CN109500116A - 变径管拉伸机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变径管拉伸机，包括沿长度方向延伸的机架，机架上配合有可沿机架长度方向滑动的滑动夹具，机架上设有驱动机构且所述驱动机构与滑动夹具连接以向滑动夹具提供滑动驱动力；机架的一端设有开合模具座，开合模具座上开设有贯穿的拉伸挤压孔，拉伸挤压孔的轴向与机架长度方向同向；开合模具座包括相对可靠近抵接和远离张开的第一夹持块和第二夹持块，第一夹持块和第二夹持块相对的面上分别开设有半孔，两半孔在第一夹持块和第二夹持块靠近抵接时构成所述拉伸挤压孔；滑动夹具包括与拉伸挤压孔同轴的夹持机构以用于夹持铜管。本发明可满足铜制变径管的一体成型且缩径拉拔加工的长度长，提高铜制变径管的质量和加工效率。

Description

变径管拉伸机

技术领域

本发明属于用拉拔方式制造金属管的技术领域，具体涉及一种变径管拉伸机。

背景技术

现有的铜管加工，由较粗的铜管坯通过多次的缩径拉拔，实现不同管径要求的铜管产品加工，现有加工设备多为通过整体模具进行等径管材拉制，对于变径管的拉制设备和技术研究较少，但铜制变径管常用于设备连接、流体传输、装饰建材等领域，现有技术中采用不同管径铜管的焊接相连、锻打等加工方法来制造铜制变径管，焊接加工的变径管不是一体成型，有质量隐患，锻打加工的人力成本高且加工长度有限，过长不能保证产品质量。

现有技术中也有部分通过旋压方式加工一体变径管的方式，但操作复杂，变径长度有限，需要进一步改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种变径管拉伸机，避免铜质变径管不方便一体成型以及变径长度加工较短的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

变径管拉伸机，包括沿长度方向延伸的机架，所述机架上配合有可沿机架长度方向滑动的滑动夹具，所述机架上设有驱动机构且所述驱动机构与滑动夹具连接以向滑动夹具提供滑动驱动力；机架的一端设有开合模具座，所述开合模具座上开设有贯穿的拉伸挤压孔，所述拉伸挤压孔的轴向与机架长度方向同向；所述开合模具座包括相对可靠近抵接和远离张开的第一夹持块和第二夹持块，第一夹持块和第二夹持块相对的面上分别开设有半孔，两半孔在第一夹持块和第二夹持块靠近抵接时构成所述拉伸挤压孔；所述滑动夹具包括与拉伸挤压孔同轴的夹持机构以用于夹持铜管。

进一步完善上述技术方案，所述开合模具座包括由下板、两侧板和上板围设成的方形模架，所述第一夹持块为下模座，所述下模座固定连接在方形模架内，所述第二夹持块为上模座，所述上模座可竖向滑动设于方形模架内，所述上板上设有第一气缸，第一气缸的活塞杆穿过上板并与上模座相连以向上模座提供滑动驱动力。

进一步地，上模座的两侧面与两侧板的内侧面相贴，上模座的两侧面上分别设有竖向导轨，两竖向导轨滑动连接在两侧板的内侧面分别对应设有的导轨槽内以保证上模座竖向滑动的稳定性。

进一步地，上模座的上表面设有分别朝向两侧板逐渐倾斜降低的倾斜面，两侧板的外侧面分别连接有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆朝向对应的侧板并连接有楔紧块，所述楔紧块具有与所述倾斜面对应的楔紧工作斜面，侧板上开设有供楔紧块穿过的通孔。

进一步地，所述下模座的上表面凸起设有两个半圆台，两半圆台的轴线与机架长度方向同向并分别布置于下模座的半孔的两侧，半圆台的小端朝向滑动夹具，上模座的下表面设有与半圆台对应的凹槽。

可选择地，所述下模座的上表面凸起设有两个半圆台，两半圆台的轴线水平且与机架长度方向垂直，两半圆台分别布置于下模座的半孔的两侧，两半圆台的小端相向设置，上模座的下表面设有与半圆台对应的凹槽。

