CN109623392B - 薄壁管切断旋压封口机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄壁管切断旋压封口机，包括机架、电机组、夹紧装置组、轴距调节装置、支架和旋轮进给装置。电机组包括四个电机，夹紧装置组中的两个夹紧装置能同步夹紧薄壁管；第二电机、皮带、直齿轮组、横轴组依次相连，通过锥齿轮组与两个夹紧装置相连；轴距调节装置包括第三电机、送进皮带、送进主动轮和送进从动轮；第四电机通过齿轮组与支架相连，成形旋轮与支撑旋轮分别与支架相连；旋轮进给装置包括第五电机、小齿轮、大齿轮和丝杠‑锥齿传动组件。该种薄壁管切断旋压封口机能够对空的薄壁管或装有松散物质的薄壁管进行切断、两端封口，具有成形力小、封口处密封性好、外观一致性高、强度高、适用性强等优点。

Description

薄壁管切断旋压封口机

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种薄壁管切断旋压封口机。

背景技术

18世纪60年代末期，德国出现了第一个金属旋压技术的专利，最早的旋压设备由人力驱动，操作复杂，成形率低，浪费材料，产品精度低，存在褶皱、断裂的表面缺陷，只应用于加工较软金属材料的零件和小批量生产。在20世纪50年代出现了模拟手工旋压的设备，减轻了劳动强度。随着工业技术的发展，旋压技术有了重大的突破，主要表现为旋压设备逐渐机械化与自动化，半自动、自动旋压机应运而生，将旋压工艺带进了中、大批量化的生产中。

近30年间，旋压工艺技术在国内发展很快，60、70年代以航空、兵器为主要产品的加工成形，推动了变薄旋压成形技术的深入发展，80年代普通旋压技术的深入研究，拓宽了新的领域。90年代航天行业异军突起，从产品、工艺、设备均为此技术新发展奠定了基础。

金属薄壁管材滚压封口设备，传统方式是工件进给，两侧旋转滚轮与工件接触，支撑定位并滚压封口。这种方法仍存在一定的缺陷，主要表现在：滚封处筒管材壁厚减薄，滚封不够严密，滚封后仍有较大缝隙，管件变形较严重；在封口过程中，滚压轮接触处极易出现裂纹、表面脱落，影响外观质量。

薄壁管切断旋压封口机适合大径厚比薄壁管的切断与旋压封口，接触面积小，成形力小，材料利用率高，依靠局部连续塑性变形工艺细化封口处的晶粒组织，提高封口处的强度和成形质量，使产品封口处具有良好的密封性、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种薄壁管切断旋压封口机，其能够对空的或装有松散物质的薄壁管进行定长切断，实现薄壁管两端的旋压封口，成形力小，封口处密封性好、成形质量高，适应性强。

本发明采用的技术方案是：一种薄壁管切断旋压封口机，包括机架、电机组、夹紧装置组、轴距调节装置、支架和旋轮进给装置，所述机架包括上板、下板和支撑立柱，所述上板与所述下板平行，通过所述支撑立柱连接，所述上板设有两个矩形通孔；所述电机组包括第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，所述夹紧装置组包括第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置和所述第二夹紧装置能同步夹紧薄壁管；所述第一电机设于所述下板，所述第一电机通过皮带与直齿轮组相连，所述直齿轮组与横轴组相连，所述横轴组的第一横轴与第一锥齿轮组相连，所述第一锥齿轮组与第一纵轴相连，所述第一纵轴与所述第一夹紧装置相连，所述横轴组的第二横轴与第二锥齿轮组相连，所述第二锥齿轮组与第二纵轴相连，所述第二纵轴与所述第二夹紧装置相连；所述轴距调节装置包括所述第二电机、送进皮带、送进主动轮和送进从动轮，所述第二电机设于所述下板，所述第二电机通过所述送进皮带驱动所述送进主动轮，所述送进主动轮与所述送进从动轮设于同一平面内；所述第三电机设于所述上板，通过相互啮合的驱动齿轮、从动齿轮与所述支架相连，成形旋轮与支撑旋轮分别与所述支架相连；所述旋轮进给装置包括第四电机、小齿轮、大齿轮和丝杠-锥齿传动组件，所述第四电机设于所述上板，通过相互啮合的小齿轮、大齿轮与所述丝杠-锥齿传动组件相连，所述丝杠-锥齿传动组件包括锥齿轮组、丝杠和进给装置。

