CN110893429A - 一种金属波纹管内部滚压成形装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种金属波纹管内部滚压成形装置，其包括滚压成形模块、装夹模块和连接模块。滚压成形模块又包括外壳，传动机构和约束机构，约束机构安装于传动机构上，用来约束传动机构的自由度，传动机构又安装于外壳之中；连接模块一端与滚压成形模块连接之后夹紧固定在装夹模块上，另一端与电机相连。使用时，将滚压成形模块伸入到高速旋转的金属薄壁管内部指定位置，通过控制电机的转速与转数以控制滚压成形模块中工具头的径向进给速度与进给量，以便成形出不同质量与不同形状的目标制件。该装置模块化设计，通用性强。
Description
技术领域
本发明涉及管件内部滚压成形装置，具体涉及一种金属波纹管内部滚压成形装置。
背景技术
金属波纹管是一种外型呈现规则波浪状、带有横向波纹的管类零件。它不仅具有高的弯曲疲劳强度和弹性稳定，而且在外力作用下能产生轴向、横向、角向位移，在国防、石油化工、航空航天等各种工业领域广泛应用。传统的波纹管加工方法有焊接成形、机械成形和液压成形等，在工艺流程中的关键工序容易出现未焊透和气孔以及圆度低、波形不饱满等各类缺陷，难以保证最终成形件的质量。管类零件增量成形技术引入“分层制造”的思想，通过一个简单成形装置施加载荷，按照预先设定好的成形轨迹，逐次分层得到需要的零件，可以成形多种复杂成形零件，该工艺不需要预先制造模具、所需制造周期短，适应于多品种小批量生产和低成本快速成形新产品。
发明内容
针对金属波纹管的内部增量成形工艺，本发明提出一种模块化设计、通用性强、操作简单、效率高、装拆方便的金属波纹管内部滚压成形装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种金属波纹管内部滚压成形装置，该装置包括滚压成形模块、装夹模块和连接模块。
所述的滚压成形模块包括外壳、传动机构和约束机构，所述约束机构安装于传动机构上，用来约束传动机构的自由度，外壳用于包裹固定传动机构与约束机构；
所述的装夹模块包括底座、挡块、滑轨、丝杠、第一压块、第二压块、旋转手柄、夹具盖和T型压具，所述的底座一端设有矩形槽，所述的挡块为两个，分别固定在所述的矩形槽的两端，所述第一压块与第二压块滑动设置在所述的矩形槽中且套接在丝杠与滑轨外，所述的丝杠与滑轨的两端支撑在所述的挡块上，且所述的丝杠的一端安装旋转手柄，用于实现旋转手柄与丝杠的联动；所述的夹具盖固定在所述的底座上，所述的T型压具穿过所述的夹具盖上的孔拧入夹具盖中；
所述的连接模块包括工具轴、驱动轴和联轴器，所述的工具轴为阶梯空心轴，其外套在所述的驱动轴上，所述的驱动轴一端与滚压成形模块的传动机构相连，另一端穿过所述的装夹模块，通过联轴器与电机相连，所述的工具轴的一端固定在所述的滚压成形模块的外壳上，另一端位于所述的装夹模块中，用于被所述的装夹模块夹持。
进一步地，所述的传动机构包括两根第一支撑杆、两根第二支撑杆、第一圆柱头螺栓、第二圆柱头螺栓、丝杠传动轴、四个第三圆柱头螺栓、两个双头螺栓和两个工具头，所述的第一支撑杆其中一端加工有第一U型槽，另一端加工有第二U型槽，在第一U型槽端加工有第一通孔，第二U型槽端加工有第二通孔，杆中间位置加工有第一螺纹孔；
所述的第二支撑杆其中一端加工有第三U型槽，另一端加工有第四U型槽，在第三U型槽端加工有第三通孔，第四U型槽端加工有第四通孔，杆中间位置加工有第二螺纹孔；
第一圆柱头螺栓、第二圆柱头螺栓、第三圆柱头螺栓的轴段均包括一段光轴段和一段螺纹段；
所述的第一圆柱头螺栓的光轴段设有第一左旋螺纹通孔，所述的第二圆柱头螺栓的光轴段设有第一右旋螺纹通孔。所述的第一支撑杆的第二U型槽那端安放于第二支撑杆的第三U型槽里，其上的第二通孔与第三通孔同心，并在此处装入第一圆柱头螺栓，在螺栓另一端拧上螺母以连接第一支撑杆与第二支撑杆；同理，另一对第一支撑杆和第二支撑杆通过第二圆柱头螺栓连接。
