高，另一方面也增加了成本。另外，现有技术中的模具，需要在装配时调整校对，以确保上下模正对，这一调整校对的过程相当耗时耗力，影响工作效率。此外，管件一般是通过板材卷制而成的，随后对卷制后的板材首尾两端进行焊接使其成管，为了确定焊接的牢固度，需要对管件的焊缝进行强度检测，而焊缝的强度检测一般是通过压管工序来进行的，即将管件压扁到一定程度，通过观测焊缝是否断裂、焊缝中心线是否发生偏移来判断焊缝强度是否达到要求，但现在通常是通过工人的目测来判断焊缝中心线是否在压扁过程中发生偏移，这种检测方式存在着较大的误差和不确定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能利用一次合模力同时完成压管和管件扩口的工具。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种管件压扁扩口工具，包括了扩口工位和压管工位，所述扩口工位位于所述压管工位的正上方，所述压管工位包括了底板，在底板上可拆卸地固定着垫板，在所述垫板上安装有多根竖直导柱，在所述竖直导柱上套设着压板，所述压板同时跨接在这些竖直导柱之间，所述压板能在外力驱动下沿所述竖直导柱上下升降，在所述垫板上固定着下模，在压板底面上固定着上模，上模和下模上下正对且当两者合拢时能形成模腔，待压扁的管件放置在下模上并通过夹具固定，模腔的尺寸与管件被压扁后的尺寸一致，在底板上还固定着用于检测管件焊缝中心的检测机构；

在压板的顶面上固定着安装板，安装板的面积要小于压板，并且当安装板随着压板升降时，安装板不会与竖直导柱发生干涉，在所述安装板上固定着扩口下模，在扩口下模的正上方设置了扩口上模，扩口上模固定在外部驱动机构的底部，由驱动机构驱动扩口上模下压或上移，待扩口的管件被放置在扩口下模上，在扩口上模底部成形了凸块，凸块的直径由下至上逐渐增大，凸块的底部能伸入待扩口管件的上端，凸块的顶部直径要大于该管件的端口直径，当扩口上模下压时，能向外挤压管件的端口，直至将端口直径扩大至与凸块顶部的直径相等。

作为本发明的改进，所述检测机构包括了光栅尺，所述光栅尺竖直安装在所述底板上并与所述下模间隔设置，在所述光栅尺上标记有刻度，在光栅尺上滑动连接有红外线发射器，所述红外线发射器能朝所述下模方向发射红外线。

作为本发明的进一步改进，所述红外线发射器通过螺钉定位在所述光栅尺的任意高度上。

作为本发明的优选，在所述安装板上支承有多根限高柱，这些限高柱的顶部高度一致，当扩口上模下压至与限高柱的顶面接触时，由所述限高柱阻止扩口上模继续下压。

作为本发明的具体技术方案，在安装板上开设有横向卡槽和纵向卡槽，所述横向卡槽和纵向卡槽在所述安装板的中心位置交汇，在所述横向卡槽与纵向卡槽的交汇处形成有圆形的定位槽，在所述定位槽中设置有磁铁，所述扩口下模的底部能被所述磁铁吸附。

作为本发明的进一步改进，在所述垫板上开设有方形的安装槽，下模的底部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴，在转轴上套设有压块，所述压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口上方，在下模的侧面形成有弧形卡槽，弧形卡槽的上槽壁要高于安装槽的槽口，弧形卡槽的下槽壁与安装槽的槽口等高，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的下槽壁贴合，从而将所述下模固定在安装槽中，当需要取出下模时，再次转动压块使得其转出弧形卡槽，就可以解除对下模的位置限定。

作为本发明的更进一步改进，在所述压板的底部也开设有方形的安装槽，所述上模的顶部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴，在转轴上套设有压块，所述压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口下方，在上模的侧面形成有弧形卡槽，弧形卡槽的上槽壁与安装槽的槽口等高，弧形卡槽的下槽壁要低于安装槽的槽口，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的上槽壁贴合，从而将所述上模固定在安装槽中。

