CN111250804B - 一种异型管端部螺纹筋成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型管端部螺纹筋成型装置，旨在提供一种解决整体成形载荷较大的问题，延长寿命的异型管端部螺纹筋成型装置，其技术方案要点是包括：夹紧机构，其包括模具体、及驱动所述模具体合模构成模腔对管件夹紧的第一驱动机构；主刀具体机构，其包括转动连接有刀头组件的刀具夹体，并且所述刀具夹体上安装有与刀头组件相抵的弹性件，所述弹性件使得所述刀头组件输出端具有保持倾角的初始位置状态；第二驱动机构，其驱使所述模具体具有靠近或者远离所述刀头组件的运动过程；旋转机构，其联动所述刀具夹体旋转；扩径推力机构，其包括与刀具夹体传动连接的伸缩机构，本发明适用机械装置技术领域。

Description

一种异型管端部螺纹筋成型装置

技术领域

本发明涉及机械装置技术领域，更确切地说涉及一种异型管端部螺纹筋成型装置。

背景技术

目前国内螺纹滚压对于中冷管管件的加工，由于中冷管管件中空的特性，并非常规的加工方法可以驾驭。中空的特性使得从外部加工变得异常艰难，需要极大的力来滚压螺纹。传统的管件滚压方式，它在一定程度上实现了螺纹滚压的自动化，使汽车中冷管管件的加工效率得到了很好地提升。它采用了工件旋转，刀具固定的方式。利用V型带带动工件的模具体旋转，同时刀具利用液压缸逐渐靠近工件内壁，从而由内到外滚压出中冷管管件的螺纹。

然而，这样的加工方式，有一个很大的弊端。它仅仅能够加工简单的直管件，也就是必须让管件是同一直线的才能够加工。可现在汽车行业的非标准件需求量越来越大，与之对应的具有空间结构的异形管件需求也越来越多，这样的加工方法已然跟不上时代的步伐，极大地降低了设备可制造的多样化水准。同时现有的对管件螺纹加工时，刀头的输出端直接与管件完全贴合，在开始滚压时摩擦力过大易导致装置损坏，缩减了装置的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，提供一种异型管端部螺纹筋成型装置，解决整体成形载荷较大的问题，避免了加工初期过大的摩擦力，保护了电机，延长使用寿命，同时，加工时稳定性高，有利于螺纹的精准成形，提升了生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

一种异型管端部螺纹筋成型装置，包括：

夹紧机构，其包括模具体、及驱动所述模具体合模构成模腔对管件夹紧的第一驱动机构；

主刀具体机构，其包括转动连接有刀头组件的刀具夹体，并且所述刀具夹体上安装有与刀头组件相抵的弹性件，所述弹性件使得所述刀头组件输出端具有保持倾角的初始位置状态；

第二驱动机构，其驱使所述模具体具有靠近或者远离所述刀头组件；

旋转机构，其联动所述刀具夹体旋转；

扩径推力机构，其包括与刀具夹体传动连接的伸缩机构，所述伸缩机构伸长驱使所述刀头组件的旋转半径逐渐增大，并且所述刀头组件的输出端与管件接触后的倾角在旋转半径逐渐增大的过程中逐渐减小至最终位置状态。

采用以上结构后，本发明的一种异型管端部螺纹筋成型装置，与现有技术相比，具有以下优点：解决整体成形载荷较大的问题，避免了加工初期过大的摩擦力，保护了电机，延长使用寿命，同时，加工时稳定性高，有利于螺纹的精准成形，提升了生产效率；通过模具体合模形成模腔对管件夹紧，提升管件夹紧的稳固程度，提升了螺纹筋成型加工过程中的稳定性；弹性件使得刀头组件输出端具有一定倾角的初始位置状态，并且在第二驱动机构的驱使下保持该倾角移向管件，与管件内壁接触，减小刀具头组件与管件的接触面积，避免初步辊压摩擦力过大导致装置损坏；当刀头组件输出端与管件内壁表面接触后，伸缩机构伸长驱使刀头组件的旋转半径逐渐增大，并且刀头组件的输出端与管件接触后的倾角在旋转半径逐渐增大的过程中逐渐减小至最终位置状态。刀头组件输出端与管件接触螺纹增加，一步步渐进式成型，直到最后完全贴合。