所述的丝杠传动轴设计为中间粗两端细的阶梯轴状，其中一端设置为第一左旋螺纹，另一端设置为第一右旋螺纹，在设置为右旋螺纹那一端端头设有第一键槽；所述的第一圆柱头螺栓通过第一左旋螺纹通孔安装于丝杠传动轴第一左旋螺纹上，所述的第二圆柱头螺栓通过第一右旋螺纹通孔安装于丝杠传动轴第一右旋螺纹上。
所述的第三圆柱头螺栓轴段设有第五通孔，所述的双头螺栓设计为中间粗两端细的阶梯轴状；所述的四个第三圆柱头螺栓分别插入两根第一支撑杆的第一通孔和两根第二支撑杆的第四通孔，并在端头分别拧上螺母；所述的工具头为圆盘状，中心设有第六通孔，所述的工具头通过中心的第六通孔安装于双头螺栓的中间较粗轴段上，所述的两个双头螺栓两端分别插入四个第三圆柱头螺栓的第五通孔，并在端头拧上螺母以固定。
进一步地，所述的约束机构包括四根约束杆、四个约束螺栓、两根约束支撑轴。所述的约束支撑轴为中间粗两端细的阶梯轴状，在中间较粗的轴段中间位置设有第七通孔，两端较细的轴段上分别设有第一圆槽；所述的约束杆在两端分别设有第八通孔，所述的两根约束支撑轴通过中间第七通孔穿过丝杠传动轴，所述的约束杆通过所述的第八通孔分别安装在约束支撑轴的较粗的轴段两侧；所述的约束螺栓包括光轴段和螺纹段，所述的约束螺栓光轴端设有第二圆槽。所述的四个约束螺栓分别拧入两根第一支撑杆的第一螺纹孔中和两根第二支撑杆的第二螺纹孔中；所述的约束杆通过其上的第八通孔一端安装于约束螺栓上，另一端安装于约束支撑轴上，并在约束螺栓的第二圆槽和约束支撑轴的第一圆槽卡上孔用挡圈以定位。
进一步地，所述的外壳包括圆形左端盖、两个半圆柱形外壳、圆形右端盖，所述的圆形左端盖和圆形右端盖固定在所述的两个半圆柱形外壳的两端，所述的半圆形外壳的内圆柱表面上设有两个第二盲孔，用于为两根所述的约束支撑轴的两端提供支撑；所述的圆形左端盖中心设置有第一盲孔，为所述的丝杠传动轴带左旋螺纹的一端提供支撑；所述的圆形右端盖中心设置有第九通孔，供所述的丝杠传动轴带右旋螺纹的一端伸出。
进一步地，所述的丝杠一端设置第二左旋螺纹，另一端设置第二右旋螺纹，所述的第一压块中间设有第二左旋螺纹通孔；所述的第二压块中间设有第二右旋螺纹通孔。所述的第一压块与第二压块分别通过中间的第二左旋螺纹通孔与第二右旋螺纹通孔安装于丝杠的第二左旋螺纹上与第二右旋螺纹上。
进一步地，所述的工具轴一端为凸起的圆盘状，固定在所述的圆形右端盖上，另一端为方柄，方便夹持。
本发明的有益效果如下：
(1)本金属波纹管内部滚压成形装置中，通过对两端分别设计为左旋与右旋螺纹的丝杠传动轴施加转矩，带动其上的第一圆柱头螺栓与第二圆柱头螺栓产生相对运动，进而通过第一支撑杆与第二支撑杆使工具头产生径向位移，对高速旋转的薄壁管内产生局部挤压与碾压，使其产生连续的塑形变形。
(2)本金属波纹管内部滚压成形装置中，通过约束杆对第一支撑杆与第二支撑杆的约束，使其产生唯一确定的运动。
(3)本金属波纹管内部滚压成形装置中，通过对两端分别设计为左旋与右旋螺纹的丝杠传施加转矩，驱动第一压块与第二压块将工具轴夹紧自动定位在中心位置。
(4)本金属波纹管内部滚压成形装置中，通过控制电机的转速以控制工具头的径向进给速度，通过控制电机的转数以控制工具头的径向进给量，方便成形出不同质量与不同形状的目标制件。
(5)本金属波纹管内部滚压成形装置模块化，更换方便，通用性强。
附图说明
图1是本发明的金属波纹管内部滚压成形装置的整体结构示意图；
图2是图1中传动机构与约束机构的示意图；
图3是图2中第一支撑杆具体零件示意图；
图4是图2中第二支撑杆具体零件示意图；
图5是图2中第一圆柱头螺栓具体零件示意图；
图6是图2中第二圆柱头具体零件示意图；
图7是图2中丝杠传动轴具体零件示意图；
图8是图2中第三圆柱头具体零件示意图；
图9是图2中约束支撑轴具体零件示意图；
图10是图2中约束螺栓具体零件示意图；
图11是图1中圆形左端盖具体零件示意图；
图12是图1中半圆形外壳具体零件示意图；
图13是图1中圆形右端盖具体零件示意图；
图14是图1中装夹模块示意图；
图15是图14中底座具体零件示意图；
图16是图14中挡块具体零件示意图；
图17是图14中丝杠具体零件示意图；
图18是图14中第一压块具体零件示意图；