作为本发明的优选，在所述底板上开设有斜槽，所述斜槽在所述底板的边沿形成了入口，在所述垫板底部成形有凸起的卡块，所述卡块能由所述入口滑入所述斜槽中。

作为本发明的改进，所述磁铁为电磁铁。

一种采用上述管件压扁扩口工具同时对两根管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

a、根据加工需要选取扩口上模、扩口下模、上模和下模，将扩口上模固定在驱动机构上，将扩口下模通过电磁铁的吸引放入安装板顶面上的定位槽中，同时将上模和下模分别放入压板和垫板的安装槽中，并通过压块将上模和下模的位置固定；

b、分别将两根管件放入扩口工位和压管工位，根据管件的直径以及下模的高度计算出待压扁管件中心所在的高度，并在光栅尺上滑动红外线发射器，使得红外线发射器与待压扁管件中心的高度一致；

c、打开红外线发射器，随后转动待压扁的管件，使得其焊缝中心线与红外线正对；

d、启动驱动机构，由驱动机构驱动扩口上模朝扩口下模合拢，并在这一过程中对放置在扩口工位中的管件进行扩口加工，同时，扩口上模的下压力通过安装板向下传递给压板，使得压板能够沿着竖直导柱下压，带动上模和下模合模进行压管，故当驱动机构驱动扩口上模进行下压扩口的同时，也为压管工位提供了驱动力，即利用一次驱动力，同时完成了两根管件的扩口、压管加工；

e、观察管件压扁后，管件的焊缝中心线是否发生上下偏移，若红外线仍然正对着焊缝中心线，则该管件的焊缝强度合格，若焊缝中心线与红外线发生偏移，则该管件的焊缝强度不足；

f、由驱动机构带动扩口上模上移，将扩口上模和扩口下模分开，随后取出扩口后的管件，再借助工具将压板沿竖直导柱上拉，使得上模和下模分离，随后将压扁后的管件取出。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能利用一次合模力同时对管件进行压扁焊缝检测和管端扩口，提高了工作效率，另外工具中设置有快速换模结构，可以快速、准确地更换模具，这也大幅提高了工作效率，减少了换模时间，此外，在工具中设置了光栅尺，可以准确的检测焊缝中心位置。

附图说明

图1为本发明实施例中管件压扁扩口工具的结构示意图；

图2为图1另一个角度的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。

如附图所示，本实施例为一种管件压扁扩口工具，包括了扩口工位和压管工位，扩口工位位于压管工位的正上方，两者的上下位置是可以相互调换的，但因为用于压管的模具重量要大于用于管件扩口的模具，故一般是将扩口工位设置在压管工位的上方。

压管工位包括了底板1，在底板上开设有两道相互交叉的斜槽11，斜槽在底板的边沿形成了入口，在底板上固定着垫板2，垫板是通过卡接的方式可拆卸地固定在底板的上方，具体的，垫板的底部形成有凸起的卡块，卡块呈梯形设置，而斜槽的截面形状与卡块的形状接近，斜槽槽口的尺寸要小于槽底的尺寸，卡块能从入口水平滑入斜槽中，当垫板滑动至接近底板的中心位置时，向斜槽中插入四根螺杆，这些螺杆分别位于垫板的四个角落，用于将垫板卡紧在底板上，而由于斜槽的槽口尺寸要小于槽底尺寸，垫板也不会发生竖直方向的松动。

