CN112605188A - U形管成型加工装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种U形管成型加工装置和方法，该装置包括下模板、上模板，下模板上固设有第一固定块、第二固定块，第一固定块、第二固定块相靠近的一边为轮叉结构，第一固定块、第二固定块的轮叉结构位置分别设有下轮轴，下轮轴上设有下滚轮；上模板包括上模板下方固设有上轮叉，上轮叉下部设有上轮轴，上轮轴上设有上滚轮。该方法包括：将上模板、下模板安装在液压机上，液压机带动上滚轮向下运动挤压管材，管材弯曲部位在上滚轮上弯曲成所需要的半圆形。采用本发明，成型精度高，避免了磨损，减小管材报废；更换相应的上滚轮、下滚轮适用不同直径的管材，提高了适用性。

Description

U形管成型加工装置和方法
技术领域
本发明涉及金属管材加工技术领域，具体涉及一种U形管成型加工装置和方法。
背景技术
金属U形管的制作一般都是由弯管机将金属直管弯曲而成，标准的U形管其弯曲部位为半圆形，而采用人工操作的弯管机弯管工序，存在的误差较大，每次加工的一致性较差，且效率较低。当管材的截面较大时，弯管机难以提供足够的公称力矩，而且存在挤压力集中的问题，难以加工出符合要求的U形管。
公开号为CN111496031A的中国专利公开了一种U形管折弯成型机构及折弯工艺，该机构包括第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮、第四齿轮分别与第一齿轮、第二齿轮同心设置，两对同心齿轮中间各设有一个90°弯曲的弯矩筒，与弯矩筒相切地设有直线管。弯曲成型时，将直线管穿过直线管，两直线管中间的部分为待弯曲部位，齿轮转动，啮合处向上运动，弯矩筒随之向上转动，逐渐与管材待弯曲部位接触，齿轮旋转90°后管材即弯曲了180°，然后由液压升降缸的升降杆向上运动，将U形管顶出。
当U形管两端的直线部较长时，该机构本身需要较高的安装空间，为了将U形管定出，其上方也要留有足够的空间，同时也需要足够长的液压缸，因此成本比较高；当用于不同直径的管材时，以及所制造的U形管弯曲部尺寸不同时，不能通过替换个别部件实现，必须采用另一规格型号的该机构才能实现。另外，管材受弯矩时，应力最大的部位应是待弯曲部位的中部，而该机构的弯矩筒与管材的接触过程是从弯曲部位的两端逐渐向中部，最终才接触弯曲部位中部，因此，中部的变形容易出现意外，导致弯曲部位为不需要的形状。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种U形管成型加工装置和加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供了一种U形管成型加工装置，包括上模部分和下模部分，上模部分设于下模部分上方；
所述下模部分包括下模板，下模板上固设有第一固定块、第二固定块，第一固定块、第二固定块相靠近的一边为轮叉结构，第一固定块、第二固定块的轮叉结构位置分别设有下轮轴，下轮轴上设有下滚轮；
所述上模板包括上模板，上模板下方固设有上轮叉，上轮叉下部设有上轮轴，上轮轴上设有上滚轮；
所述上滚轮、下滚轮的外轮面设有轮槽结构。
所述下轮轴相对于第一固定块的水平位置可调。
所述第一固定块上设有腰型孔，沿腰型孔的长度方向设有调节螺钉，腰型孔与下轮轴配合。
所述腰型孔内还设有调整垫，调整垫设于下轮轴的一侧或两侧。
所述调整垫为月牙形，调整垫内侧与轮轴配合，外侧与腰型孔配合。
所述第一固定块上面远离第二固定块的一端还设有定位块。
所述第一固定块、第二固定块通过螺栓与下模板连接。
所述上轮叉与上模板通过焊接固定。
所述轮槽结构为圆弧形槽。
本发明还提供了一种采用本发明的U形管加工装置的U形管加工方法，包括如下步骤：
(1)将上模部分与液压机的上砧板连接，下模部分与液压机的下砧板，将待弯曲的管材置于两个下滚轮的轮槽内，两个下滚轮之间为管材的待弯曲部分，调整上模部分的位置，使上滚轮位于待弯曲部分中部的上方，然后启动液压机，上模板向下运动，上滚轮的轮槽接触管材；
(2)上滚轮逐渐向下运动挤压管材，此时管材的中部变形部位由上滚轮的轮槽约束，使得变形为所需要的圆弧形，随着上滚轮将管材向下挤压，管材两端做适应性滑动，并带动下滚轮转动，因此管材受到的摩擦力为滚动摩擦，使管材进给流畅，并防止磨损；
