CN112139312A - 一种铝合金半圆管仿形一次成形设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金半圆管仿形一次成形设备，包括输入辊道；所述输入辊道垂直于行进方向安装，有底部为半圆形的凸模垂直于输入辊道安装在输入辊道上方；凸模由垂直伸缩机构带动垂直升降；凸模的长度跨越多个输入辊道的宽度。本发明还提供一种铝合金半圆管仿形一次成形方法；在垂直于行进方向上放置条形铝板，平行于行进方向有凸模将条形铝板下压成半圆管状。本发明利用限位装置、油缸、输送装置及控制系统的互相配合，达到精确、高效、自动化的成形效果，提升了生产效率及质量，解放工人操作强度，满足了特高压线路气体绝缘金属封闭设备的大量生产需要。

Description

一种铝合金半圆管仿形一次成形设备及方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金半圆管仿形一次成形设备及方法。
背景技术
由于国内大力开发特高压输变线路对铝合金GIL/GIS管的大量需求，国内特高压是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的“四最”特高压输电工程，其中由焊管、法兰、接管、支腿等若干部件装焊而成的气体绝缘金属封闭设备要求需要维持非常高得绝缘水平，以对人员提供安全防护，而成形作为焊管中一道非常重要的工序，其质量更是直接影响整个特高压输变线路的质量。
目前国内常规的焊管是螺旋焊管，其主要特征是将板材按一定的螺旋线的角度卷成管坯后采取熔焊的方式制造的一类管材。熔焊会产生母材融化、且因为填充金属和保护气体等因素在焊接区域强度仅为母材的70％，而自1991年发明的近20年来发展迅猛的搅拌摩擦焊技术在铝合金的焊接最大特点就是其焊接强度非常高，能达到母材强度的90％以上。因为他是固态连接工艺，搅拌摩擦焊消除了传统熔焊本身存在的大多数与再凝固相关的副作用，但是搅拌摩擦焊机因为需要高刚性的特点大多只能做二维运动，所以焊接材料不能采用按照螺旋线卷制成的管材，因此需要一种直焊缝管材。
国内针对铝合金的管材成型，都是由针对钢材的螺旋焊管、折弯机、U成形机、RB辊弯机等直接应铝合金的成形。由于铝合金材质和钢材物理特性有较大的区别，因此成形精度及效率往往达不到要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝合金半圆管仿形一次成形设备，该铝合金半圆管仿形一次成形设备能够高效率高质量一次成形。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种铝合金半圆管仿形一次成形设备，包括输入辊道；所述输入辊道垂直于行进方向安装，有底部为半圆形的凸模垂直于输入辊道安装在输入辊道上方；凸模由垂直伸缩机构带动垂直升降；凸模的长度跨越多个输入辊道的宽度。
所述凸模基于半圆直径不同有多种规格。
所述垂直伸缩机构为垂直油缸，垂直油缸固定在机架上。
所述输入辊道安装在辊道上并沿辊道行进。
在所述输入辊道的行进方向侧方安装有成形辊，成形辊的方向与输入辊道的方向一致，成形辊用于辅助成型；成形辊由水平油缸带动。
在所述输入辊道的行进方向侧方安装有进料辊，进料辊的方向与输入辊道的方向一致，进料辊用于避免摩擦；进料辊由辊道带动。
所述成形辊和进料辊均安装在成形辊安装座上，成形辊安装座固定于机架的支脚侧方。
本发明还提供一种铝合金半圆管仿形一次成形方法；在垂直于行进方向上放置条形铝板，平行于行进方向有凸模将条形铝板下压成半圆管状。
所述条形铝板下压过程中，位于半圆管状端部的位置有辊，从垂直于条形铝板的方向抵紧。
本发明的有益效果在于：利用限位装置、油缸、输送装置及控制系统的互相配合，达到精确、高效、自动化的成形效果，提升了生产效率及质量，解放工人操作强度，满足了特高压线路气体绝缘金属封闭设备的大量生产需要；生产出的半圆管，完全可以满足搅拌焊对于焊缝的要求，经过搅拌摩擦焊后制造而成的直缝焊管相较于螺旋焊管而言具有生产效率高、绿色无污染、生产成本低、焊缝力学性能高、物理性能好、不易变形等很多优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-机架，2-垂直油缸，3-水平油缸，4-凸模安装梁，5-凸模，6-精确对中装置，7-成形辊安装座，8-成形辊，9-辊道，10-输入辊道，11-输入辊限位装置，12-进料辊。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种铝合金半圆管仿形一次成形设备，包括输入辊道10；输入辊道10垂直于行进方向安装，有底部为半圆形的凸模5垂直于输入辊道10安装在输入辊道10上方；凸模5由垂直伸缩机构带动垂直升降；凸模5的长度跨越多个输入辊道10的宽度。
凸模5基于半圆直径不同有多种规格。
垂直伸缩机构为垂直油缸2，垂直油缸2固定在机架1上。
输入辊道10安装在辊道9上并沿辊道9行进。
在输入辊道10的行进方向侧方安装有成形辊8，成形辊8的方向与输入辊道10的方向一致，成形辊8用于辅助成型；成形辊8由水平油缸3带动。
在输入辊道10的行进方向侧方安装有进料辊12，进料辊12的方向与输入辊道10的方向一致，进料辊12用于避免摩擦；进料辊12由辊道9带动。
成形辊8和进料辊12均安装在成形辊安装座7上，成形辊安装座7固定于机架1的支脚侧方。
本发明还对应提供一种铝合金半圆管仿形一次成形方法；在垂直于行进方向上放置条形铝板，平行于行进方向有凸模将条形铝板下压成半圆管状。
条形铝板下压过程中，位于半圆管状端部的位置有辊，从垂直于条形铝板的方向抵紧。
实施例1
采用上述方案，主要包括：提供高刚性支撑的机架1、提供凸模竖直公称力的垂直油缸2、提供成形辊水平公称力的水平油缸3、凸模安装梁4、凸模5、保证板料宽度方向与设备中心精确重合的精确对中装置6、成形辊安装座7、成形辊8、提供板料运入及半圆管运出的辊道9、保证板料运入时从动与设备表面无摩擦的输入辊道10、板料吊入时简单对中的输入辊道限位装置11、板料进入设备的主动动力源进料辊12
保证机架1、凸模安装梁4、凸模5、成形辊安装座7、成形辊8采用Q460C或更高牌号钢材并做消应力处理保证设备的高刚性；
垂直油缸2、水平油缸3、间配备伺服器控制油缸上的同步块，并通过两侧的光栅尺读取数值，并反馈给伺服器及时调整油缸的油量，达到同步效果；
垂直油缸2、水平油缸3、需联动控制实时根据编码器读出光栅尺的位置调整进油量及行程。
凸模因生产产品规格不同，需准备多套模具，需拆装更换方便，因此采用定位块加螺栓连接的方式保证连接稳固可靠的同时拆卸方便。
首先根据产品型号更换相应的凸模5。凸模安装梁4上设有定位块及通孔，通过螺接的方式与凸模安装梁4连接固定，同时控制精确对中装置6与输入辊对中装置移动到左右两端死点以及将辊道9上升至与输入辊道10、进料辊12平面平齐完成工作前准备工作。
工作时用真空吸盘将铝板吸到输入辊道10上，控制系统输入板料参数，启动输入辊道限位装置11，输入辊道10内通过双轴伸电机及丝杆驱动单元带动限位块同步中间简单对中，接着通过PLC控制的若干个三项异步电机减速机模块驱动输入辊旋转带动铝板进入机架1内；
铝板当进入机架1内后，辊道9电机启动运输板料到工位，成形辊安装座7上的进料辊12从动，避免板料与机架摩擦产生划痕。当工件运输到机架1内到达工位时激光位置检测通过编码器反馈到操作系统，控制辊道9电机停止，完成工件在长度方向定位；
当板料完成长度方向定位后，精确对中装置6通过由电动推杆提供动力推动铝板与机架1内设置的光栅尺位置比较，由编码器反馈到操作系统，完成板料在宽度方向精确对中；
当板料在工位上完成定位后，控制辊道9下降让出成形所需提供充足空间。同时水平油缸3驱动成形辊安装座7带动成形辊8伸出。成形时，通过控制系统设立的产品参数控制垂直油缸2驱动凸模5下压，同时成形辊8回缩保证凸模5与成形辊8的间距为板厚厚度完成成型，因铝合金成形后物理特性决定回弹量较大，因此可在凸模设计上设计又下至上曲率逐渐增加的方式来平衡回弹，且后期需要通过工艺试验建立不同产品的工艺参数。
完成成形后，水平油缸3回程带动成形辊安装座7带动成形辊8回缩，垂直油缸2回程带动凸模上升，辊道9上升辊道电机启动将半圆管运出。