作为本发明的一种改进，所述夹紧机构还包括连接板，所述第一驱动机构还包括固定在连接板上的伸缩气缸，所述模具体包括分体设置的上模和下模，所述上模和下模分别开设有与管件相配合的腔体，所述下模固定在连接板板面，所述伸缩气缸输出端通过连接件与所述上模固定连接。通过伸缩气缸驱动上模与下模合模或者分离，方便使用，提升加工效率；同时配合分体设置的上模和下模方便了管件的取放。

作为本发明的一种改进，所述夹紧机构还包括工作台及设置在工作台上的夹紧气缸，所述夹紧气缸数量为两组，两组所述夹紧气缸输出端配合设置在上模靠近刀头组件的一侧。设置夹紧气缸，在螺纹滚压过程中，进一步稳固地装夹好管件，不产生松动，提升端部螺纹筋的加工精度。

作为本发明的一种改进，所述第二驱动机构包括安装在工作台上的第一电机及与固定在第一电机输出端的丝杆，所述丝杆上传动连接有螺母，所述螺母与所述连接板固定连接。通过第一电机驱动丝杆进而使连接板靠近或者远离刀头组件的输出端，进一步提升了加工精度，同时便于操作、提升自动化程度及生产效率。

作为本发明的一种改进，所述刀头组件包括刀具座及朝向模腔安装在刀具座上的刀头，所述刀具夹体上开设有装配空间，所述刀具座通过轴销铰接在所述装配空间内。设置容纳刀具座的装配空间，减少了装配需要空间，使装置整洁；同时能够有效地保护刀具座及其刀头，减少损坏。

作为本发明的一种改进，所述弹性件采用弹簧，所述弹簧设置于刀具座尾端的装配空间内，并且呈竖向抵设在刀具座上端。弹性件采用弹簧，并且将弹簧设置于刀具座尾端的装配空间内，具有使用寿命高的特点，同时，进一步降低了装配面积。

作为本发明的一种改进，所述旋转机构还包括第二电机及中间传动件，所述中间传动件包括轴承座及转动连接在轴承座上的主动轮，所述主动轮上安装有带轮，所述第二电机通过传动带与带轮传动连接，所述刀具夹体铰接在一轴体上，并且所述轴体两端分别通过轴套与一芯轴连接，所述芯轴与所述主动轮固定连接。旋转机构依靠传动带传动，通过带轮联动主动轮，主动轮的旋转又带动了芯轴的旋转，从而驱动刀头的旋转。在旋转过程中，刀头又可以相对芯轴进行旋转，从而扩大刀头的加工半径。

作为本发明的一种改进，所述轴体设置在刀具夹体上靠近刀头的端部。轴体设置在刀具夹体上靠近刀头的端部，便于控制旋转时刀头的加工半径。

作为本发明的一种改进，所述伸缩机构包括伸缩杆及转动连接在伸缩杆输出端的连接套、及呈倾斜角度铰接在连接套和刀具夹体之间的连接杆，所述伸缩机缩短驱使所述刀具头的旋转半径逐渐减小。采用伸缩杆作为伸缩机构的驱动件，并且伸缩杆与刀具夹体之间铰接连接杆，方便控制加工半径，提升了加工精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的模具体结构示意图。

