CN111633088B - 用于金属导管管端矫圆的整形装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于金属导管管端矫圆的整形装置，包括底座、锥头拉杆、多瓣内撑模、导向座以及液压缸，多瓣内撑模组成外轮廓为圆柱状的内撑体，所述内撑体贯穿导向座，且内撑体的前部伸出至导向座外，内撑体的后部延伸有环形凸环并通过环形凸环被导向座轴向限位；内撑体与导向座呈间隙配合，使得内撑体上的多瓣内撑模能够沿内撑模的径向方向活动；多瓣内撑模的内锥面组合形成锥形的受力腔，锥头拉杆处于所述受力腔中，且锥头拉杆具有与受力腔相匹配的外锥面；锥头拉杆与液压缸连接，液压缸拉动锥头拉杆向后运动，锥头拉杆运动进而驱动内撑体外扩。本方案采用拉扩式内撑结构，其结构简单、稳定性高、负载能力强、管端整形效果好。
Description
技术领域
本发明涉及金属导管塑性成形管端整形，更具体地说，它涉及用于金属导管管端矫圆的整形装置。
背景技术
航空、航天、航发、核电等领域因功能需求及紧凑装配空间的限制，弯管两端直线段短的导管需求增多。管端直线段缩短，减小了装配空间的需求，但因管端离弯头过近，弯头弯制的塑性变形往往导致了管端产生扁化、塌陷等变形等缺陷。导致管端与法兰、金属软管、接头等焊接时，形成较大的焊接错位，甚至超过QJ2865A《导管焊接技术要求》中I级焊缝错位高度0.1δ(δ：管壁厚)的允许值，影响管接头的稳定性、可靠性。目前金属导管塑性成形，管端常用的整形工艺：1)采用成型模具液压挤压方式挤压管端；2)管端端部塞入同等直径的锥形芯棒；3)采用扩口模和缩口模先扩口后缩经。1)和2)两种整形方式，能起到一定的整形作用，但管内或管外未做保护，整形效果不佳；第3)种整形方式工序复杂，投入的模具成本高；以上整形方式对于不同规格管端整形不具备通用性，需投入较高的模具成本。
授权公告号为CN106825273B的中国专利公开了一种整圆扩径装置，具体包括回弹装置、整圆头、推杆、机架、驱动装置，所述的回弹装置连接整圆头，整圆头套接于推杆，推杆连接驱动装置，整圆头、推杆和驱动装置均连接在机架上，该整圆扩径装置解决了传统的整圆扩径装置的结构相对复杂，模具规格、数量多，成本相对高的问题，且其结构轻便小巧，结构简单，成本大大降低。
授权公告号为CN204953582U的中国专利公开了一种管件内撑式调圆机，具体包括电机、机架、偏心轴和调圆机构；所述电机固定安装在机架下部，机架上端为工作台，偏心轴位于工作台上方，电机通过传动机构驱动偏心轴旋转，调圆机构安装在工作台上，所述调圆机构包括连杆、锥杆和撑头，连杆连接偏心轴，且偏心轴旋转时连杆在偏心轴的带动下做水平往复运动，锥杆安装在连杆的端头，且锥杆的圆锥段位于撑头内；该管件内撑式调圆机能够完成管件的内整形校圆工作，工作时噪音低，且工作效率高，另外该设备结构简单，费用低，降低了企业的成本。
但是，上述两个专利公开的导管管端整圆机构均为推扩式内撑结构，其存在如下弊端：
1)矫圆时，若推杆未伸出整圆头端部，形成扭矩，整圆头翘起形成锥角，导致管端形成喇叭口，得不到有效的矫圆效果；