进一步地，所述滑动夹具还包括滑动底座并通过滑动底座与机架滑动配合，所述夹持机构通过导引机构连接在滑动底座上方并可通过导引机构在竖向上移动，滑动底座和夹持机构之间设有顶升机构以向夹持机构提供竖向移动的驱动力。

进一步地，所述导引机构包括设在滑动底座的上表面的两槽块，两槽块沿机架长度方向间隔设置，槽块的上表面开设有凹入的通槽，所述通槽与机架长度方向垂直；所述导引机构还包括设在夹持机构下表面的两导引块，导引块的形状与所述通槽对应，所述夹持机构置于两槽块的上表面，两导引块分别对应配合在通槽内；所述顶升机构设于滑动底座的上表面并位于两槽块之间。

进一步地，所述滑动底座的上表面还设有两竖向的辅助导引杆并分别位于滑动底座的两侧，所述夹持机构的两侧面对应所述辅助导引杆分别凸起设有支耳，所述辅助导引杆穿过对应支耳，辅助导引杆的上端螺纹连接有螺母，螺母至支耳之间的额辅助导引杆段上套设有螺旋压簧。

进一步地，所述夹持机构包括上下扣合的底板和盖板，底板的上表面的两侧分别固定连接有两斜向导引板，两斜向导引板以拉伸挤压孔的轴线镜像设置，两斜向导引板之间设有两夹块，两夹块相对的面上分别开设有夹持半孔以用于夹紧时抱紧铜管，两夹块相背离的面为与所朝向的斜向导引板对应的倾斜面以在两夹块同步沿机架长度方向运动时可以实现夹紧和张开动作；两夹块的上表面分别设有同步块，在两个同步块相对的面上，一个同步块上设有凸起部，另一同步块上设有与所述凸起部对应的凹入部，所述凸起部插入所述凹入部并可在两夹块相互靠拢和远离时相对滑动且不脱开；所述盖板连接在两斜向导引板的上表面，盖板的上表面固定设有第三气缸，第三气缸的活塞杆与任一同步块连接，第三气缸的活塞杆的轴向与机架长度方向同向以在做功时带动两夹块沿机架长度方向运动。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过开合模具座配合滑动夹具实现长行程的缩径拉拔加工，在缩径拉拔加工时，只需要在铜管上先行旋压或锻打加工出一小段缩径段，开合模具座打开，铜管穿过开合模具座，已加工好的缩径段置与下模座的半孔内，开合模具座扣合，加工好的缩径段限制在扣合形成的拉伸挤压孔内，滑动夹具夹持住穿过开合模具座的铜管段，滑动夹具沿机架长度方向运动，实现缩径拉拔，所拉拔加工的变径铜管为一体成型，质量可靠，尺寸一致性好，拉拔变径加工长度可通过机架长度来匹配，一般可达5米以上，实现长缩径段的一次性加工，提高加工效率。

2、本发明通过上、下模座上半圆台的配合设置以及楔紧块的设置，可保证拉拔加工过程中开合模具座的稳定性，保证拉伸挤压孔始终保持为完整标准的圆孔形（任一截面上），从而保证加工铜管产品的质量。