图3是本发明刀头在初始位置状态时的示意图。

图4是本发明刀头在最终位置状态时的示意图。

图5是本发明的刀头在初始位置状态时和最终位置状态时机构原理示意图。

图6是本发明的夹紧机构的结构示意图。

图7是本发明的芯轴的结构示意图。

图8是本发明的图7中A处结构放大示意图。

图9是本发明的伸缩机构的结构示意图。

图10是本发明的具体实施示意图。

图中所示：1、夹紧机构；2、模具体；21、上模；22、下模；3、管件；31、腔体；4、第一驱动机构；41、伸缩气缸；5、主刀具体机构；51、刀头组件；511、刀具座；512、刀头；52、刀具夹体；521、装配空间；6、弹性件；7、第二驱动机构；71、第一电机；72、丝杆；8、旋转机构；81、第二电机；811、传动带；82、中间传动件；821、轴承座；822、主动轮；823、带轮；9、扩径推力机构；91、伸缩机构；911、伸缩杆；92、连接套；93、连接杆；10、连接板；11、工作台；111、夹紧气缸；12、轴体、13、芯轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1-10所示，本发明的一种异型管端部螺纹筋成型装置，包括：

夹紧机构1，其包括模具体2、及驱动所述模具体2合模构成模腔对管件3夹紧的第一驱动机构4；

主刀具体机构5，其包括转动连接有刀头组件51的刀具夹体52，并且所述刀具夹体52上安装有与刀头组件51相抵的弹性件6，所述弹性件6使得所述刀头组件51输出端具有保持倾角的初始位置状态；

第二驱动机构7，其驱使所述模具体2靠近或者远离所述刀头组件51；

旋转机构8，其联动所述刀具夹体52旋转，并且其与刀具夹体52一端铰接；

扩径推力机构9，其包括伸缩机构91，所述伸缩机构91与刀具夹体52传动连接并且驱动刀具夹体52以刀具夹体52与旋转机构8的铰接处为圆心转动，所述伸缩机构91伸长驱使所述刀头组件51的旋转半径逐渐增大至与管件3内壁表面相抵，并且所述刀头组件51的输出端与管件3接触后的倾角在旋转半径逐渐增大的过程中逐渐减小至最终位置状态。

请参阅图1、图2、图3及图6所示，所述夹紧机构1还包括连接板10，所述第一驱动机构4还包括固定在连接板10上的伸缩气缸41，所述模具体2包括分体设置的上模21和下模22，所述上模21和下模22分别开设有与管件3相配合的腔体31，所述下模22固定在连接板10板面，所述伸缩气缸41输出端通过连接件与所述上模21固定连接。通过伸缩气缸41驱动上模21与下模22合模或者分离，方便使用，提升加工效率；同时配合分体设置的上模21和下模22方便了管件3的取放。所述夹紧机构1还包括工作台11及设置在工作台11上的夹紧气缸111，所述夹紧气缸111数量为两组，两组所述夹紧气缸111输出端配合设置在上模21靠近刀头组件51的一侧。设置夹紧气缸111，在螺纹滚压过程中，进一步稳固地装夹好管件3，不产生松动，提升端部螺纹筋的加工精度，所述第二驱动机构7包括安装在工作台11上的第一电机71及与固定在第一电机71输出端的丝杆72，所述丝杆72上传动连接有螺母，所述螺母与所述连接板10固定连接。通过第一电机71驱动丝杆72进而使连接板10上的模具体2靠近或者远离刀头组件51的输出端，进一步提升了加工精度，同时便于操作、提升自动化程度及生产效率。

请参阅图3-4所示，所述刀头组件51包括刀具座511及朝向模腔安装在刀具座511上的刀头512，所述刀具夹体52上开设有装配空间521，所述刀具座511通过轴销铰接在所述装配空间521内。设置容纳刀具座511的装配空间521，减少了装配需要空间，使装置整洁；同时能够有效地保护刀具座511及其刀头512，减少损坏。所述弹性件6采用弹簧，所述弹簧设置于刀具座511尾端的装配空间521内，并且呈竖向抵设在刀具座511上端。弹性件6采用弹簧，并且将弹簧设置于刀具座511尾端的装配空间521内，具有使用寿命高的特点，同时，进一步降低了装配面积。