2)推杆向前运动时形成两个方向的作用力，包括径向作用力以及轴向作用力，径向作用力推动整圆头径向扩张，但是其轴向作用力推动整圆头向前运动，矫圆时，整圆头受推杆朝前的推力，需牢靠的连接结构方能防止整圆头与机架分离，长时间使用，即整圆头与机架的连接会变得松弛，进而影响圆管矫正的精度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明在于提供用于金属导管管端矫圆的整形装置，该整形装置结构简单、稳定性高、负载能力强、管端整形效果好。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：用于金属导管管端矫圆的整形装置，包括底座以及设置在底座上的锥头拉杆、多瓣内撑模、导向座以及液压缸，多瓣内撑模组成外轮廓为圆柱状的内撑体，所述内撑体贯穿导向座，且所述内撑体的前部伸出至导向座外，内撑体的后部延伸有环形凸环并通过所述环形凸环被导向座轴向限位；内撑体与导向座呈间隙配合，使得内撑体上的多瓣内撑模能够沿内撑模的径向方向活动；多瓣内撑模的内锥面组合形成锥形的受力腔，所述锥头拉杆处于所述受力腔中，且锥头拉杆具有与所述受力腔相匹配的外锥面；锥头拉杆与液压缸连接，液压缸拉动锥头拉杆向后运动，锥头拉杆运动进而驱动内撑体外扩。相对于现有的推扩式内撑结构，本方案采用拉扩式内撑结构，矫圆时，内撑模端部受力，锥头拉杆对内撑模可起到有效的支撑作用，避免形成扭矩有利于导管管端的矫圆。同时，本发明内撑模贯穿导向座和矫圆端部，矫圆时，内撑模受锥头拉杆向后的拉力，导向座对内撑模起有效支撑作用，平衡了锥头拉杆的轴向作用力，可防止内撑模后移。
作为优选，所述导向座的内部形成环形内空腔结构，所述环形凸环嵌入所述环形内空腔结构中进而将内撑体轴向限位在导向座上。
作为优选，所述导向座上还安装有用于促使内撑体内缩复位的弹性件。
作为优选，所述弹性件设置在所述环形内空腔结构内，且弹性件的一端固定在导向座上，弹性件的另一端与所述内撑体相抵并赋予内撑体进行内缩的趋势。
作为优选，所述导向座包括导向座主体以及安装在所述导向座主体一侧的压紧盖，导向座主体的内部形成所述环形内空腔结构，所述压紧盖与所述导向座主体相配合将环形凸环轴向限位在环形内空腔结构内。
作为优选，多瓣内撑模上均开设有定位键键槽；所述压紧盖上对应所述定位键键槽位置开设有限位槽；所述定位键键槽内嵌有定位键，同时，所述定位键的外侧端嵌入所述限位槽内。
作为优选，多瓣内撑模的前端还分别设有矫形套，多瓣矫形套组合成圆柱状并以可拆卸的方式固定于内撑体端部作为矫形端。
作为优选，还包括管端护套，所述管端护套包括至少两瓣护套分体；在矫圆时，两瓣护套分体组成圆柱状并通过紧固件锁紧，同时包覆待矫圆的金属导管管端的外轮廓，使金属导管管端位于锥头拉杆与管端护套之间。
作为优选，多瓣内撑模的圆柱状外轮廓和导向座的配合间隙与内撑模可外扩的范围相等。
作为优选，所述矫形套的材质为黄铜或者铝青铜。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、相对于现有的推扩式内撑结构，本方案采用拉扩式内撑结构，矫圆时，内撑模端部受力，锥头拉杆对内撑模可起到有效的支撑作用，避免形成扭矩有利于导管管端的矫圆；
2、本发明内撑模贯穿导向座和矫圆端部，矫圆时，内撑模受拉杆向后的拉力，导向座对内撑模起有效支撑作用，平衡了锥头拉杆的轴向作用力，可防止内撑模后移；
3、本发明的多瓣内撑模的前端还分别设有矫形套，多瓣矫形套组合成圆柱状并以可拆卸的方式固定于内撑体端部作为矫形端，通过更换不同外径的矫形套可以满足不同规格管端矫形需求；
4、该整形装置还包括管端护套，其对管外轮廓起保护作用，有利于提高矫圆的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明的结构爆炸图；
图4为本发明的内撑模的结构示意图；
图5为本发明的工作状态示意图；
图6为图5的截面图。