3、本发明的滑动夹具夹持可靠，同步性好，保证夹持铜管的同轴度，夹紧动作柔和，保证夹持铜管的表面质量。

附图说明

图1-具体实施例的变径管拉伸机的结构示意图；

图2-具体实施例中滑动夹具的结构示意图；

图3-具体实施例中开合模具座的结构示意图；

图4-具体实施例中开合模具座夹紧、楔紧状态的示意图（虚线示意方形模架）；

图5-具体实施例中夹持机构的结构示意图；

图6-具体实施例中夹持机构的结构示意图（为便于示意隐去盖板）；

图7-具体实施例中夹持机构的俯视图（为便于示意隐去盖板）；

图8-具体实施例中可选择的一种便于拉伸挤压孔尺寸更换的结构示意图；

其中，机架1，滑动夹具2，夹持机构21，支耳211，底板212，斜向导引板213，盖板214，夹块215，同步块216，凸起部217，凹入部218，滑动底座22，辅助导引杆221，螺母222，螺旋压簧223，导引机构23，槽块231，导引块232，顶升机构24，驱动机构3，开合模具座4，下板41，侧板42，第二气缸421，楔紧块422，上板43，第一气缸431，下模座44，纵向半圆台441，横向半圆台442，下模芯443，上模座45，竖向导轨451，倾斜面452，上模芯453，半孔46，拉伸挤压孔47，铜管5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1-图7，具体实施例的变径管拉伸机，包括沿长度方向延伸的机架1，所述机架1上配合有可沿机架1长度方向滑动的滑动夹具2，所述机架1上设有驱动机构3且所述驱动机构3与滑动夹具2连接以向滑动夹具2提供滑动驱动力；机架1的一端设有开合模具座4，所述开合模具座4上开设有贯穿的拉伸挤压孔，所述拉伸挤压孔的轴向与机架1长度方向同向；所述开合模具座4包括相对可靠近抵接和远离张开的第一夹持块和第二夹持块，第一夹持块和第二夹持块相对的面上分别开设有半孔46，两半孔46在第一夹持块和第二夹持块靠近抵接时构成所述拉伸挤压孔；所述滑动夹具2包括与拉伸挤压孔同轴的夹持机构21以用于夹持铜管；所述拉伸挤压孔包括敞口端和缩口端，缩口端朝向所述滑动夹具2。

本发明通过开合模具座4配合滑动夹具2实现长行程的缩径拉拔加工，在缩径拉拔加工时，只需要在铜管上先行旋压或锻打加工出一小段缩径段，开合模具座4打开，铜管穿过开合模具座5，已加工好的缩径段置于下模座44的半孔46内，开合模具座4扣合，加工好的缩径段限制在扣合形成的拉伸挤压孔内，滑动夹具2夹持住穿过开合模具座4的铜管段，滑动夹具2沿机架1长度方向运动，实现缩径拉拔，所拉拔加工的变径铜管为一体成型，质量可靠，尺寸一致性好，拉拔变径加工长度可通过机架1长度来匹配，一般可达五米以上，实现长缩径段的一次性加工，提高加工效率；实施时，主要产品为缩径拉拔至需要长度后停止，加工出两端直径大，中间直径小的变径管；需要时，也可以完全拉拔，加工出一端直径大（滑动夹具夹持端），一端直径小的变径管。

其中，参见图3，所述开合模具座4包括由下板41、两侧板42和上板43围设成的方形模架，所述第一夹持块为下模座44，所述下模座44固定连接在方形模架内，所述第二夹持块为上模座45，所述上模座45可竖向滑动设于方形模架内，所述上板43上设有第一气缸431，第一气缸431的活塞杆穿过上板43并与上模座45相连以向上模座45提供滑动驱动力。

这样，下模座44固定设置，便于确定开合模具座4扣合后形成的拉伸挤压孔的轴线位置，从而作为基准，方便滑动夹具2的夹持机构21以及夹持机构21的一系列配合动作的设计。

其中，参见图3、图4，上模座45的两侧面与两侧板42的内侧面相贴，上模座45的两侧面上分别设有竖向导轨451，两竖向导轨451滑动连接在两侧板42的内侧面分别对应设有的导轨槽内以保证上模座45竖向滑动的稳定性。

其中，上模座45的上表面设有分别朝向两侧板42逐渐倾斜降低的倾斜面452，两侧板42的外侧面分别连接有第二气缸421，所述第二气缸421的活塞杆朝向对应的侧板42并连接有楔紧块422，所述楔紧块422具有与所述倾斜面452对应的楔紧工作斜面，侧板42上开设有供楔紧块422穿过的通孔。

这样，通过行程设计的匹配，开合模具座4扣合后，两第二气缸421推动楔紧块422，使楔紧块422的楔紧工作斜面与上模座45的倾斜面452抵接并楔紧，楔紧块422上端被限位，从而防止拉拔过程中上模座45向上跳动，保证开合模具座4稳定性，保证拉伸挤压孔的圆度，进而保证缩径拉拔铜管的质量。