请参阅图1、图7、图8及图9所示，所述旋转机构8还包括第二电机81及中间传动件82，所述中间传动件82包括轴承座821及转动连接在轴承座821上的主动轮822，所述主动轮822上安装有带轮823，所述第二电机81通过传动带811与带轮823传动连接，所述刀具夹体52铰接在一轴体12上，并且所述轴体12两端分别通过轴套与一芯轴13连接，所述芯轴13与所述主动轮822固定连接。旋转机构8依靠传动带811传动，通过带轮823联动主动轮822，主动轮822的旋转又带动了芯轴13的旋转，从而驱动刀头512的旋转。在旋转过程中，刀头512又可以相对芯轴13进行旋转，从而扩大刀头512的加工半径。

请参阅图3和图8所示，所述轴体12设置在刀具夹体52上靠近刀头512的端部。轴体12设置在刀具夹体52上靠近刀头512的端部，便于控制旋转时刀头512的加工半径。

请参阅图9所示，所述伸缩机构91包括伸缩杆911及转动连接在伸缩杆911输出端的连接套92、及呈倾斜角度铰接在连接套92和刀具夹体52之间的连接杆93，所述伸缩杆911缩短驱使所述刀头512的旋转半径逐渐减小。采用伸缩杆911作为伸缩机构91的驱动件，并且伸缩杆911与刀具夹体52之间铰接连接杆93，方便控制加工半径，提升了加工精度。

请参阅图5所示，分别展示了联动刀头512在具有一定倾角的初始位置状态和倾角减小后的最终位置状态时的连接杆93、伸缩杆911及刀具夹体52的位置结构示意图。

工作原理：工作台11、第二电机81、伸缩杆911分别固定在一工装架上，工装架上还设置有与轴承座821连接的支撑件，用于固定轴承座821的固定端；伸缩杆911的移动端通过轴承与连接套92同轴心连接；夹紧气缸111的输出端设置有与上模21上端面相配合的垫块；工作人员可以根据不同的管件3设置具有相对应模腔的模具体2，模具体2的上模21通过连接件与伸缩气缸41固定连接，下模22通过螺栓固定在连接板10上；通过弹性件6使刀头512的输出端具有在水平方向上的倾角为15°的初始位置状态。

在使用时，工作人员可以根据需要更换具有合适模腔的模具体2；将待加工的管件3放入模腔，模腔的朝向刀头512的一端露出待加工管件3的螺纹成型端供刀头512输出端进入；进一步的工作人员通过控制第一电机71旋转驱使螺母联动连接板10上的模具体2朝向刀头512移动，并且在其移动过程中，刀头512的输出端具有一个与管件3内壁表面相抵的位置；进一步的，工作人员控制第二电机81的输出端旋转，通过传动带811依次联动带轮823、主动轮822、芯轴13旋转进而联动刀具架体52旋转，刀具夹体52旋转使刀头512的输出端保持初始位置状态滚压待加工管件3；进一步的，工作人员控制伸缩杆911伸长，伸缩机构91伸长驱使刀头512的旋转半径逐渐增大，并且刀头512的输出端与待加工管件3接触后的倾角逐渐由初始位置状态驶向最终位置状态，最终位置状态时刀头512的输出端与管件3的内壁完全贴合。待加工管件3螺纹成型加工完成后，工作人员首先关闭第二电机81并控制伸缩杆911缩短，刀头512恢复至初始位置状态，进一步的，控制第一电机71旋转联动连接板10远离刀头512，最后通过夹紧气缸111和伸缩气缸41驱使上模21和下模22分离，即可取出加工完成后的管件3。

本发明通过模具体2合模形成模腔对管件3夹紧，提升对管件3夹紧的稳固程度，提升了螺纹筋成型加工过程中的稳定性；弹性件6使得刀头组件51输出端具有一定倾角的初始位置状态，并且在第二驱动机构7的驱使下保持该倾角移向管件3，与管件3内壁接触，减小刀头组件51与管件3的接触面积，避免初步滚压摩擦力过大导致装置损坏；当刀头组件51输出端与管件3内壁表面接触后，伸缩机构91伸长驱使刀头组件51的旋转半径逐渐增大，并且刀头组件51的输出端与管件3接触后的倾角在旋转半径逐渐增大的过程中逐渐减小至最终位置状态。刀头组件51输出端与管件3接触螺纹增加，一步步渐进式成型，直到最后完全贴合。扩径推力机构9的结构设计，避免了加工初期过大的摩擦力，解决整体成形载荷较大的问题，保护了电机，延长了使用寿命；有利于管件3上螺纹的精准成形，提升了生产效率，同时也能够解决无法补料的问题从而达到平均厚度较为均匀。