优选地，所述第一电机输出轴的轴线、所述第三电机输出轴的轴线和所述第四电机输出轴的轴线相互平行，所述第一电机输出轴的轴线与所述第二电机输出轴的轴线相互垂直。

优选地，所述横轴组、所述第一纵轴与所述第二纵轴在同一平面内，所述第一锥齿轮组、所述第二锥齿轮组均通过L型板安装在所述下板的两侧。

优选地，所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置均安装在所述上板上，均设有三爪卡盘，两个三爪卡盘的中心轴线相重合。

优选地，所述成形旋轮沿薄壁管径向的运动由所述第四电机驱动，所述成形旋轮绕薄壁管中心轴线的回转运动由所述第三电机驱动。

优选地，所述送进主动轮与所述送进从动轮均设有与薄壁管外径相等的弧形槽，所述送进主动轮与所述送进从动轮之间的轴距能进行调节。

优选地，所述支撑旋轮对薄壁管进行支撑，能防止薄壁管产生塑性变形，所述成形旋轮完成薄壁管的切断和旋压封口成形。

优选地，所述从动齿轮与所述大齿轮同轴线设置，与薄壁管的中心轴线重合。

优选地，采用机油和石墨混合物对设备进行润滑。

本发明具有以下有益效果：

1、空的薄壁管或装有松散物质的薄壁管通过送进装置来实现薄壁管的进给，送进主动轮与送进从动轮间的轴距可以通过轴距调节装置进行调节，同时可以根据实际情况对送进主动轮与送进从动轮的型号进行更换；

2、成形旋轮和支撑旋轮安装在同一个支架上，由电机带动支架回转，成形旋轮在随支架回转的同时也沿薄壁管径向做进给运动，使薄壁管产生局部塑性变形，实现薄壁管的定长切断、两端封口，支撑旋轮起支撑作用，防止薄壁管失稳；

3、由电机驱动成形旋轮径向进给，能够根据实际管材直径和封口形状要求调整旋轮形状，可实现空的薄壁管或装有松散物质的薄壁管的定长切断、两端封口。

4、薄壁管切断旋压封口可大幅度降低封口成形力，依靠局部连续塑性变形提高封口强度，封口处具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，封口的密封性好，材料利用率高。

附图说明

图1是本发明的薄壁管切断旋压封口机实验设备的轴测图；

图2是本发明的薄壁管切断旋压封口机实验设备的正视图；

图3是本发明的薄壁管切断旋压封口机实验设备主体结构的后视图；

图4是本发明的薄壁管切断旋压封口机实验设备的左视图；

图5是本发明的薄壁管切断旋压封口机实验设备的俯视图；

图6是本发明夹紧装置的结构示意图；

图7是本发明轴距调节装置的结构示意图；以及

图8是本发明旋轮进给装置的结构示意图。

主要附图标记：

机架1；第一电机2；第二电机3；第三电机4；第四电机5；皮带6；横轴组7；第一横轴71；第二横轴72；第一锥齿轮组8；第一纵轴9；第二锥齿轮组10；第二纵轴11；第一夹紧装置12；第二夹紧装置13；送进皮带14；送进主动轮15；送进从动轮16；轴距调节装置17；驱动齿轮18；从动齿轮19；支架20；小齿轮21；大齿轮22；锥齿轮组23；丝杠24；进给装置25；成形旋轮26；支撑旋轮27。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明的一种薄壁管切断旋压封口机，如图1至图4所示，包括机架1、电机组、夹紧装置组、轴距调节装置17、支架20和旋轮进给装置25。如图1、图2所示，机架1包括上板、下板和支撑立柱，上板与下板平行，通过支撑立柱连接，侧面的支撑立柱间由斜梁进行加强，形成三角形框架结构，上板的中部设有两个相互平行的矩形通孔，以适应轴距调节装置17和支架20的尺寸；电机组包括第一电机2、第二电机3、第三电机4和第四电机5。如图6所示，夹紧装置组包括第一夹紧装置12和第二夹紧装置13，第一夹紧装置12和第二夹紧装置13能同步夹紧薄壁管。第一电机2安装于下板，皮带6分别连接于第一电机2的输出轴和直齿轮组的转轴上，直齿轮组与横轴组7相连，直齿轮组的第一端与横轴组7的第一横轴71同轴相连，第一横轴71与第一锥齿轮组8的主动轮相连，第一锥齿轮组8与第一纵轴9相连，第一纵轴9与第一夹紧装置12相连，同样地，直齿轮组的第二端与横轴组7的第二横轴72同轴相连，第二横轴72与第二锥齿轮组10的主动轮相连，第二锥齿轮组10与第二纵轴11相连，第二纵轴11与第二夹紧装置13相连。