其中，所述下模座44的上表面凸起设有两个纵向半圆台441，两纵向半圆台441的轴线与机架1长度方向同向并分别布置于下模座44的半孔46的两侧，纵向半圆台441的小端朝向滑动夹具2，上模座45的下表面设有与纵向半圆台441对应的凹槽。

这样，开合模具座4扣合后，纵向半圆台441落入对应的凹槽，凹槽的形貌与纵向半圆台441对应，借助纵向半圆台441的锥度与对应的凹槽楔紧（根据拉拔时的受力方向），可以更好地防止拉拔过程中上模座45向后窜动，两个纵向半圆台441使受力更平衡，保证开合模具座4稳定性，保证拉伸挤压孔的圆度，进而保证缩径拉拔铜管的质量。

其中，所述下模座44的上表面凸起设有两个横向半圆台442，两横向半圆台442的轴线水平且与机架1长度方向垂直，两横向半圆台442分别布置于下模座44的半孔46的两侧，具体在分别布置于下模座44上表面的两侧靠近侧板42的位置，两横向半圆台442的小端相向设置，上模座45的下表面设有与横向半圆台442对应的凹槽。

这样，开合模具座4扣合后，横向半圆台442落入对应的凹槽，凹槽的形貌与横向半圆台442对应，借助横向半圆台442的锥度与对应的凹槽楔紧（当受到向左右摆动的力时），可以更好地防止拉拔过程中上模座45的左右窜动，保证开合模具座4稳定性，保证拉伸挤压孔的圆度，进而保证缩径拉拔铜管的质量。

其中，参见图2，所述滑动夹具2还包括滑动底座22并通过滑动底座22与机架1滑动配合，所述夹持机构21通过导引机构23连接在滑动底座22上方并可通过导引机构23在竖向上移动，滑动底座22和夹持机构21之间设有顶升机构24以向夹持机构21提供竖向移动的驱动力。

这样，完成拉拔加工后，开合模具座4打开，铜管通常与下模座44未脱开，可以通过顶升机构24抬升夹持机构21，从而使钢管脱离下模座44，方便脱模，提高效率；在初始夹持铜管时，开合模具座4为打开状态，也可以通过顶升机构24抬升夹持机构21，可以更方便的将铜管装入夹持机构21并夹紧，夹紧后夹持机构21下降，使已加工好的缩径段置于下模座44的半孔46内，再扣合开合模具座4，操作方便。如图1、图2所示，在机架1上铺设有两条平行的导轨，滑动底座22的下表面连接有与导轨对应的导轨槽，通过导轨槽与导轨配合，实现滑动底座22在机架1上的滑动动作，这也是现有设备中常用的滑动连接方式，此处不再赘述，实施时，滑动配合不限于此形式。

其中，所述导引机构23包括设在滑动底座22的上表面的两槽块231，两槽块231沿机架1长度方向间隔设置，槽块231的上表面开设有凹入的通槽，所述通槽与机架1长度方向垂直；所述导引机构23还包括设在夹持机构21下表面的两导引块232，导引块232的形状与所述通槽对应，所述夹持机构21置于两槽块231的上表面，两导引块232分别对应配合在通槽内；所述顶升机构24设于滑动底座22的上表面并位于两槽块231之间。

这样，可起到上下导引作用，同时，在拉拔的方向上滑动底座22对夹持机构21的拉拔力的传递可靠。

其中，所述滑动底座22的上表面还设有两竖向的辅助导引杆221并分别位于滑动底座22的两侧，所述夹持机构21的两侧面对应所述辅助导引杆221分别凸起设有支耳211，所述辅助导引杆221穿过对应支耳211，辅助导引杆221的上端螺纹连接有螺母222，螺母222至支耳211之间的额辅助导引杆221段上套设有螺旋压簧223。

这样，夹持机构21被顶升之后，夹持机构21的下降以及拉拔过程中保持位于两槽块231的上表面状态不只仅依靠自重，还依靠该螺旋压簧223保持稳定性；顶升时，顶升机构24的做功需克服螺旋压簧223的簧力。实施时，顶升机构24可以选择气缸，气缸的活塞杆与夹持机构21的下表面连接，即可在夹持机构21的顶升和下降时都提供驱动力，进一步保证夹持机构21下降以及拉拔过程中保持位于两槽块231的上表面状态的可靠性。