以上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 (9)

1.一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于，包括：

夹紧机构（1），其包括模具体（2）、及驱动所述模具体（2）合模构成模腔对管件（3）夹紧的第一驱动机构（4）；

主刀具体机构（5），其包括转动连接有刀头组件（51）的刀具夹体（52），并且所述刀具夹体（52）上安装有与刀头组件（51）相抵的弹性件（6），所述弹性件（6）使得所述刀头组件（51）输出端具有保持倾角的初始位置状态；

第二驱动机构（7），其驱使所述模具体（2）靠近或者远离所述刀头组件（51）；

旋转机构（8），其联动所述刀具夹体（52）旋转，并且其与刀具夹体（52）一端铰接；

扩径推力机构（9），其包括伸缩机构（91），所述伸缩机构（91）与刀具夹体（52）传动连接并且驱动刀具夹体（52）以刀具夹体（52）与旋转机构（8）的铰接处为圆心转动，所述伸缩机构（91）伸长驱使所述刀头组件（51）的旋转半径逐渐增大至与管件（3）内壁表面相抵，并且所述刀头组件（51）的输出端与管件（3）接触后的倾角在旋转半径逐渐增大的过程中逐渐减小至最终位置状态。

2.根据权利要求1所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述夹紧机构（1）还包括连接板（10），所述第一驱动机构（4）还包括固定在连接板（10）上的伸缩气缸（41），所述模具体（2）包括分体设置的上模（21）和下模（22），所述上模（21）和下模（22）分别开设有与管件（3）相配合的腔体（31），所述下模（22）固定在连接板（10）板面，所述伸缩气缸（41）输出端通过连接件与所述上模（21）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述夹紧机构（1）还包括工作台（11）及设置在工作台（11）上的夹紧气缸（111），所述夹紧气缸（111）数量为两组，两组所述夹紧气缸（111）输出端配合设置在上模（21）靠近刀头组件（51）的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述第二驱动机构（7）包括安装在工作台（11）上的第一电机（71）及与固定在第一电机（71）输出端的丝杆（72），所述丝杆（72）上传动连接有螺母，所述螺母与所述连接板（10）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述刀头组件（51）包括刀具座（511）及朝向模腔安装在刀具座（511）上的刀头（512），所述刀具夹体（52）上开设有装配空间（521），所述刀具座（511）通过轴销铰接在所述装配空间（521）内。

6.根据权利要求5所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述弹性件（6）采用弹簧，所述弹簧设置于刀具座（511）尾端的装配空间（521）内，并且呈竖向抵设在刀具座（511）上端。

7.根据权利要求1所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述旋转机构（8）还包括第二电机（81）及中间传动件（82），所述中间传动件（82）包括轴承座（821）及转动连接在轴承座（821）上的主动轮（822），所述主动轮（822）上安装有带轮（823），所述第二电机（81）通过传动带（811）与带轮（823）传动连接，所述刀具夹体（52）铰接在一轴体（12）上，并且所述轴体（12）两端分别通过轴套与一芯轴（13）连接，所述芯轴（13）与所述主动轮（822）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述轴体（12）设置在刀具夹体（52）上靠近刀头（512）的端部。

9.根据权利要求1所述的一种异型管端部螺纹筋成型装置，其特征在于：所述伸缩机构（91）包括伸缩杆（911）及转动连接在伸缩杆（911）输出端的连接套（92）、及呈倾斜角度铰接在连接套（92）和刀具夹体（52）之间的连接杆（93），所述伸缩杆（911）缩短驱使所述刀头（512）的旋转半径逐渐减小。

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