CN112676402B - 一种不锈钢管的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢管的加工工艺：按照以下步骤操作：首先，测量不锈钢管的外径，并根据不锈钢管的外径选取并安装相应规格的外折弯件、折弯头及齿轮，将楔形齿条调整至与两个齿轮正常啮合的宽度；然后将不锈钢管以相应的轴向位置输送至外折弯件的内部；当外折弯件、折弯头处于复位状态时通过折弯头将处于外折弯件内部的不锈钢管同步折弯至预设角度并锁定，在折弯过程中，当折弯头运动至任意位置时，折弯槽的轴线均穿过折弯头的折弯环槽中心；最好两个外折弯件以垂直于当前不锈钢管的角度向远离折弯头的方向滑动；本发明能够实现对不锈钢管的自动上料、折弯并下料。提升了不锈钢管折弯的效率及自动化程度。

Description

一种不锈钢管的加工工艺

技术领域

本发明涉及不锈钢管加工技术领域，具体涉及一种不锈钢管的加工工艺。

背景技术

不锈钢管通常作为加热管的一种，加热管通常需要进行折弯处理，因此对不锈钢管进行折弯加工是不锈钢管加工的重要方式之一。现有技术中通常采用传统的折弯设备对不锈钢管进行折弯，这种折弯方式效率低下，并且折弯的中心也经常出现偏差。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种不锈钢管的加工工艺，解决了现有技术中不锈钢管折弯自动化程度较低的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：按照以下步骤操作：

步骤1：测量不锈钢管的外径，并根据不锈钢管的外径选取并安装相应规格的外折弯件、折弯头及齿轮，将楔形齿条调整至与两个齿轮正常啮合的宽度；

外折弯件有两个，且外折弯件设有折弯槽；

步骤2：在保证所测量的不锈钢管的外径与所选取的外折弯件、折弯头及齿轮相匹配的前提下，并且在外折弯件、折弯头处于复位状态下通过输料装置将不锈钢管以相应的轴向位置输送至外折弯件的内部；

当外折弯件、折弯头处于复位状态时，两个外折弯件的折弯槽共线，且折弯槽的轴线穿过折弯头的折弯环槽中心；

步骤3：通过折弯头将处于外折弯件内部的不锈钢管同步折弯至预设角度并锁定，且预设角度大于不锈钢管折弯的设计角度；

在折弯过程中，当折弯头运动至任意位置时，折弯槽的轴线均穿过折弯头的折弯环槽中心；

步骤4：两个外折弯件以垂直于当前不锈钢管的角度向远离折弯头的方向滑动；

步骤5：当两个外折弯件滑动至预设距离时，取下加工完成的不锈钢管；

步骤6：外折弯件、折弯头复位。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：输料装置包括平行设置的外同步带、内同步带，外同步带有两根，两根外同步带分别设置于内同步带的两侧，两根外同步带均设有位置相对应的多组外夹钳，内同步带设有多组内夹钳；

两根外同步带分别通过两个同步旋转的外主动带轮驱动，内同步带通过内主动带轮驱动，外主动带轮、内主动带轮分别连接于外带轮电机、内带轮电机，外带轮电机、内带轮电机均是伺服电机；

内夹钳、外夹钳的夹持面均是开口相对的V型钳口；

当内夹钳、外夹钳夹持不锈钢管时，外带轮电机、内带轮电机驱动外同步带、内同步带同步运动。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：不锈钢管的外径的测量是通过外带轮电机、内带轮电机之间的旋转角度差检测外夹钳、内夹钳之间的距离得到。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：步骤2中不锈钢管的轴向位置通过设置于输料装置两侧的轴向驱动装置调节不锈钢管相对于折弯头的轴向位置；

轴向驱动装置包括导轨齿条组件及滑动于导轨齿条组件的导向带，导轨齿条组件垂直于输料装置的输送方向，导向带包括平行于输料装置输送方向的直线导向段，直线导向段的输料上游还设有倾斜导向段；

在输料装置输送不锈钢管运动至导向带的范围之前，导向带与输料装置以相同的线速度旋转，且输料装置两侧的轴向驱动装置沿着导轨齿条组件滑动至最大行程；

当不锈钢管进入至倾斜导向段的工作范围时，两侧的轴向驱动装置沿着导轨齿条组件滑动与不锈钢管长度及折弯处相匹配的位置并锁定；

当不锈钢管与导向带脱离后，两侧的轴向驱动装置沿着导轨齿条组件再次滑动至最大行程，并等待下一根待加工的不锈钢管。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：外折弯件还包括进料斜面及斜坡挡边，进料斜面的上沿与输料装置的出料端相匹配，折弯槽与待加工不锈钢管的外径相匹配，且折弯槽上沿向斜坡挡边延伸至弧度大于度的位置。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：外折弯件安装于翻转板，翻转板有两个，两个翻转板分别可旋转安装于两个工作台，且工作台设有弧形导向槽，翻转板通过限位销轴可滑动连接于弧形导向槽，限位销轴与工作台之间还设有用于驱动翻转板处于复位状态的拉簧；