其中，参见图5-7，所述夹持机构21包括上下扣合的底板212和盖板214，底板212的上表面的两侧分别固定连接有两斜向导引板213，两斜向导引板213相对的面为驱动斜面，两斜向导引板213以拉伸挤压孔的轴线所在竖直面镜像设置，两斜向导引板213之间设有两夹块215，两夹块215相对的面上分别开设有夹持半孔以用于夹紧时抱紧铜管，两夹块215相背离的面为与所朝向的斜向导引板213的驱动斜面对应的倾斜面以在两夹块215同步沿机架1长度方向运动时可以实现夹紧和张开动作；两夹块215的上表面分别设有同步块216，在两个同步块216相对的面上，一个同步块216上设有凸起部217，另一同步块216上设有与所述凸起部217对应的凹入部218，所述凸起部217插入所述凹入部218并可在两夹块215相互靠拢和远离时相对滑动且不脱开；所述盖板214连接在两斜向导引板213的上表面，盖板214上开设有给两同步块216让位的开口部，盖板214的上表面固定设有第三气缸（图中未示出），第三气缸的活塞杆与任一同步块216连接，第三气缸的活塞杆的轴向与机架1长度方向同向以在做功时带动两夹块215沿机架1长度方向运动从而实现夹紧和张开动作。

这样，实现同步夹持并且夹持柔和，保证夹持铜管拉拔过程中的同轴度，也保证夹持铜管的表面质量。为了方便初步定位，在底板212朝向开合模具座4的一端还设有贯穿的定位环，定位环的内孔在夹持机构21落在两槽块231的上表面状态时与拉伸挤压孔同轴，这样，方便初始夹持时铜管的穿入并初步定位。

实施时，所述驱动机构3可以是齿形同步带，齿形同步带连接两同步带齿轮，两同步带齿轮分别设于机架1的两端，后方的同步带齿轮连接发动机，齿形同步带与滑动底座22的下表面相连接，通过齿形同步带驱动滑动夹具2的滑动。

本实施例中，为了使本拉伸机适应性更强，更方便地加工不同缩径要求的变径管，将拉伸挤压孔47开设在便于更换的模芯上，模芯也为互为镜像结构形式的上模芯453和下模芯443构成，下模座44和上模座45的半孔46用于安装模芯，上模芯453和下模芯443的外形与半孔46对应，上模芯453和下模芯443分别可拆卸嵌设在上模座45的半孔46和下模座44的半孔46内，参见图8，需要时可以增加压板压紧进一步固定，上模芯453和下模芯443相对的面上分别开设形成拉伸挤压孔47的半孔，在上模芯453和下模芯443随开合模具座4扣合时，上模芯453和下模芯443相抵接并形成拉伸挤压孔47，通过拉伸挤压孔47实现铜管5的缩径挤压拉拔。这样，在加工不同缩径要求的变径管时，只需要更换模芯即可，不需要更换开合模具座4的上、下模座，节约成本，提高工装切换效率。当然，如果产品形式单一，没有更换模芯的需求，则完全可以将对应的上模芯453与上模座45一体成型制造，下模芯443与下模座44一体成型制造，取得更好的整体性效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.变径管拉伸机，包括沿长度方向延伸的机架，所述机架上配合有可沿机架长度方向滑动的滑动夹具，所述机架上设有驱动机构且所述驱动机构与滑动夹具连接以向滑动夹具提供滑动驱动力；其特征在于：机架的一端设有开合模具座，所述开合模具座上开设有贯穿的拉伸挤压孔，所述拉伸挤压孔的轴向与机架长度方向同向；所述开合模具座包括相对可靠近抵接和远离张开的第一夹持块和第二夹持块，第一夹持块和第二夹持块相对的面上分别开设有半孔，两半孔在第一夹持块和第二夹持块靠近抵接时构成所述拉伸挤压孔；所述滑动夹具包括与拉伸挤压孔同轴的夹持机构以用于夹持铜管。