在垫板的顶面上设置有多根竖直导柱3，在竖直导柱上套设着压板，该压板上开设有与竖直导柱数量相等的导柱孔，每一根导柱均从一个导柱孔中穿过，当压板受到外部压力时，可以沿着竖直导柱做垂直升降。在垫板上固定着下模4，在压板的底部固定着上模5，上模和下模上下正对，为了便于快速换模，上模和下模均采用可拆卸地方式进行固定。具体的，在垫板上开设有方形的安装槽6，下模的底部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴61，在转轴上套设有压块62，压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口上方，在下模的两个侧面上均形成有弧形卡槽41，弧形卡槽的上槽壁要高于安装槽的槽口，弧形卡槽的下槽壁与安装槽的槽口等高，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的下槽壁贴合，从而将所述下模固定在安装槽中，当需要取出下模时，再次转动压块使得其转出弧形卡槽，就可以解除对下模的位置限定。与此同理，在压板的底部也开设有方形的安装槽6，上模的顶部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴61，在转轴上套设有压块62，所述压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口下方，在上模的两个侧面上均形成有又一弧形卡槽51，弧形卡槽的上槽壁与安装槽的槽口等高，弧形卡槽的下槽壁要低于安装槽的槽口，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的上槽壁贴合，从而将所述上模固定在安装槽中。上模和下模上下正对且当两者合拢时能形成模腔，待压扁的管件9放置在下模上，模腔的尺寸与管件被压扁后的尺寸一致。这种设计的优点在于，对于不同的管件，上模和下模形成的模腔形状是不同的，因为模腔的尺寸需要适配压扁后管件的轮廓，但模腔是由上模的底面和下模的顶面合拢形成的，故需要修改模腔尺寸时，只需要对上模的底面和下模的顶面进行修改即可，不会对上下模其它几个面的形状造成影响，故可以将不同模具中上下模的其他几个面设置呈相同，这样使用一套压块就可以实现对不同模具的快速装夹拆卸，实现了快速换模的目的。

在底板上还固定着用于检测管件焊缝中心的检测机构，该检测机构包括了光栅尺7，光栅尺竖直安装在底板上并与下模间隔设置，在光栅尺上标记有刻度，在光栅尺上滑动连接有红外线发射器71，当将红外线发射器滑动至指定高度时，它可以通过螺钉定位在所述光栅尺的任意高度上，红外线发射器能朝下模方向即模腔中的管件发射红外线，红外线照射在管件的外壁上形成了红点，如果红点在焊缝中心线上，则该管件的焊缝强度合格。具体检测步骤是这样的，在将管件放置到下模上之后，根据管件的直径以及模腔最底部的高度计算出管件中心高度，随后根据光栅尺上的刻度将红外线发射器滑动至该高度上，打开红外线发射器向管件发射红外线，然后转动管件，使得管件焊缝中心转动到与红外线正对，这一步骤的目的是确保在压管之前管件的焊缝中心线位于管件的中间高度上。接着启动上模下压进行合模，直至上下模接近合拢，与此同时，将红外线发射器移动至与模腔中心所在高度一致，模腔的中心高度即为下模上型腔顶部所在高度，模腔是由上下模的型腔构成的，即在上模底部开设弧形型腔，下模顶部开设同样尺寸的弧形型腔，当上下模合拢时，两个弧形型腔就构成了一个圆形的模腔，那么，模腔的中心高度实际上与下模上型腔的顶部高度接近（尽管存在一定的误差，但该误差在允许的范围内），当上下模合模时，管件也随之压扁，其焊缝中心线的高度也逐渐随之下降到与模腔的中心高度一致，待合模压管工序完成之后，再打开红外线发射器，观察红外线发射器发出的红外线是否打开压扁后管件的焊缝中心线上，如果很接近则证明该管件的焊缝强度合格，如果存在着较大的高度偏移，则证明管件的焊缝强度不合格，在压管的过程中焊缝发生了起皱或断裂的现象，导致焊缝的中心线发生较大偏移。

在压板的顶面上固定着安装板8，安装板的面积要小于压板，并且当安装板随着压板升降时，安装板不会与竖直导柱发生干涉，即安装柱不会与竖直导柱发生碰撞，在安装板上固定着扩口下模81，在扩口下模的正上方设置了扩口上模82，扩口上模固定在外部驱动机构的底部，该驱动机构可以为压力机或者液压油缸等，由驱动机构驱动扩口上模下压或上移，待扩口的管件10被放置在扩口下模上，在扩口上模底部成形了凸块821，凸块的直径由下至上逐渐增大，凸块的底部能伸入待扩口管件的上端，凸块的顶部直径要大于该管件的端口直径，当扩口上模下压时，能向外挤压管件的端口，直至将端口直径扩大至与凸块顶部的直径相等，这就完成了一个管件的扩口工序。

