CN110640032A - 一种接触网管类零部件的径向压接装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触网管类零部件的径向压接装置及其方法，压接装置包括扣压机，扣压机包括八个联动轴；该装置还包括：压接模具和定位工装；压接模具由八个各自独立的扇形模具组成，八个扇形模具合围组成具有通孔的圆柱体，圆柱体的外表面分别通过定位销钉与扣压机的八个联动轴固定连接；定位工装包括：定位板、定位夹具以及定位台；定位板位于压接模具的一侧并与扣压机机械连接；定位夹具靠近压接模具，穿过定位板并与定位板通过螺栓连接，定位夹具上设置有凹型腔，定位台位于压接模具的另一侧。本发明的压接装置和压接方法能使得到的管类零部件既达到可靠连接的作用，又能避免应力集中，消除内部缺陷，从而提高接触网零件长期服役的安全性。

Description

一种接触网管类零部件的径向压接装置及其方法

技术领域

本发明属于电气化铁路接触网设备技术领域，具体涉及一种接触网管类零部件的径向压接装置及其方法。

背景技术

压接作为机械连接的一种基本方式，在接触网零部件的制造中应用非常广泛。特别是对于接触网管类零部件，有一半数量的产品采用压接方式的连接；但在目前的压接方式中，基本采用的是六方模具压接。

六方模具压接是利用上、下六方形状模具的六方型腔，通过施加向下压力，依靠定位柱使上、下六方形状模具精准合模，迫使管状零件和连接件按六方模腔塑性变形，达到两种零件机械连接成整体。

六方模具压接优点是操作方便、生产效率高、模具加工技术成熟、设备操作简单。缺点是模具的加工精度和定位精度都影响到成型产品的质量。操作者的熟练程度也会影响到产品的精度；最主要的是受力方式为上下挤压，导致成型产品径向应力分布不均匀；在产品的使用服役过程中，容易形成应力集中点，产生裂纹，带来安全隐患；在电气化领域已开通的线路中，已出现过六方压接管类零部件断裂的事件，断裂位置在六方压接部位，请参见图1(a)和图1(b)，图1(a)为被压接圆管靠近圆管连接头一侧的光学显微图片，图1(b)为与图1(a)相对一侧的被压接圆管的光学显微图片，可以看出，图1(a)中存在很多组织折叠，图1(b)中存在组织拉伸撕裂细纹，折叠、拉伸撕裂部位已经降低了产品材料性能，在长期的疲劳服役过程中，自然容易从性能降低处产生裂纹，直至断裂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种接触网管类零部件的径向压接装置及其方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种接触网管类零部件的径向压接装置，包括扣压机，所述扣压机包括八个联动轴；该径向压接装置还包括：压接模具和定位工装；其中，

所述压接模具由八个各自独立的扇形模具组成，八个所述扇形模具合围组成一个具有通孔的圆柱体，所述圆柱体的外表面分别通过定位销钉与所述扣压机的八个联动轴固定连接；

所述定位工装包括：定位板、定位夹具以及定位台；其中，所述定位板位于所述压接模具的一侧并与所述扣压机机械连接；所述定位夹具靠近所述压接模具，穿过所述定位板并与所述定位板通过螺栓连接，所述定位夹具上设置有凹型腔，所述定位台位于所述压接模具的另一侧；所述凹型腔的形状与待压接的接触网管类零部件的连接头的形状相匹配。

在本发明的一个实施例中，所述通孔直径小于待压接的圆管直径，且差值为3～6mm。

在本发明的一个实施例中，所述定位板的中间设有方孔，在定位板上的方孔两侧设置有竖向长条孔；所述定位夹具自定位板外侧穿过方孔伸入定位板内侧并靠近压接模具，螺栓自定位板内侧依次穿过所述长条孔和定位夹具上的连接孔后依次套装弹簧和螺母，从而使弹簧紧抵在定位夹具和螺母之间，将定位夹具连接在定位板上，并可通过螺栓在长条孔内上下移动带动定位夹具在方孔中上下移动。

一种利用如上述任一实施例所述的接触网管类零部件的径向压接装置进行的径向压接方法，包括以下步骤：

步骤1：将压接模具和定位工装固定连接在扣压机上；

步骤2：将接触网管类零部件的圆管一端穿过所述压接模具并与待压接的连接头套装在一起，且所述连接头通过所述定位工装定位，并使所述圆管待压接部位位于所述压接模具的内孔中，所述接触网管类零部件的另一端位于所述定位台上。