2.根据权利要求1所述变径管拉伸机，其特征在于：所述开合模具座包括由下板、两侧板和上板围设成的方形模架，所述第一夹持块为下模座，所述下模座固定连接在方形模架内，所述第二夹持块为上模座，所述上模座可竖向滑动设于方形模架内，所述上板上设有第一气缸，第一气缸的活塞杆穿过上板并与上模座相连以向上模座提供滑动驱动力。

3.根据权利要求2所述变径管拉伸机，其特征在于：上模座的两侧面与两侧板的内侧面相贴，上模座的两侧面上分别设有竖向导轨，两竖向导轨滑动连接在两侧板的内侧面分别对应设有的导轨槽内以保证上模座竖向滑动的稳定性。

4.根据权利要求2所述变径管拉伸机，其特征在于：上模座的上表面设有分别朝向两侧板逐渐倾斜降低的倾斜面，两侧板的外侧面分别连接有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆朝向对应的侧板并连接有楔紧块，所述楔紧块具有与所述倾斜面对应的楔紧工作斜面，侧板上开设有供楔紧块穿过的通孔。

5.根据权利要求2所述变径管拉伸机，其特征在于：所述下模座的上表面凸起设有两个半圆台，两半圆台的轴线与机架长度方向同向并分别布置于下模座的半孔的两侧，半圆台的小端朝向滑动夹具，上模座的下表面设有与半圆台对应的凹槽。

6.根据权利要求2所述变径管拉伸机，其特征在于：所述下模座的上表面凸起设有两个半圆台，两半圆台的轴线水平且与机架长度方向垂直，两半圆台分别布置于下模座的半孔的两侧，两半圆台的小端相向设置，上模座的下表面设有与半圆台对应的凹槽。

7.根据权利要求1所述变径管拉伸机，其特征在于：所述滑动夹具还包括滑动底座并通过滑动底座与机架滑动配合，所述夹持机构通过导引机构连接在滑动底座上方并可通过导引机构在竖向上移动，滑动底座和夹持机构之间设有顶升机构以向夹持机构提供竖向移动的驱动力。

8.根据权利要求7所述变径管拉伸机，其特征在于：所述导引机构包括设在滑动底座的上表面的两槽块，两槽块沿机架长度方向间隔设置，槽块的上表面开设有凹入的通槽，所述通槽与机架长度方向垂直；所述导引机构还包括设在夹持机构下表面的两导引块，导引块的形状与所述通槽对应，所述夹持机构置于两槽块的上表面，两导引块分别对应配合在通槽内；所述顶升机构设于滑动底座的上表面并位于两槽块之间。

9.根据权利要求8所述变径管拉伸机，其特征在于：所述滑动底座的上表面还设有两竖向的辅助导引杆并分别位于滑动底座的两侧，所述夹持机构的两侧面对应所述辅助导引杆分别凸起设有支耳，所述辅助导引杆穿过对应支耳，辅助导引杆的上端螺纹连接有螺母，螺母至支耳之间的额辅助导引杆段上套设有螺旋压簧。

10.根据权利要求1-9任一项所述变径管拉伸机，其特征在于：所述夹持机构包括上下扣合的底板和盖板，底板的上表面的两侧分别固定连接有两斜向导引板，两斜向导引板以拉伸挤压孔的轴线镜像设置，两斜向导引板之间设有两夹块，两夹块相对的面上分别开设有夹持半孔以用于夹紧时抱紧铜管，两夹块相背离的面为与所朝向的斜向导引板对应的倾斜面以在两夹块同步沿机架长度方向运动时可以实现夹紧和张开动作；两夹块的上表面分别设有同步块，在两个同步块相对的面上，一个同步块设有凸起部，另一同步块设有与所述凸起部对应的凹入部，所述凸起部插入所述凹入部并可在两夹块相互靠拢和远离时相对滑动；所述盖板连接在两斜向导引板的上表面，盖板的上表面固定设有第三气缸，第三气缸的活塞杆与任一同步块连接，第三气缸的活塞杆的轴向与机架长度方向同向以在做功时带动两夹块沿机架长度方向运动。