第一夹紧装置12与第二夹紧装置13均安装在上板上，中心均开有通孔且均设有三爪卡盘，两个三爪卡盘相对放置，两个三爪卡盘的中心轴线相重合，并与所加工薄壁管的中心轴线重合。第一电机2通过皮带6将动力传递到横轴组7上，然后再通过横轴组7两端的第一锥齿轮组8和第二锥齿轮组10将动力传递到第一纵轴9和第二纵轴11上，通过控制第一夹紧装置12和第二夹紧装置13来实现对薄壁管的夹紧和松离。横轴组7、第一纵轴9与第二纵轴11在同一平面内，第一锥齿轮组8、第二锥齿轮组10均通过L型板安装在下板的两侧。

如图4所示，轴距调节装置17包括第二电机3、送进皮带14、送进主动轮15和送进从动轮16，第二电机3设于下板，第二电机3通过送进皮带14与送进主动轮15连接，通过送进皮带14，第二电机3驱动送进主动轮15转动，送进从动轮16作从动；送进主动轮15与送进从动轮16处于同一平面内，并且不相互接触，送进主动轮15与送进从动轮16均设有与薄壁管外径相等的弧形槽，送进主动轮15与送进从动轮16均对薄壁管有一定的压力及摩擦力，当送进主动轮15受第二电机3驱动力旋转时，薄壁管能受摩擦力沿中心轴线方向运动，实现进给运动。如图7所示，送进主动轮15与送进从动轮16的转轴分别连接于两个螺母之间通过调节螺母在螺杆上的旋进量，能改变送进主动轮15与送进从动轮16之间的轴距，也能直接拆卸后更换合适直径的送进轮来适应不同直径的薄壁管。

第三电机4设于上板，与驱动齿轮18同轴固连，驱动齿轮18与从动齿轮19相互啮合，从动齿轮19与支架20相连，支架20内连接有成形旋轮26与支撑旋轮27，成形旋轮26与支撑旋轮27相对设置，如图3所示，第三电机4通过由驱动齿轮18和从动齿轮19组成的齿轮传动系统将动力传递到支架20，使支架20绕轴回转，支架20内部的成形旋轮26和支撑旋轮27也绕轴回转；成形旋轮26在旋轮进给装置25的驱动及传动下进行运动。旋轮进给装置包括第四电机5、小齿轮21、大齿轮22和丝杠-锥齿传动组件，第四电机5设于上板，通过相互啮合的小齿轮21、大齿轮22将力传递到丝杠-锥齿传动组件，丝杠-锥齿传动组件包括锥齿轮组23、与锥齿轮组23相连的丝杠24以及与丝杠24相连的进给装置25，丝杠24与进给装置25的数量均为两个，成形旋轮26与其中一个丝杠24相连，能实现沿薄壁管径向的运动，另一侧的丝杠24与进给装置25只作配重，以使支架20在旋转过程中保持平衡，并不与支撑旋轮27相连，则也不会驱动支撑旋轮27沿薄壁管径向运动。

成形旋轮26有两个独立的运动，成形旋轮26沿薄壁管径向的运动，由第四电机5驱动，成形旋轮26绕薄壁管中心轴线的回转运动由第三电机4驱动。两个运动相配合，即实现对薄壁管的切断和旋压封口成形。

支撑旋轮27不作沿薄壁管径向的运动，支撑旋轮27随支架20绕轴回转，支撑旋轮27相对支架20是相对静止的，只对薄壁管进行支撑，能防止薄壁管的薄壁管产生塑性变形，防止产生失稳；成形旋轮26完成薄壁管的切断和旋压封口成形。

如图5所示，从动齿轮19与大齿轮22同轴线设置，与薄壁管中心轴线重合。

第一电机2输出轴的轴线、第三电机4输出轴的轴线和第四电机5输出轴的轴线相互平行，第一电机2输出轴的轴线与第二电机3输出轴的轴线相互垂直。

机器各部分、各零件间采用机油和石墨混合物进行润滑。

以下结合实施例对本发明进一步描述：

如图2和图7所示，轴距调节装置17中的第二电机3通过送进皮带14驱动送进主动轮15转动，与送进主动轮15位于同一平面的送进从动轮16作从动，送进主动轮15与送进从动轮16均设有与薄壁管外径相等的弧形槽，且轴距可调，送进主动轮15与送进从动轮16均对薄壁管有一定的摩擦力，当送进主动轮15受第二电机3驱动力旋转时，薄壁管受摩擦力沿中心轴线方向运动，实现进给运动，薄壁管进入第一夹紧装置12与第二夹紧装置13的两个相对设置的三爪卡盘中心孔中。