(3)上滚轮逐渐向下运动的过程中，管材弯曲部位由中部向两端逐渐接触上滚轮，当上滚轮运动至上滚轮的轴线不高于下滚轮的轴线时，管材弯曲部位弯曲成所需要的半圆形，最后，上模部分向上运动，使上滚轮逐渐脱离U形管，将U形管从下模部分取出即可。
本发明的有益效果在于：
本发明可由液压机、冲床等提供动力，为管材弯曲提供了足够的公称力矩；采用本发明，所制造的U形管为所需要的形状，成型精度高，大大减小管材报废；当用于不同直径的管材时，只需更换相应的上滚轮、下滚轮即可，无需替换装置规格，提高了装置的适应性；管材变形过程中的适应性运动承受滚动摩擦，避免了磨损；并且本发明安装空间小，结构简单，制造成本低，易于推广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是上模部分的结构示意图；
图3是下模部分的结构示意图；
图4是第一固定块的结构示意图。
图中：1-下模板；2-第一固定块；3-定位块；4-下滚轮；5-下轮轴；6-上滚轮；7-上轮轴；8-上轮叉；9-上模板；10-第二固定块；11-轮槽结构；12-腰型孔；13-调节螺钉；14-调整垫。
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1～3所示为本发明的结构示意图：
本发明提供了一种U形管成型加工装置，包括上模部分和下模部分，上模部分设于下模部分上方；
所述下模部分包括下模板1，下模板1上固设有第一固定块2、第二固定块10，第一固定块2、第二固定块10相靠近的一边为轮叉结构，第一固定块2、第二固定块10的轮叉结构位置分别设有下轮轴5，下轮轴5上设有下滚轮4；
所述上模板9包括上模板9，上模板9下方固设有上轮叉8，上轮叉8下部设有上轮轴7，上轮轴7上设有上滚轮6；
所述上滚轮6、下滚轮4的外轮面设有轮槽结构11。
使用时，上模板9固定在冲床或液压机等动力装置上，将待弯曲的管材放在两个下滚轮4的轮槽内，两个下滚轮4之间的部分为U形管弯曲部分的投影，然后上模板9向下运动，上滚轮6的轮槽接触管材，并将管材逐渐向下挤压，此时管材的中部变形部位由上滚轮6的轮槽约束，使得变形为所需要的圆弧形，随着上滚轮6将管材向下挤压，管材两端做适应性滑动，并带动下滚轮4转动，因此管材受到的摩擦力为滚动摩擦，使管材进给流畅，并防止磨损，管材变形过程中，由中部向两端逐渐接触上滚轮6，当上滚轮6的轴线不高于下滚轮4的轴线时，管材在上滚轮6上成型为U形管，并且弯曲部位为所需要的半圆形，最后，上模板9向上运动，使上滚轮6逐渐脱离U形管，将U形管从下模部分取出即可。
本发明可由液压机、冲床等提供动力，为管材弯曲提供了足够的公称力矩；采用本发明，所制造的U形管为所需要的形状，成型精度高，大大减小管材报废；当用于不同直径的管材时，只需更换相应的上滚轮6、下滚轮4即可，无需替换装置规格，提高了装置的适应性；管材变形过程中的适应性运动承受滚动摩擦，避免了磨损；并且本发明安装空间小，结构简单，制造成本低，易于推广。
所述下轮轴5相对于第一固定块2的水平位置可调。便于控制U形管的弯曲角度和弯曲半径，从而本发明可用于制造不同尺寸的U形管。
如图4所示：所述第一固定块2上设有腰型孔12，沿腰型孔12的长度方向设有调节螺钉13，腰型孔12与下轮轴5配合。便于调节下轮轴5的水平位置。
所述腰型孔12内还设有调整垫14，调整垫14设于下轮轴5的一侧或两侧。通过更换不同厚度的调整垫14，以及设置调整垫14位于轮轴的一侧或两侧，然后用调节螺钉13锁紧，便于调节下轮轴5的水平位置。
所述调整垫14为月牙形，调整垫14内侧与轮轴配合，外侧与腰型孔12配合。使得轮轴受力均匀，在轮轴转动的情况下不影响轮轴的转动，并保证轮轴位置稳定。
所述第一固定块2上面远离第二固定块10的一端还设有定位块3。定位块3通过螺钉与第一固定块2连接，通过更换不同尺寸的定位块3以及定位块3的安装方向，弯管时对管材的端部进行定位，以准确控制弯管长度，减小后续切割工作量。
所述第一固定块2、第二固定块10通过螺栓与下模板1连接。减小单个零件的重量，且便于组装。
所述上轮叉8与上模板9通过焊接固定。以保证连接强度和刚度，避免上轮叉8晃动，造成弯管误差。
所述轮槽结构11为圆弧形槽。使管材受力均匀，并对管材变形过程进行有效约束。
本发明还提供了一种采用本发明的U形管加工装置的U形管加工方法，包括如下步骤：