图19是图14中第二压块具体零件示意图；
图20是图14中旋转手柄具体零件示意图；
图21是图14中滑轨具体零件示意图；
图22是图1中连接模块示意图；
图23是图22中驱动轴具体零件示意图；
图中，滚压成形模块1、装夹模块2、连接模块3、电机4、外壳11、圆形左端盖111、第一螺纹通孔1111、第一盲孔1112、半圆柱形外壳112、第三螺纹孔1121、第二盲孔1122、圆形右端盖113、第二螺纹通孔1131、第九通孔1132、第四螺纹孔1133、传动机构12、第一支撑杆121、第一U型槽1211、第二U型槽1212、第一通孔1213、第二通孔1214、第一螺纹孔1215、第二支撑杆122、第三U型槽1221、第四U型槽1222、第三通孔1223、第四通孔1224、第二螺纹孔1225、第一圆柱头螺栓123、第一左旋螺纹通孔1231、第二圆柱头螺栓124、第一右旋螺纹通孔1241、丝杠传动轴125、第一左旋螺纹1251、第一右旋螺纹1252、第一键槽1253、第三圆柱头螺栓126、第五通孔1261、双头螺栓127、工具头128、第六通孔1281、约束机构13、约束杆131、第八通孔1311、约束螺栓132、第二圆槽1321、约束支撑轴133、第七通孔1331、第一圆槽1332、底座21、矩形槽211、第五螺纹孔212、第六螺纹孔213、第七螺纹孔214、挡块22、第十通孔221、第十一通孔222、第三螺纹通孔223、滑轨23、阶梯轴231、丝杠24、第二左旋螺纹241、第二右旋螺纹242、第二键槽243、第一压块25、第十二通孔251、第二左旋螺纹通孔252、第二压块26、第十三通孔261、第二右旋螺纹通孔262、旋转手柄27、第一带键槽盲孔271、夹具盖28、第四螺纹通孔281、第五螺纹通孔282、T型压具29、螺纹291、工具轴31、第六螺纹通孔311、第十四通孔312、驱动轴32、第二带键槽盲孔321、第三键槽322、联轴器33。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-23所示，本发明的一种金属波纹管内部滚压成形装置，包括滚压成形模块1、装夹模块2、连接模块3。
所述的滚压成形模块1包括外壳11、传动机构12、约束机构13。所述的传动机构12包括两根第一支撑杆121、两根第二支撑杆122、第一圆柱头螺栓123、第二圆柱头螺栓124、丝杠传动轴125、四个第三圆柱头螺栓126、两个双头螺栓127、两个工具头128。所述的第一支撑杆121其中一端加工有第一U型槽1211，另一端加工有第二U型槽1212，在第一U型槽1211端加工有第一通孔1213，第二U型槽1212端加工有第二通孔1214，杆中间位置加工有第一螺纹孔1215；所述的第二支撑杆122其中一端加工有第三U型槽1221，另一端加工有第四U型槽1222，在第三U型槽1221端加工有第三通孔1223，第四U型槽端加工有第四通孔1224，杆中间位置加工有第二螺纹孔1225；
第一圆柱头螺栓123、第二圆柱头螺栓124、第三圆柱头螺栓126的轴段均包括一段光轴段和一段螺纹段；
所述的第一圆柱头螺栓123的光轴段设有第一左旋螺纹通孔1231，所述的第二圆柱头螺栓124的光轴段设有第一右旋螺纹通孔1241。所述的第一支撑杆121的第二U型槽1212那端安放于第二支撑杆122的第三U型槽1221里，其上的第二通孔1214与第三通孔1223同心，并在此处装入第一圆柱头螺栓123，在螺栓另一端拧上螺母以连接第一支撑杆121与第二支撑杆122；同理，另一对第一支撑杆121和第二支撑杆122通过第二圆柱头螺栓124连接。
所述的丝杠传动轴125设计为中间粗两端细的阶梯轴状，其中一端设置为第一左旋螺纹1251，另一端设置为第一右旋螺纹1252，在设置为右旋螺纹那一端端头设有第一键槽1253；所述的第一圆柱头螺栓123通过第一左旋螺纹通孔1231安装于丝杠传动轴125第一左旋螺纹1251上，所述的第二圆柱头螺栓124通过第一右旋螺纹通孔1241安装于丝杠传动轴125第一右旋螺纹1252上。