为了防止由于驱动力过大导致扩口上模过度下压，在安装板上支承有多根限高柱83，这些限高柱的顶部高度一致，当扩口上模下压至与限高柱的顶面接触时，由限高柱阻止扩口上模继续下压，当限高柱与扩口上模接触时，它们的顶部高度与凸块顶部的高度一致。

在安装板上还开设有横向卡槽84和纵向卡槽85，所述横向卡槽和纵向卡槽在所述安装板的中心位置交汇，在所述横向卡槽与纵向卡槽的交汇处形成有圆形的定位槽，在所述定位槽中设置有磁铁或电磁铁，所述扩口下模的底部能被磁铁或电磁铁吸附。一般优选采用电磁铁，在定位槽中通过导线与外部开关相连，当将扩口下模摆放至定位槽中时，接通电源，就可以使得电磁铁产生磁性，通过吸力将扩口模具精确吸入定位槽的中心。

一种采用上述管件压扁扩口工具同时对两根管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

a、根据加工需要选取扩口上模、扩口下模、上模和下模，将扩口上模固定在驱动机构上，将扩口下模通过电磁铁的吸引放入安装板顶面上的定位槽中，同时将上模和下模分别放入压板和垫板的安装槽中，并通过压块将上模和下模的位置固定；

b、分别将两根管件放入扩口工位和压管工位，根据管件的直径以及下模的高度计算出待压扁管件中心所在的高度，并在光栅尺上滑动红外线发射器，使得红外线发射器与待压扁管件中心的高度一致；

c、打开红外线发射器，随后转动待压扁的管件，使得其焊缝中心线与红外线正对；

d、启动驱动机构，由驱动机构驱动扩口上模朝扩口下模合拢，并在这一过程中对放置在扩口工位中的管件进行扩口加工，同时，扩口上模的下压力通过安装板向下传递给压板，使得压板能够沿着竖直导柱下压，带动上模和下模合模进行压管，故当驱动机构驱动扩口上模进行下压扩口的同时，也为压管工位提供了驱动力，即利用一次驱动力，同时完成了两根管件的扩口、压管加工；

e、观察管件压扁后，管件的焊缝中心线是否发生上下偏移，若红外线仍然正对着焊缝中心线，则该管件的焊缝强度合格，若焊缝中心线与红外线发生偏移，则该管件的焊缝强度不足；

f、由驱动机构带动扩口上模上移，将扩口上模和扩口下模分开，随后取出扩口后的管件，再借助工具将压板沿竖直导柱上拉，使得上模和下模分离，随后将压扁后的管件取出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管件压扁扩口工具，其特征在于：包括了扩口工位和压管工位，所述扩口工位位于所述压管工位的正上方，所述压管工位包括了底板，在底板上可拆卸地固定着垫板，在所述垫板上安装有多根竖直导柱，在所述竖直导柱上套设着压板，所述压板同时跨接在这些竖直导柱之间，所述压板能在外力驱动下沿所述竖直导柱上下升降，在所述垫板上固定着下模，在压板底面上固定着上模，上模和下模上下正对且当两者合拢时能形成模腔，待压扁的管件放置在下模上，模腔的尺寸与管件被压扁后的尺寸一致，在底板上还固定着用于检测管件焊缝中心的检测机构；

在压板的顶面上固定着安装板，安装板的面积要小于压板，并且当安装板随着压板升降时，安装板不会与竖直导柱发生干涉，在所述安装板上固定着扩口下模，在扩口下模的正上方设置了扩口上模，扩口上模固定在外部驱动机构的底部，由驱动机构驱动扩口上模下压或上移，待扩口的管件被放置在扩口下模上，在扩口上模底部成形了凸块，凸块的直径由下至上逐渐增大，凸块的底部能伸入待扩口管件的上端，凸块的顶部直径要大于该管件的端口直径，当扩口上模下压时，能向外挤压管件的端口，直至将端口直径扩大至与凸块顶部的直径相等。