步骤3：通过所述定位工装将待压接部位向上移动并与所述扣压机顶部的扇形模具抵接，将待压接的管类零部件的压接部位定位在所述压接模具中并通过定位工装进行固定；

步骤4：启动所述扣压机，使所述扣压机带动所述压接模具对所述管类零部件进行压接，得到压接成型的管类零部件；

步骤5：利用所述定位工装将压接成型的管类零部件下移，以便将压接成型的管类零部件顺利从压接模具中退出。

在本发明的一个实施例中，所述连接头的压接部位为圆棒形，且圆棒表面周向均布有若干圆弧凹槽。

在本发明的一个实施例中，所述圆弧凹槽的深度为2～4mm。

在本发明的一个实施例中，所述圆管与所述连接头的配合间隙为1～4mm。

本发明的有益效果：

1、本发明的径向压接装置和压接方法使管类零部件既能达到可靠连接的作用，又能避免应力集中，消除内部折叠、拉伸等缺陷，从而提高接触网零件长期服役的安全性；

2、本发明的装置简单，使用方便，可完全代替传统六方模具压接设备。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1(a)为现有技术的经六方模具压接后压接部位的光学显微图片；

图1(b)为现有技术的经六方模具压接后另一压接部位的光学显微图片；

图2为实施例中专用模具的结构示意图；

图3为实施例中定位工装的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大结构示意图；

图5为定位工装的俯视结构示意图；

图6为实施例中成型的定位器零部件的结构示意图；

图7为实施例中连接头的结构示意图；

图8为实施例得到的经压接后定位器压接部位的光学显微图片；

附图标记说明：

1-扣压机；2-压接模具；3-定位工装；4-定位器；5-连接头；21-扇形模具；22-定位销钉；31-定位板；32-定位夹具；33-定位台；34-螺栓；35-方孔；36-弹簧；37-螺母；51-圆弧凹槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

请参见图2，本发明实施例提供了一种接触网管类零部件的径向压接装置，具体包括：扣压机1、压接模具2以及定位工装3；其中，扣压机1包括八个联动轴，可从八个方向压接圆管，各方向压力大小相等，在圆管径向均匀布置，且能智能控制压接速度。

需要说明的是，扣压机1的工作原理和工作方式既能保证管类零部件的连接部位径向受力均匀，也能排除作者的熟练程度和模具精度对压接质量的影响，达到可靠连接、避免应力集中，提高接触网零部件长期服役的安全性；在本发明实施例中，扣压机1的型号为UC120/140MS-3PH，该扣压机1通过油压传递动力，电脑控制操作。

该压接模具2由八个各自独立的扇形模具21组成，选用高强度、高韧性的合金模具钢材料制成，八个扇形模具21合围组成一个具有通孔的圆柱体，圆柱体的外表面通过定位销钉22分别与扣压机1的八个联动轴固定连接，即八个扇形模具21分别通过各自对应的定位销钉22按固定顺序安装在扣压机1的八个联动轴上，组成了一个压接模具2，圆柱体的内孔面部分为压接面，将待压接的管类零部件置于圆柱体的通孔内，扣压机1在运动时，七个联动轴向顶部的联动轴运动，带动七个扇形模具21向顶部的扇形模具21运动，从而挤压待压接的管类零部件，使其压接成型。

进一步地，考虑到待压接材料的延伸率、产品加工工艺、加工效率等因素，一般设定八个扇形模具21组成的圆柱体的通孔直径小于待压接的圆管直径，且差值为3～6mm，这样既可以使圆管与连接头紧密连接，又可以避免过度挤压对圆管造成损坏。

进一步地，请同时参见图3、图4、图5，其中，图3和图5中的扣压机1只体现了与本发明有关的部分结构；该定位器零件的定位工装3由定位板31、定位夹具32以及定位台33组成，其中，定位板31位于压接模具2的一侧，并与扣压机1通过螺栓连接；定位夹具32靠近压接模具2，穿过定位板31并通过螺栓34与定位板31连接，该定位夹具32上设置有凹型腔，该凹型腔的形状与待压接的接触网管类零部件的连接头的形状相匹配，连接头放置在凹型腔内进行定位；该定位台33位于压接模具2的另一侧，该待压接的管类零部件的一端穿过压接模具2并位于定位夹具32的凹型腔内，其另一端位于定位台33上。