所述的第三圆柱头螺栓126光轴段设有第五通孔1261，所述的双头螺栓127设计为中间粗两端细的阶梯轴状；所述的四个第三圆柱头螺栓126分别插入两根第一支撑杆121的第一通孔1213和两根第二支撑杆122的第四通孔1224，并在端头分别拧上螺母；所述的工具头128设计为圆盘状，中心设有第六通孔1281，所述的工具头128通过中心的第六通孔1281安装于双头螺栓127的中间较粗轴段上；所述的两个双头螺栓127两端分别插入四个第三圆柱头螺栓126的第五通孔1261，并在端头拧上螺母以固定。
所述的约束机构13包括四根约束杆131、四个约束螺栓132、两根约束支撑轴133。所述的约束支撑轴133为中间粗两端细的阶梯轴状，在中间较粗的轴段中间位置设有第七通孔1331，两端较细的轴段上分别设有第一圆槽1332；所述的约束杆131在两端分别设有第八通孔1311，所述的两根约束支撑轴133通过中间第七通孔1331穿过丝杠传动轴125，所述的约束杆131通过所述的第八通孔1311分别安装在约束支撑轴133的较粗的轴段两侧；所述的约束螺栓132(如图10所示)包括光轴段和螺纹段，所述的约束螺栓132光轴段设有第二圆槽1321。所述的四个约束螺栓132分别拧入两根第一支撑杆121的第一螺纹孔1215中和两根第二支撑杆122的第二螺纹孔1225中；所述的约束杆131通过其上的第八通孔1311一端安装于约束螺栓132上，另一端安装于约束支撑轴133上，并在约束螺栓132的第二圆槽1321和约束支撑轴133的第一圆槽1332卡上孔用挡圈以定位。
所述的外壳11包括圆形左端盖111、两个半圆柱形外壳112、圆形右端盖113。所述的圆形左端盖111端面四周设有均布的六个第一螺纹通孔1111，端面中心位置设有第一盲孔1112用于安装滚动轴承；所述的半圆柱形外壳112两个端面上分别设有三个第三螺纹孔1121，在内圆柱表面上设有两个第二盲孔1122；所述的圆形右端盖113端面周边设有均布的六个第二螺纹通孔1131，端面中心位置设有前段直径大后段直径小的第九通孔1132用于安装滚动轴承，在通孔周边设有六个均布的第四螺纹孔1133。所述的两个半圆形外壳112通过其内表面的第二盲孔1122相对安装于约束支撑轴133的两端，将传动机构12与约束机构13包裹；所述的圆形端盖11通过端面中心带轴承第一盲孔1112安装于丝杠传动轴125左旋螺纹那一端，其上的第一螺纹通孔1111与半圆形外壳112端面第三螺纹孔1121同心，并拧入螺钉以固定连接；所述的圆形右端盖113通过端面中心带轴承第九通孔1132穿过丝杠传动轴125右旋螺纹那一端，其上的第二螺纹通孔1131与半圆形外壳112端面第三螺纹孔1121同心，并拧入螺钉以固定连接。
所述的装夹模块2包括底座21、挡块22、两根滑轨23、丝杠24、第一压块25、第二压块26、旋转手柄27、夹具盖28、T型压具29。所述的底座21一端设有矩形槽211，矩形槽底部两端各设有四个第五螺纹孔212，顶部两边各设有两个第六螺纹孔213，底座另一端设有四个第七螺纹孔214用于安装电机4；所述的挡块22中间开有前段直径大后段直径小的第十通孔221用于安装滚动轴承，两边分别设有第十一通孔222，底部开有四个第三螺纹通孔223。所述的两个挡块22分别安装于底座21的矩形槽211底部两端，其上的第三螺纹通孔223与底座21的第五螺纹孔212同心，并拧入螺钉以固定连接。所述的丝杠24一端设置为第二左旋螺纹241，另一端设置为第二右旋螺纹242，在左旋螺纹那一端端头开有第二键槽243；所述的第一压块25两边分别设有第十二通孔251，中间设有第二左旋螺纹通孔252；所述的第二压块26两边分别设有第十三通孔261，中间设有第二右旋螺纹通孔262。所述的第一压块25与第二压块26分别通过中间的第二左旋螺纹通孔252与第二右旋螺纹通孔262安装于丝杠24的第二左旋螺纹241上与第二右旋螺纹242上；所述的丝杠24两端分别装入两端挡块22的带轴承第十通孔221中。