(1)将上模部分与液压机的上砧板连接，下模部分与液压机的下砧板，将待弯曲的管材置于两个下滚轮4的轮槽内，两个下滚轮4之间为管材的待弯曲部分，调整上模部分的位置，使上滚轮6位于待弯曲部分中部的上方，然后启动液压机，上模板9向下运动，上滚轮6的轮槽接触管材；
(2)上滚轮6逐渐向下运动挤压管材，此时管材的中部变形部位由上滚轮6的轮槽约束，使得变形为所需要的圆弧形，随着上滚轮6将管材向下挤压，管材两端做适应性滑动，并带动下滚轮4转动，因此管材受到的摩擦力为滚动摩擦，使管材进给流畅，并防止磨损；
(3)上滚轮6逐渐向下运动的过程中，管材弯曲部位由中部向两端逐渐接触上滚轮6，当上滚轮6运动至上滚轮6的轴线不高于下滚轮4的轴线时，管材弯曲部位弯曲成所需要的半圆形，最后，上模部分向上运动，使上滚轮6逐渐脱离U形管，将U形管从下模部分取出即可。
所述液压机可采用Y32W-100四柱式万能液压机。

Claims (10)

1.一种U形管成型加工装置，其特征在于：包括上模部分和下模部分，上模部分设于下模部分上方；
所述下模部分包括下模板(1)，下模板(1)上固设有第一固定块(2)、第二固定块(10)，第一固定块(2)、第二固定块(10)相靠近的一边为轮叉结构，第一固定块(2)、第二固定块(10)的轮叉结构位置分别设有下轮轴(5)，下轮轴(5)上设有下滚轮(4)；
所述上模板(9)包括上模板(9)，上模板(9)下方固设有上轮叉(8)，上轮叉(8)下部设有上轮轴(7)，上轮轴(7)上设有上滚轮(6)；
所述上滚轮(6)、下滚轮(4)的外轮面设有轮槽结构(11)。
2.如权利要求1所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述下轮轴(5)相对于第一固定块(2)的水平位置可调。
3.如权利要求2所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述第一固定块(2)上设有腰型孔(12)，沿腰型孔(12)的长度方向设有调节螺钉(13)，腰型孔(12)与下轮轴(5)配合。
4.如权利要求3所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述腰型孔(12)内还设有调整垫(14)，调整垫(14)设于下轮轴(5)的一侧或两侧。
5.如权利要求4所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述调整垫(14)为月牙形，调整垫(14)内侧与轮轴配合，外侧与腰型孔(12)配合。
6.如权利要求3所述的U形管成型加工装置，其特征在于：通过更换调整垫(14)的尺寸和数量，对下轮轴(5)定位，并由调节螺钉紧固调整垫(14)和下轮轴(5)。
7.如权利要求1所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述第一固定块(2)上面远离第二固定块(10)的一端还设有定位块(3)。
8.如权利要求1所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述第一固定块(2)、第二固定块(10)通过螺栓与下模板(1)连接。
9.如权利要求1所述的U形管成型加工装置，其特征在于：所述轮槽结构(11)为圆弧形槽。
10.采用权利要求1～9中任一项所述的U形管加工装置的U形管加工方法，其特征在于：包括如下步骤，
(1)将上模部分与液压机的上砧板连接，下模部分与液压机的下砧板，将待弯曲的管材置于两个下滚轮(4)的轮槽内，两个下滚轮(4)之间为管材的待弯曲部分，调整上模部分的位置，使上滚轮(6)位于待弯曲部分中部的上方，然后启动液压机，上模板(9)向下运动，上滚轮(6)的轮槽接触管材；
(2)上滚轮(6)逐渐向下运动挤压管材，此时管材的中部变形部位由上滚轮(6)的轮槽约束，使得变形为所需要的圆弧形，随着上滚轮(6)将管材向下挤压，管材两端做适应性滑动，并带动下滚轮(4)转动，因此管材受到的摩擦力为滚动摩擦，使管材进给流畅，并防止磨损；
(3)上滚轮(6)逐渐向下运动的过程中，管材弯曲部位由中部向两端逐渐接触上滚轮(6)，当上滚轮(6)运动至上滚轮(6)的轴线不高于下滚轮(4)的轴线时，管材弯曲部位弯曲成所需要的半圆形，最后，上模部分向上运动，使上滚轮(6)逐渐脱离U形管，将U形管从下模部分取出即可。
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