进一步地，在定位板31的中间设有方孔35，在定位板31上方孔35的两侧设置有竖向长条孔；所述定位夹具32自定位板31外侧穿过方孔35伸入定位板31内侧并靠近压接模具2，螺栓34自定位板31内侧依次穿过所述长条孔和定位夹具32上的连接孔后依次套装弹簧36和螺母37，从而使弹簧36紧抵在定位夹具32和螺母37之间，不但将定位夹具32连接在定位板31上，而且可通过螺栓34在长条孔内上下移动带动定位夹具32在方孔35中上下移动。

需要说明的是，该定位板的外侧指的是定位板31远离压接模具2的一侧，其内侧指的是定位板31靠近压接模具2的一侧。

需要说明的是，弹簧36的规格依据该压接装置实际使用的情况来定，本发明实施例在此不作具体限定。

需要说明的是，压接过程中压接部位塑性变形后会导致管类零部件产生微小的轴向移动，而这种轴向移动会推动定位夹具移动，既要保证定位夹具32与定位板31连接可靠，又要保证定位夹具32在管类零部件产生轴向移动时跟随移动，通过设置弹簧即可实现上述目的。

在准备压接前，将定位工装3在扣压机1上安装好，将待压接的管类零部件的一端穿过压接模具2并位于定位夹具32的凹型腔内，其另一端位于定位台33上，待压接部位位于压接模具2内。压接前，通过螺栓34将定位夹具32上移，使待压接部位向上移动并与扣压机1顶部的扇形模具21抵接，进行压接时，打开扣压机1的开关，扣压机1的联动轴带动压接模具2进行运动，由于扣压机1顶部的联动轴不动，其余联动轴向顶部靠拢，此时，与顶部联动轴连接的扇形模具21也是固定不动的，因此，为了避免待压接部位受力不均匀导致零件压接失败，通过螺栓34将待压接部位移动至扣压机1顶部的扇形模具21处，然后等待其余的扇形模具21聚拢，从而完成压接过程，压接完成之后，通过螺栓34将定位夹具32下移，使待压接的零件向下移动，以便于取出零件，另一端的压接过程类似，本发明实施例在此不作赘述。

本发明实施例的径向压接装置能使得到的管类零部件既能达到可靠连接的作用，又能避免应力集中，消除内部折叠、拉伸等缺陷，从而提高接触网零件长期服役的安全性；

本发明实施例的定位工装可以有效对待压接的零件进行定位，节省了时间，并方便了操作人员的操作。

此外，该压接装置简单，使用方便，可完全代替传统六方模具压接装置。

实施例2

本发明的另一个实施例还提出了一种利用实施例1的接触网管类零部件的径向压接装置进行的径向压接方法，本发明实施例以接触网定位器零部件为例进行说明，主要包括以下步骤：

步骤1：将压接模具2和定位工装3固定连接在扣压机1上，组成完整的压接装置。

步骤2：将定位管4一端穿过压接模具2并与待压接的连接头5套装在一起，且连接头5通过定位工装3定位，并使定位管4待压接部位位于压接模具2的通孔中，其另一端位于定位台33上。

请参见图6和图7，图7中只画出了定位管4一端的连接头5；待压接的定位器零部件包括定位管4和连接头5，定位管4套装在连接头5的压接部位，连接头5的压接部位为圆棒形，且圆棒表面周向均布有4～5道圆弧凹槽51，该圆弧凹槽51的深度为2～4mm，设计圆弧凹槽51的目的是为了通过压接时定位管4的塑性变形部分嵌入圆棒的圆弧凹槽51内，从而使压接后，定位管4与连接头5连接成为一个整体，得到成型的定位器。

进一步地，压接前，定位管4与连接头5之间具有合适的配合间隙，其间隙的设定需要根据定位管4的变形量、延伸率以及定位管4与连接头5之间的静摩擦力来设定，优选地，定位管4与连接头5的配合间隙在1mm～4mm之间，从而使在压接时，定位管4不至于变形过大，超出定位管4的延伸率，从而产生集中变形，容易造成断裂的现象发生。