所述的旋转手柄27设有第一带键槽盲孔271，所述的丝杠24上第二键槽243中装入键，通过键和键槽的配合，将旋转手柄27通过其上的第一带键槽盲孔271安装到丝杠24上，实现旋转手柄27与丝杠24的联动。所述的滑轨23设计为长轴状，两端分别设有阶梯轴231；所述的滑轨23穿过第一压块25和第二压块26上的第十二通孔251与第十三通孔261，两端阶梯轴231分别装入两端挡块22的第十一通孔222中。所述的夹具盖28两边各设有两个第四螺纹通孔281，中间设有第五螺纹通孔282；所述的T型压具29设计为T型圆柱状，下端圆柱设有螺纹291。所述的夹具盖28通过在两边的第四螺纹通孔281与底座21的第六螺纹孔213拧入螺钉安装在底座21上，所述的T型压具29通过下端螺纹291拧入夹具盖28的第五螺纹通孔282中。
所述的连接模块3包括工具轴31、驱动轴32、联轴器33。所述的工具轴31一端设计为凸起的圆盘状，其上设有六个均布的第六螺纹通孔311，另一端为方便装夹设计为方柄，轴中设有第十四通孔312；所述的驱动轴32一端设有第二带键槽盲孔321，另一端设有第三键槽322。所述的丝杠传动轴125上第一键槽1253中装入键，通过键与键槽的配合，将驱动轴32第二带键槽盲孔321那端与丝杠传动轴125连接；所述的驱动轴32上第三键槽322那端装入键，通过联轴器33最终与电机4相连。所述的工具轴31通过其上的第十四通孔312穿过驱动轴32，其圆盘状那端第六螺纹通孔311与带孔圆形端盖113上的第四螺纹孔1133同心，并拧入螺钉以固定连接在带孔圆形端盖113上。
安装时，首先安装滚压成形模块1。先将第一支撑杆121的第二U型槽1212那端安放于第二支撑杆122的第三U型槽里，其上的第二通孔1214与第三通孔1223同心，并在此处装入第一圆柱头螺栓123，在螺栓另一端拧上螺母以连接第一支撑杆121与第二支撑杆122；同理，另一对第一支撑杆121和第二支撑杆122通过第二圆柱头螺栓124连接。接着将两根约束支撑轴133通过中间第七通孔1331穿过丝杠传动轴125两端安放于其较粗轴段两侧，再将第一圆柱头螺栓123通过其第一左旋螺纹通孔1231安装于丝杠传动轴125第一左旋螺纹1251上，第二圆柱头螺栓124通过其第一右旋螺纹通孔1241安装于丝杠传动轴125第一右旋螺纹1252上。接着将4个第三圆柱头螺栓126分别插入两根第一支撑杆121的第一通孔1213和两根第二支撑杆122的第四通孔1224，并在端头分别拧上螺母，再将两个工具头128通过中心的第六通孔1281分别安装于两个双头螺栓127的中间较粗轴段上，接着将两个双头螺栓127两端分别插入四个第三圆柱头螺栓126的第五通孔1261，并在端头拧上螺母以固定。接着将四个约束螺栓132分别拧入两个第一支撑杆121的第一螺纹孔1215中和两个第二支撑杆122的第二螺纹孔1225中，再将四根约束杆131通过其上的第八通孔1311，一端分别安装于四个约束螺栓132上，另一端分别安装于两根约束支撑轴133两端，并分别在四个约束螺栓132的第二圆槽1322和两根约束支撑轴133的第一圆槽1332卡上孔用挡圈以定位。接着将两个半圆形外壳112通过其内表面的两个第二盲孔1122相对安装于两根约束支撑轴133的两端，将传动机构12与约束机构13包裹其中。接着将轴承过盈装入圆形端盖11端面中心第一盲孔1112中，再将圆形端盖11通过端面中心带轴承第一盲孔1112安装于丝杠传动轴125左旋螺纹那一端，其上的第一螺纹通孔1111与半圆形外壳112端面第三螺纹孔1121同心，然后在此处拧入螺钉以固定连接。最后将轴承过盈装入带孔圆形端盖113端面中心第九通孔1132，再将带孔圆形端盖113通过端面中心带轴承第九通孔1132安装于丝杠传动轴125右旋螺纹那一端，其上的第二螺纹通孔1131与半圆形外壳112端面第三螺纹孔1121同心，然后在此处拧入螺钉以固定连接。