如图6所示，第一电机2通过皮带6驱动直齿轮组，直齿轮组驱动与之相连的横轴组7，第一横轴71通过第一锥齿轮组8驱动第一纵轴9，进而控制第一夹紧装置12的夹紧动作，同样地，第二横轴72通过第二锥齿轮组10驱动第二纵轴11，进而控制第二夹紧装置13的夹紧动作，传动机构及传动件型号相同，第一夹紧装置12与第二夹紧装置13能实现同步夹紧或放松三爪卡盘中的薄壁管。

如图1、图3和图8所示，第三电机4驱动驱动齿轮18和与驱动齿轮18相互啮合的从动齿轮19转动，而且与从动齿轮19相连的支架20作回转运动，支架20内所连接的且相对设置的成形旋轮26与支撑旋轮27作同步回转；同时旋轮进给装置中的第四电机5通过相互啮合的小齿轮21、大齿轮22将力传递到丝杠-锥齿传动组件，丝杠-锥齿传动组件中的锥齿轮组23旋转，带动丝杠24转动，进而使进给装置25带动成形旋轮26沿薄壁管径向的运动，而且可以根据实际管材直径和封口形状要求调整旋轮形状，实现对薄壁管的定长切断、两端封口。

成形旋轮26有两个独立的运动，由第四电机5驱动的沿薄壁管径向的运动，由第三电机4驱动的绕薄壁管中心轴线的回转运动。两个运动相配合，即实现对薄壁管的切断和旋压封口成形。而支撑旋轮27不与进给装置25相连，不作沿薄壁管径向的运动，只随支架20回转，故相对支架20是相对静止的，只对薄壁管进行支撑，防止薄壁管产生塑性变形，防止产生失稳。这种方法能够降低封口成形力，提高封口强度，使封口处具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，密封性好，材料利用率高。

运动过程中，机器各部分、各零件间采用机油和石墨混合物进行润滑。

最后应说明的：以上的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，包括机架、电机组、夹紧装置组、轴距调节装置、支架和旋轮进给装置；

所述机架包括上板、下板和支撑立柱，所述上板与所述下板平行，通过所述支撑立柱连接，所述上板设有两个矩形通孔；

所述电机组包括第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，所述夹紧装置组包括第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置和所述第二夹紧装置能同步夹紧薄壁管；

所述第一电机设于所述下板，所述第一电机通过皮带与直齿轮组相连，所述直齿轮组与横轴组相连，所述横轴组的第一横轴与第一锥齿轮组相连，所述第一锥齿轮组与第一纵轴相连，所述第一纵轴与所述第一夹紧装置相连，所述横轴组的第二横轴与第二锥齿轮组相连，所述第二锥齿轮组与第二纵轴相连，所述第二纵轴与所述第二夹紧装置相连；

所述轴距调节装置包括所述第二电机、送进皮带、送进主动轮和送进从动轮，所述第二电机设于所述下板，所述第二电机通过所述送进皮带驱动所述送进主动轮，所述送进主动轮与所述送进从动轮设于同一平面内；

所述第三电机设于所述上板，通过相互啮合的驱动齿轮、从动齿轮与所述支架相连，成形旋轮与支撑旋轮分别与所述支架相连；

所述旋轮进给装置包括第四电机、小齿轮、大齿轮和丝杠-锥齿传动组件，所述第四电机设于所述上板，通过相互啮合的小齿轮、大齿轮与所述丝杠-锥齿传动组件相连，所述丝杠-锥齿传动组件包括锥齿轮组、丝杠和进给装置。

2.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述第一电机输出轴的轴线、所述第三电机输出轴的轴线和所述第四电机输出轴的轴线相互平行，所述第一电机输出轴的轴线与所述第二电机输出轴的轴线相互垂直。

3.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述横轴组、所述第一纵轴与所述第二纵轴在同一平面内，所述第一锥齿轮组、所述第二锥齿轮组均通过L型板安装在所述下板的两侧。

4.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述第一夹紧装置与所述第二夹紧装置均安装在所述上板上，均设有三爪卡盘，两个三爪卡盘的中心轴线相重合。

5.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述成形旋轮沿薄壁管径向的运动由所述第四电机驱动，所述成形旋轮绕薄壁管中心轴线的回转运动由所述第三电机驱动。

6.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述送进主动轮与所述送进从动轮均设有弧形槽，该弧形槽的圆弧所在圆的直径与薄壁管外径相等，所述送进主动轮与所述送进从动轮之间的轴距能进行调节。

7.根据权利要求5所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述支撑旋轮对薄壁管进行支撑，能防止薄壁管产生塑性变形，所述成形旋轮完成薄壁管的切断和旋压封口成形。

8.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，所述从动齿轮与所述大齿轮同轴线设置，与薄壁管的中心轴线重合。

9.根据权利要求1所述的薄壁管切断旋压封口机，其特征在于，采用机油和石墨混合物对设备进行润滑。