附图标记：1、内撑组件；101、锥头拉杆；102、内撑模；10201、弹簧安装孔；10202、定位键键槽；103、矫形套；104、弹簧；105、定位键；106、导向座；10601、内孔；10602、紧定螺丝；107、压紧盖；10701、限位槽；10702、螺栓；108、受力腔；109、螺丝；2、管端护套；201、护套分体；202、螺栓；3、液压缸；301、活塞杆；302、螺帽；4、底座；401、底板；402、竖板。
具体实施方式
参照附图对本发明做进一步说明。
本实施例公开了用于金属导管管端矫圆的整形装置，如图1、图2和图3所示，包括底座4以及设置在底座4上的内撑组件1以及动力源，动力源为液压缸3，同时，液压缸3采用活塞液压缸，缸径与内撑组件1的锥头拉杆101前后移动范围相匹配；底座4由两块互相垂直的底板401和竖板402组成，内撑组件1和液压缸3横向布置于底座4上，其中，内撑组件1固定于底板401上，液压缸3横向固定于竖板402上；上述液压缸3横向安装在内撑组件1的后端侧，液压缸3的活塞杆301与锥头拉杆101螺纹连接，连接处同时增加螺帽302紧固防止松动。
如图3、图4所示，内撑组件1包括锥头拉杆101、多瓣内撑模102、以及导向座106和压紧盖107；多瓣内撑模102的外轮廓组成圆柱状进而形成内撑体，内撑体贯穿通过导向座106和压紧盖107并与液压缸3连接，同时，内撑体被导向座106和压紧盖107轴向限位，且内撑体套接于锥头拉杆101；在径向方向上，内撑体与导向座106呈间隙配合，且内撑体上的多瓣内撑模102能够沿内撑模102的径向方向活动进而实现内撑体的外扩或内缩，同时，多瓣内撑模102的圆柱状外轮廓和导向座106的配合间隙与内撑模102可外扩的范围相等；锥头拉杆101与液压缸3连接，液压缸3推动锥形拉杆101轴向移动进而驱动内撑体外扩或内缩；具体的，多瓣内撑模102的内锥面组合形成锥形的受力腔108，锥头拉杆101处于受力腔108中，且锥头拉杆101具有与受力腔108相匹配的外锥面。同时，受力腔108的横截面沿从前向后方向逐渐缩小，锥头拉杆101的横截面沿从前向后方向亦是逐渐缩小，进而形成拉扩式内撑结构。液压缸3拉动锥头拉杆101向后运动，锥头拉杆101相对内撑模102后移并促使内撑模102外扩，内撑模102外扩并挤压管端端部，从而实现对管端端部进行矫圆整形的处理。卸载时，液压缸3推动锥头拉杆101向前运动，内撑模102往中心方向内缩，导管即可从内撑模102的端部抽出。相对于现有的推扩式内撑结构，本方案采用拉扩式内撑结构，矫圆时，内撑模102端部受力，锥头拉杆101对内撑模102可起到有效的支撑作用，避免形成扭矩有利于导管管端的矫圆。同时，本发明内撑模102贯穿导向座106和矫圆端部，矫圆时，内撑模102受锥头拉杆101向后的拉力，导向座106对内撑模102起有效支撑作用，平衡了锥头拉杆101的轴向作用力，可防止内撑模102后移。另外，该整形装置结构简单、稳定性高、负载能力强、管端整形效果好。
进一步的，导向座106的内部形成环形内空腔结构，所述多瓣内撑模102上固定或者一体成型有能够嵌入所述环形内空腔结构中的环形凸环，环形凸环嵌入环形内空腔结构中进而将内撑体轴向限位在导向座106上，同样的，在径向方向上，上述限定了内撑体与导向座106呈间隙配合，环形凸环与环形内空腔结构亦呈间隙配合；上述的环形内空腔结构可以包括如下两种实施方式：1)导向座106可以由两个导向座分体组成，每个导向座分体上均开设有半环形凹槽，两个导向座分体组合并通过紧固件锁紧形成导向座106，两个半环形凹槽构成环形内空腔结构；2)导向座106和压紧盖107组成环形内空腔结构，具体的，导向座106上还开设有一侧形成开口的环形凹槽，导向座106上还固定压紧盖107，压紧盖107与导向座106上的环形凹槽组成环形内空腔结构。上述的两种环形内空腔结构的实施方式均能够实现对内撑体的轴向限位，同时方便内撑体与导向座106的组装。