接下来，安装装夹模块2。先将第一压块25与第二压块26分别通过中间的第二左旋螺纹通孔252与第二右旋螺纹通孔262安装于丝杠24的第二左旋螺纹241上与第二右旋螺纹242上，再将两根滑轨23分别穿过第一压块25和第二压块26两边的第十二通孔251与第十三通孔261。接着在两个挡块22的第十通孔221中过盈装入轴承，再将两个挡块22通过中间的带轴承的第十通孔221和两边的第十一通孔222分别安装于丝杠24和两根滑轨23的两端，然后将它们一起安放于底座21的矩形槽211里，挡块22的第三螺纹通孔223与底座21的第五螺纹孔212同心，然后在此处拧入螺钉以固定连接。接着将丝杠24上第二键槽243中装入键，通过键和键槽的配合，将旋转手柄27通过其上的第一带键槽盲孔271安装到丝杠24带键槽端。最后将夹具盖28通过在两边的第四螺纹通孔281与底座21的第六螺纹孔213拧入螺钉安装在底座21上，然后将T型压具29通过下端螺纹291拧入夹具盖28的第五螺纹通孔282中。
最后，安装连接模块3。先将丝杠传动轴125上第一键槽1253中装入键，然后通过键与键槽的配合，将驱动轴32第二带键槽盲孔321那端与丝杠传动轴125连接。接着将工具轴31通过其上的第十四通孔312穿过驱动轴32，其圆盘状那端第六螺纹通孔311与带孔圆形端盖113上的第四螺纹孔1133同心，然后拧入螺钉以固定连接在带孔圆形端盖113上。
使用时，先将底座21固定于设有滑台的普通车床上，接着将电机通过螺钉固定在底座21上，再将联轴器33一端与电机4连接。接着将工具轴31方柄那一端安放于装夹模块2中，其中的驱动轴32设有第三键槽322端装入平键与联轴器33另一端连接，然后旋转T型压具29和转动旋转手柄27以驱动第一压块25与第二压块26压紧固定工具轴31。薄壁管通过铁芯在内部支撑后装夹在车床的三抓卡盘上，然后驱动滑台使增量成形模块1到达薄壁管内所要胀形位置，然后启动车床让薄壁管高速旋转，最后启动电机4通过联轴器33与驱动轴32驱动丝杠传动轴125进行旋转，带动其上的第一圆柱头螺栓123与第二圆柱头螺栓124产生相对运动，进而通过第一支撑杆121与第二支撑杆122使工具头128产生径向位移，从而对薄壁管进行局部挤压和碾压，使其产生连续塑性变形，最终累积成形出目标制件。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，该装置包括滚压成形模块(1)、装夹模块(2)和连接模块(3)。
所述的滚压成形模块(1)包括外壳(11)、传动机构(12)和约束机构(13)，所述约束机构(13)安装于传动机构(12)上，用来约束传动机构(12)的自由度，外壳(11)用于包裹固定传动机构(12)与约束机构(13)；
所述的装夹模块(2)包括底座(21)、挡块(22)、滑轨(23)、丝杠(24)、第一压块(25)、第二压块(26)、旋转手柄(27)、夹具盖(28)和T型压具(29)，所述的底座(21)一端设有矩形槽(211)，所述的挡块(22)为两个，分别固定在所述的矩形槽(211)的两端，所述第一压块(25)与第二压块(26)滑动设置在所述的矩形槽(211)中且套接在丝杠(24)与滑轨(23)外，所述的丝杠(24)与滑轨(23)的两端支撑在所述的挡块(22)上，且所述的丝杠(24)的一端安装旋转手柄(27)，用于实现旋转手柄(27)与丝杠(24)的联动；所述的夹具盖(28)固定在所述的底座(21)上，所述的T型压具(29)穿过所述的夹具盖(28)上的孔拧入夹具盖(28)中；
所述的连接模块(3)包括工具轴(31)、驱动轴(32)和联轴器(33)，所述的工具轴(31)为阶梯空心轴，其外套在所述的驱动轴(32)上，所述的驱动轴(32)一端与滚压成形模块(1)的传动机构(12)相连，另一端穿过所述的装夹模块(2)，通过联轴器(33)与电机(4)相连，所述的工具轴(31)的一端固定在所述的滚压成形模块(1)的外壳(11)上，另一端位于所述的装夹模块(2)中，用于被所述的装夹模块(2)夹持。