2.根据权利要求1所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：所述检测机构包括了光栅尺，所述光栅尺竖直安装在所述底板上并与所述下模间隔设置，在所述光栅尺上标记有刻度，在光栅尺上滑动连接有红外线发射器，所述红外线发射器能朝所述下模方向发射红外线。

3.根据权利要求2所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：所述红外线发射器通过螺钉定位在所述光栅尺的任意高度上。

4.根据权利要求1所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：在所述安装板上支承有多根限高柱，这些限高柱的顶部高度一致，当扩口上模下压至与限高柱的顶面接触时，由所述限高柱阻止扩口上模继续下压。

5.根据权利要求1所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：在安装板上开设有横向卡槽和纵向卡槽，所述横向卡槽和纵向卡槽在所述安装板的中心位置交汇，在所述横向卡槽与纵向卡槽的交汇处形成有圆形的定位槽，在所述定位槽中设置有磁铁，所述扩口下模的底部能被所述磁铁吸附。

6.根据权利要求5所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：在所述垫板上开设有方形的安装槽，下模的底部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴，在转轴上套设有压块，所述压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口上方，在下模的侧面形成有弧形卡槽，弧形卡槽的上槽壁要高于安装槽的槽口，弧形卡槽的下槽壁与安装槽的槽口等高，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的下槽壁贴合，从而将所述下模固定在安装槽中，当需要取出下模时，再次转动压块使得其转出弧形卡槽，就可以解除对下模的位置限定。

7.根据权利要求6所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：在所述压板的底部也开设有方形的安装槽，所述上模的顶部放置在安装槽中，在安装槽的两侧均设置有转轴，在转轴上套设有压块，所述压块能绕所述转轴转动，压块的端部能转动至所述安装槽的槽口下方，在上模的侧面形成有弧形卡槽，弧形卡槽的上槽壁与安装槽的槽口等高，弧形卡槽的下槽壁要低于安装槽的槽口，所述压块能转动至伸入所述弧形卡槽中，并与弧形卡槽的上槽壁贴合，从而将所述上模固定在安装槽中。

8.根据权利要求1所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：在所述底板上开设有斜槽，所述斜槽在所述底板的边沿形成了入口，在所述垫板底部成形有凸起的卡块，所述卡块能由所述入口滑入所述斜槽中。

9.根据权利要求5所述的管件压扁扩口工具，其特征在于：所述磁铁为电磁铁。

10.一种采用如权利要求1所述的管件压扁扩口工具同时对两根管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

a、根据加工需要选取扩口上模、扩口下模、上模和下模，将扩口上模固定在驱动机构上，将扩口下模通过电磁铁的吸引放入安装板顶面上的定位槽中，同时将上模和下模分别放入压板和垫板的安装槽中，并通过压块将上模和下模的位置固定；

b、分别将两根管件放入扩口工位和压管工位，根据管件的直径以及下模的高度计算出待压扁管件中心所在的高度，并在光栅尺上滑动红外线发射器，使得红外线发射器与待压扁管件中心的高度一致；

c、打开红外线发射器，随后转动待压扁的管件，使得其焊缝中心线与红外线正对；

d、启动驱动机构，由驱动机构驱动扩口上模朝扩口下模合拢，并在这一过程中对放置在扩口工位中的管件进行扩口加工，同时，扩口上模的下压力通过安装板向下传递给压板，使得压板能够沿着竖直导柱下压，带动上模和下模合模进行压管，故当驱动机构驱动扩口上模进行下压扩口的同时，也为压管工位提供了驱动力，即利用一次驱动力，同时完成了两根管件的扩口、压管加工；

e、观察管件压扁后，管件的焊缝中心线是否发生上下偏移，若红外线仍然正对着焊缝中心线，则该管件的焊缝强度合格，若焊缝中心线与红外线发生偏移，则该管件的焊缝强度不足；

f、由驱动机构带动扩口上模上移，将扩口上模和扩口下模分开，随后取出扩口后的管件，再借助工具将压板沿竖直导柱上拉，使得上模和下模分离，随后将压扁后的管件取出。