多瓣内撑模102外轮廓组成圆柱状，置于导向座106内，且周向由弹性件和定位键105限位支撑；具体的，多瓣内撑模102上均开设有定位键键槽10202；压紧盖107上对应定位键键槽10202位置开设有限位槽10701，各个限位槽10701沿压紧盖107内壁等间距排布；定位键键槽10202内嵌有定位键105，同时，定位键105的外侧端嵌入限位槽10701内进而将内撑体周向限位在导向座106上，避免内撑体发生周向转动。环形内空腔结构内还安装有用于促使内撑体内缩复位的弹性件，弹性件为弹簧104；每瓣内撑模102的外轮廓上均开设有弹簧安装孔10201，导向座106上对应弹簧安装孔10201位置开设有内孔10601，弹簧104的一端嵌入弹簧安装孔10201内并与内撑模102相抵，弹簧104的另一端嵌入内孔10601中并通过紧定螺丝10602限位在内孔10601中，弹簧104的设置对内撑模102起到支撑复位作用。
作为优选，多瓣内撑模102的前端还分别设有矫形套103，多瓣矫形套103组合成圆柱状并以可拆卸的方式固定于内撑体端部作为矫形端，本方案采用的矫形套103采用螺丝109固定于内撑模102的矫形端，如此，通过更换不同外径的矫形套103满足不同规格管端矫形需求。上述的矫形套103外径小于矫圆管端内径，两者差值小于整形装置可外扩的范围；且矫形套103采用黄铜或铝青铜材质，可以防止对管内表面形成明显的压痕。
进一步的，该整形装置还包括管端护套2，管端护套2包括至少两瓣护套分体201，护套分体201呈半圆形；在矫圆时，两瓣护套分体201组成圆柱状并包覆待矫圆的金属导管管端的外轮廓，使金属导管管端位于锥头拉杆101与管端护套2之间，同时，管端护套2两侧采用螺栓202锁住，其内径大于待矫圆管端所需达到的外径，两者差值为金属导管矫圆的回弹量，对管外轮廓起保护作用。液压缸3拉动锥头拉杆101向后移动，锥头拉杆101相对内撑模102后移促使内撑模102带动矫形套103外扩，矫形套103与管端护套2共同作用挤压管端端部，从而实现对管端端部进行矫圆整形的处理。卸载时，液压缸3推动锥头拉杆101向前运动，内撑模102在弹簧104的作用下往中心收缩，并带动矫形套103收缩，矫形套103外轮廓直径小于管端内径，便于导管抽出。
上述的锥头拉杆101、内撑模102、导向座106和压紧盖107相互接触面为光滑面，减小锥面的磨损，同时减小液压缸3力的输出阻力，提高结构稳定性。
上述内撑组件1的内撑模102、复位弹簧104、定位键105和压紧盖107的限位槽10701数量一致，本实施例数量皆为4。
如图5和图6所示，根据待矫圆管5的规格设计矫形套103和管端护套2，矫形套103采用螺丝109固定于内撑模102的矫形端。矫圆时，矫形套103置于待矫圆管5管端，2瓣护套分体201组合成圆柱状并包覆管端外轮廓。液压缸4拉动锥头拉杆101向后运动，锥头拉杆101相对内撑模102后移促使内撑模102带动矫形套103外扩，与管端护套2共同作用挤压管端端部，同时锥头拉杆101对矫形端起有效支撑作用，从而实现对管端端部进行矫圆整形处理。卸载时，液压缸3推动锥头拉杆101向前运动，内撑模102在弹簧104的作用下往中心收缩，并带动矫形套103收缩，矫形套103外轮廓直径小于管端内径，便于导管抽出。