2.根据权利要求1所述的金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，所述的传动机构(12)包括两根第一支撑杆(121)、两根第二支撑杆(122)、第一圆柱头螺栓(123)、第二圆柱头螺栓(124)、丝杠传动轴(125)、四个第三圆柱头螺栓(126)、两个双头螺栓(127)和两个工具头(128)，所述的第一支撑杆(121)其中一端加工有第一U型槽(1211)，另一端加工有第二U型槽(1212)，在第一U型槽(1211)端加工有第一通孔(1213)，第二U型槽(1212)端加工有第二通孔(1214)，杆中间位置加工有第一螺纹孔(1215)；
所述的第二支撑杆(122)其中一端加工有第三U型槽(1221)，另一端加工有第四U型槽(1222)，在第三U型槽(1221)端加工有第三通孔(1223)，第四U型槽端加工有第四通孔(1224)，杆中间位置加工有第二螺纹孔(1225)；
第一圆柱头螺栓(123)、第二圆柱头螺栓(124)、第三圆柱头螺栓(126)的轴段均包括一段光轴段和一段螺纹段；
所述的第一圆柱头螺栓(123)的光轴段设有第一左旋螺纹通孔(1231)，所述的第二圆柱头螺栓(124)的光轴段设有第一右旋螺纹通孔(1241)。所述的第一支撑杆(121)的第二U型槽(1212)那端安放于第二支撑杆(122)的第三U型槽(1221)里，其上的第二通孔(1214)与第三通孔(1223)同心，并在此处装入第一圆柱头螺栓(123)，在螺栓另一端拧上螺母以连接第一支撑杆(121)与第二支撑杆(122)；同理，另一对第一支撑杆(121)和第二支撑杆(122)通过第二圆柱头螺栓(124)连接。
所述的丝杠传动轴(125)设计为中间粗两端细的阶梯轴状，其中一端设置为第一左旋螺纹(1251)，另一端设置为第一右旋螺纹(1252)，在设置为右旋螺纹那一端端头设有第一键槽(1253)；所述的第一圆柱头螺栓(123)通过第一左旋螺纹通孔(1231)安装于丝杠传动轴(125)第一左旋螺纹(1251)上，所述的第二圆柱头螺栓(124)通过第一右旋螺纹通孔(1241)安装于丝杠传动轴(125)第一右旋螺纹(1252)上。
所述的第三圆柱头螺栓(126)轴段设有第五通孔(1261)，所述的双头螺栓(127)设计为中间粗两端细的阶梯轴状；所述的四个第三圆柱头螺栓(126)分别插入两根第一支撑杆(121)的第一通孔(1213)和两根第二支撑杆(122)的第四通孔(1224)，并在端头分别拧上螺母；所述的工具头(128)为圆盘状，中心设有第六通孔(1281)，所述的工具头(128)通过中心的第六通孔(1281)安装于双头螺栓(127)的中间较粗轴段上，所述的两个双头螺栓(127)两端分别插入四个第三圆柱头螺栓(126)的第五通孔(1261)，并在端头拧上螺母以固定。
3.根据权利要求1所述的金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，所述的约束机构(13)包括四根约束杆(131)、四个约束螺栓(132)、两根约束支撑轴(133)。所述的约束支撑轴(133)为中间粗两端细的阶梯轴状，在中间较粗的轴段中间位置设有第七通孔(1331)，两端较细的轴段上分别设有第一圆槽(1332)；所述的约束杆(131)在两端分别设有第八通孔(1311)，所述的两根约束支撑轴(133)通过中间第七通孔(1331)穿过丝杠传动轴(125)，所述的约束杆(131)通过所述的第八通孔(1311)分别安装在约束支撑轴(133)的较粗的轴段两侧；所述的约束螺栓(132)包括光轴段和螺纹段，所述的约束螺栓(132)光轴端设有第二圆槽(1321)。所述的四个约束螺栓(132)分别拧入两根第一支撑杆(121)的第一螺纹孔(1215)中和两根第二支撑杆(122)的第二螺纹孔(1225)中；所述的约束杆(131)通过其上的第八通孔(1311)一端安装于约束螺栓(132)上，另一端安装于约束支撑轴(133)上，并在约束螺栓(132)的第二圆槽(1321)和约束支撑轴(133)的第一圆槽(1332)卡上孔用挡圈以定位。