Claims (9)

1.一种铝合金半圆管仿形一次成形设备，包括输入辊道(10)，其特征在于：所述输入辊道(10)垂直于行进方向安装，有底部为半圆形的凸模(5)垂直于输入辊道(10)安装在输入辊道(10)上方；凸模(5)由垂直伸缩机构带动垂直升降；凸模(5)的长度跨越多个输入辊道(10)的宽度。
2.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：所述凸模(5)基于半圆直径不同有多种规格。
3.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：所述垂直伸缩机构为垂直油缸(2)，垂直油缸(2)固定在机架(1)上。
4.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：所述输入辊道(10)安装在辊道(9)上并沿辊道(9)行进。
5.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：在所述输入辊道(10)的行进方向侧方安装有成形辊(8)，成形辊(8)的方向与输入辊道(10)的方向一致，成形辊(8)用于辅助成型；成形辊(8)由水平油缸(3)带动。
6.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：在所述输入辊道(10)的行进方向侧方安装有进料辊(12)，进料辊(12)的方向与输入辊道(10)的方向一致，进料辊(12)用于避免摩擦；进料辊(12)由辊道(9)带动。
7.如权利要求5或6所述的铝合金半圆管仿形一次成形设备，其特征在于：所述成形辊(8)和进料辊(12)均安装在成形辊安装座(7)上，成形辊安装座(7)固定于机架(1)的支脚侧方。
8.一种铝合金半圆管仿形一次成形方法，其特征在于：在垂直于行进方向上放置条形铝板，平行于行进方向有凸模将条形铝板下压成半圆管状。
9.如权利要求1所述的铝合金半圆管仿形一次成形方法，其特征在于：所述条形铝板下压过程中，位于半圆管状端部的位置有辊，从垂直于条形铝板的方向抵紧。
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