本发明提供的针对一种金属导管管端矫圆的整形装置。该整形装置矫形端外径可调，便于管端整形时上下料，节省上下料时间，提高工作效率。针对不同规格的导管管端整形，仅须更换矫形套103与管端护套2，节省模具费用的投入，降低制造成本。
本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。以上所述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 (6)
1.用于金属导管管端矫圆的整形装置，包括底座(4)以及设置在底座(4)上的锥头拉杆(101)、多瓣内撑模(102)、导向座以及液压缸(3)，其特征在于，多瓣内撑模(102) 组成外轮廓为圆柱状的内撑体，所述内撑体贯穿导向座(106)，且所述内撑体的前部伸出至导向座外，内撑体的后部延伸有环形凸环并通过所述环形凸环被导向座轴向限位；内撑体与导向座呈间隙配合，使得内撑体上的多瓣内撑模(102)能够沿内撑模(102)的径向方向活动；多瓣内撑模(102)的内锥面组合形成锥形的受力腔(108)，所述锥头拉杆(101)处于所述受力腔(108)中，且锥头拉杆(101)具有与所述受力腔(108)相匹配的外锥面；锥头拉杆(101)与液压缸(3)连接，液压缸(3)拉动锥头拉杆(101)向后运动，锥头拉杆(101)运动进而驱动内撑体外扩；所述导向座上还安装有用于促使内撑体内缩复位的弹性件；所述导向座包括导向座主体以及安装在所述导向座主体一侧的压紧盖(107)，导向座主体的内部形成环形内空腔结构，所述压紧盖(107)与所述导向座主体相配合将环形凸环轴向限位在环形内空腔结构内；多瓣内撑模(102)上均开设有定位键键槽(10202)；所述压紧盖(107)上对应所述定位键键槽(10202)位置开设有限位槽(10701)；所述定位键键槽(10202)内嵌有定位键(105)，同时，所述定位键(105)的外侧端嵌入所述限位槽(10701)内；其中，所述压紧盖(107)的前端对环形凸环的后侧轴向限位，压紧盖(107)具有用于套设在内撑体后部的中心孔，该中心孔的内壁上设置所述限位槽(10701)。
2.根据权利要求1所述用于金属导管管端矫圆的整形装置，其特征在于，所述弹性件设置在所述环形内空腔结构内，且弹性件的一端固定在导向座上，弹性件的另一端与所述内撑体相抵并赋予内撑体进行内缩的趋势。
3.根据权利要求1所述的用于金属导管管端矫圆的整形装置，其特征在于，多瓣内撑模(102)的前端还分别设有矫形套(103)，多瓣矫形套(103)组合成圆柱状并以可拆卸的方式固定于内撑体端部作为矫形端。
4.根据权利要求1所述的用于金属导管管端矫圆的整形装置，其特征在于，还包括管端护套(2)，所述管端护套(2)包括至少两瓣护套分体(201)；在矫圆时，两瓣护套分体(201)组成圆柱状并通过紧固件锁紧，同时包覆待矫圆的金属导管管端的外轮廓，使金属导管管端位于锥头拉杆(101)与管端护套(2)之间。
5.根据权利要求1所述的用于金属导管管端矫圆的整形装置，其特征在于，多瓣内撑模(102)的圆柱状外轮廓和导向座(106)的配合间隙与内撑模(102)可外扩的范围相等。
6.根据权利要求3所述的用于金属导管管端矫圆的整形装置，其特征在于，所述矫形套(103)的材质为黄铜或者铝青铜。
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