利用定位工装3进行定位的过程在实施例1中已经进行了描述，本发明实施例不再赘述。

步骤3：通过定位工装3将待压接部位向上移动与扣压机1顶部的扇形模具21抵接，将待压接的定位器零部件的压接部位定位在压接模具2中，并通过定位工装3进行固定。

步骤4：启动扣压机1，使扣压机1带动压接模具2对定位器零部件进行压接，从而得到成型的定位器。

该压接模具2主要由八个各自独立的扇形模具21组成，选用高强度、高韧性的合金模具钢材料制成，八个扇形模具21合围组成一个具有通孔的圆柱体，圆柱体的外表面通过定位销钉22分别与扣压机1的八个联动轴固定连接，即八个扇形模具21通过定位销钉22按固定顺序安装在扣压机1的八个联动轴上，组成了一个压接模具2，圆柱体的内孔面部分为压接面，将待压接的定位器零部件置于圆柱体的通孔内，启动扣压机1后，扣压机1上的七个联动轴向顶部的联动轴运动，带动七个扇形模具21向顶部的扇形模具21运动，从而挤压待压接的定位器零部件，使其压接成型，请参见图8，图8为压接部位的光学显微图片，可以看出，定位管压接部位压接后的组织紧密，无任何折叠、拉伸撕裂等缺陷，组织上的划痕为样件的外部划痕，非拉伸撕裂，其压接效果优于六方模具压接工艺的压接效果。

步骤5：利用定位工装3将压接成型的定位器零部件下移，以便将压接成型的定位器零部件顺利从压接模具2中退出。

本发明实施例的压接方法工艺简单，通过在连接头上设置圆弧凹槽，使得成型的管类零部件的连接更加牢固。

该方法通过八轴联动式的扣压机和压接模具来实现，能避免得到的管类零部件产生应力集中现象，可以消除内部折叠、拉伸等缺陷，提高接触网零件长期服役的安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种接触网管类零部件的径向压接装置，包括扣压机，所述扣压机包括八个联动轴；其特征在于，还包括：压接模具和定位工装；其中，

所述压接模具由八个各自独立的扇形模具组成，八个所述扇形模具合围组成一个具有通孔的圆柱体，所述圆柱体的外表面分别通过定位销钉与所述扣压机的八个联动轴固定连接；

所述定位工装包括：定位板、定位夹具以及定位台；其中，所述定位板位于所述压接模具的一侧并与所述扣压机机械连接；所述定位夹具靠近所述压接模具，穿过所述定位板并与所述定位板通过螺栓连接，所述定位夹具上设置有凹型腔，所述定位台位于所述压接模具的另一侧；所述凹型腔的形状与待压接的接触网管类零部件的连接头的形状相匹配。

2.根据权利要求1所述的接触网管类零部件的径向压接装置，其特征在于，所述通孔的直径小于待压接的圆管直径，且差值为3～6mm。

3.根据权利要求1或2所述的接触网管类零部件的径向压接装置，其特征在于，所述定位板的中间设有方孔，在定位板上的方孔两侧设置有竖向长条孔；所述定位夹具自定位板外侧穿过方孔伸入定位板内侧并靠近压接模具，螺栓自定位板内侧依次穿过所述长条孔和定位夹具上的连接孔后依次套装弹簧和螺母，从而使弹簧紧抵在定位夹具和螺母之间，将定位夹具连接在定位板上，并可通过螺栓在长条孔内上下移动带动定位夹具在方孔中上下移动。

4.一种利用如权利要求1～3任一项所述的接触网管类零部件的径向压接装置进行的径向压接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将压接模具和定位工装固定连接在扣压机上；

步骤2：将接触网管类零部件的圆管一端穿过所述压接模具并与待压接的连接头套装在一起，且所述连接头通过所述定位工装定位，并使所述圆管待压接部位位于所述压接模具的通孔中，所述接触网管类零部件的另一端位于所述定位台上；

步骤3：通过所述定位工装将待压接部位向上移动并与所述扣压机顶部的扇形模具抵接，将待压接的管类零部件的压接部位定位在所述压接模具中并通过定位工装进行固定；

步骤4：启动所述扣压机，使所述扣压机带动所述压接模具对所述管类零部件进行压接，得到压接成型的管类零部件；

步骤5：利用所述定位工装将压接成型的管类零部件下移，以便将压接成型的管类零部件顺利从压接模具中退出。

5.根据权利要求4所述的径向压接方法，其特征在于，所述连接头的压接部位为圆棒形，且圆棒表面周向均布有若干圆弧凹槽。

6.根据权利要求5所述的径向压接方法，其特征在于，所述圆弧凹槽的深度为2～4mm。

7.根据权利要求4所述的径向压接方法，其特征在于，所述圆管与所述连接头的配合间隙为1～4mm。

Images