4.根据权利要求3所述的金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，所述的外壳(11)包括圆形左端盖(111)、两个半圆柱形外壳(112)、圆形右端盖(113)，所述的圆形左端盖(111)和圆形右端盖(113)固定在所述的两个半圆柱形外壳(112)的两端，所述的半圆形外壳(112)的内圆柱表面上设有两个第二盲孔(1122)，用于为两根所述的约束支撑轴的两端提供支撑；所述的圆形左端盖(111)中心设置有第一盲孔(1112)，为所述的丝杠传动轴(125)带左旋螺纹的一端提供支撑；所述的圆形右端盖(113)中心设置有第九通孔(1132)，供所述的丝杠传动轴(125)带右旋螺纹的一端伸出。
5.根据权利要求1所述的金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，所述的丝杠(24)一端设置第二左旋螺纹(241)，另一端设置第二右旋螺纹(242)，所述的第一压块(25)中间设有第二左旋螺纹通孔(252)；所述的第二压块(26)中间设有第二右旋螺纹通孔(262)。所述的第一压块(25)与第二压块(26)分别通过中间的第二左旋螺纹通孔(252)与第二右旋螺纹通孔(262)安装于丝杠(24)的第二左旋螺纹(241)上与第二右旋螺纹(242)上。
6.根据权利要求1所述的金属波纹管内部滚压成形装置，其特征在于，所述的工具轴(31)一端为凸起的圆盘状，固定在所述的圆形右端盖(113)上，另一端为方柄，方便夹持。
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| CN201911301823.7A CN110893429B (zh) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 一种金属波纹管内部滚压成形装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111715786A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 刘龙英 | 一种波纹管加工系统 |
| CN114011932A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-02-08 | 核工业理化工程研究院 | 薄壁管件波纹成型工装 |
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| GB371169A (en) * | 1930-12-20 | 1932-04-21 | Meyer Keller & Cie Ag Metallsc | Machine for the production of highly elastic spring tubes |
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| CN211915113U (zh) * | 2019-12-17 | 2020-11-13 | 浙江工业大学 | 一种金属波纹管内部滚压成形装置 |
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2019
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| CN114011932A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-02-08 | 核工业理化工程研究院 | 薄壁管件波纹成型工装 |
| CN114011932B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-09-26 | 核工业理化工程研究院 | 薄壁管件波纹成型工装 |
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| Publication number | Publication date |
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