外折弯件的底部设有定位槽，翻转板的上表面设有与定位槽相匹配的定位凸起，当外折弯件连接于翻转板时，定位槽连接定位凸起，且外折弯件与翻转板之间通过至少两个沉头螺钉连接。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：翻转板的旋转轴心设有与翻转板同步旋转的花键轴，花键轴通过花键连接于齿轮的轴心。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：折弯头通过滑块可滑动连接于两个工作台之间，楔形齿条有两个，两个楔形齿条的齿面相背设置，且相对面设有楔形斜面，两个楔形斜面之间设有楔形角相匹配的楔形块，楔形块通过螺钉连接于滑块；

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：两个楔形齿条之间通过设置于楔形齿条两面的齿条固定板连接，齿条固定板设有腰型孔，腰型孔通过紧定螺钉连接于楔形齿条。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种不锈钢管的加工工艺：两个工作台均设有油缸导向组件一，油缸导向组件一的驱动方向可沿外折弯件的旋转轴心调节。

本发明所达到的有益效果：本发明能够实现对不锈钢管的自动上料、折弯并下料。提升了不锈钢管折弯的效率及自动化程度。

其中，上料过程能够自动检测不锈钢的外径并将其轴向位置导正，保证折弯位置正对折弯头的中心处。在折弯的过程中，不仅仅是通过折弯头对不锈钢管进行挤压，还同步驱动两个外折弯件对不锈钢管进行翻折，保证了折弯效果。当折弯完成后通过两个工作台的滑动实现不锈钢管与外折弯件的分离。

附图说明

图1是本发明整体结构俯视图；

图2是本发明外折弯件、折弯头处于复位状态俯视图；

图3是本发明俯视图的局部放大图（两个折弯槽平行）；

图4是本发明齿轮、楔形齿条结构图；

图5是本发明外折弯件、楔形齿条、翻转板的结构图；

图6是本发明外夹钳、内夹钳的截面图；

图7是本发明外折弯件的轴测图；

图8是本发明折弯件的端部视图；

附图标记的含义：11-外同步带；12-外夹钳；13-外主动带轮；14-内主动带轮；15-内同步带；16-内夹钳；17-内带轮电机；18-外带轮电机；2-轴向驱动装置；21-倾斜导向段；22-直线导向段；23-导轨齿条组件；3-外折弯件；31-进料斜面；32-折弯槽；33-斜坡挡边；34-定位槽；4-工作台；41-弧形导向槽；42-油缸导向组件一；51-花键轴；5-齿轮；6-楔形齿条；7-折弯头；61-楔形块；62-齿条固定板；63-螺钉；71-滑块；72-油缸导向组件二；8-翻转板；81-限位销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本实施例公开了一种不锈钢管的加工工艺：按照以下步骤操作：

步骤1：测量不锈钢管的外径，并根据不锈钢管的外径选取并安装相应规格的外折弯件3、折弯头7及齿轮5，将楔形齿条6调整至与两个齿轮5正常啮合的宽度；外折弯件3有两个，且外折弯件3设有折弯槽32；

步骤1中所采用的输料装置包括平行设置的外同步带11、内同步带15，外同步带11有两根，两根外同步带11分别设置于内同步带15的两侧，两根外同步带11均设有位置相对应的多组外夹钳12，内同步带15设有多组内夹钳16。

两根外同步带11分别通过两个同步旋转的外主动带轮13驱动，内同步带15通过内主动带轮14驱动，外主动带轮13、内主动带轮14分别连接于外带轮电机18、内带轮电机17，外带轮电机18、内带轮电机17均是伺服电机；其中外同步带11对应的从动带轮可与内主动带轮14同轴设置，同样内同步带15的从动带轮可与外主动带轮13同轴设置。

如图6所示：本实施内夹钳16、外夹钳12的夹持面均是开口相对的V型钳口；不锈钢管的外径的测量是通过外带轮电机18、内带轮电机17之间的旋转角度差检测外夹钳12、内夹钳16之间的距离D得到，例如可将内夹钳16、外夹钳12之间的距离为零，即D等于零时，将外带轮电机18、内带轮电机17之间的角度差记为零，当夹持不锈钢管时，两个电机相对旋转并夹持工件时，当夹持阻力达到预设值时必然会停止相对旋转，此时可根据两个伺服电机的角度差对所夹持的不锈钢管的外径进行计算。具体计算方法属于现有技术。

当内夹钳16、外夹钳12夹持不锈钢管时，外带轮电机18、内带轮电机17驱动外同步带11、内同步带15同步运动。

步骤2：在保证所测量的不锈钢管的外径与所选取的外折弯件3、折弯头7及齿轮5相匹配的前提下，并且在外折弯件3、折弯头7处于复位状态下通过输料装置将不锈钢管以相应的轴向位置输送至外折弯件3的内部；

当外折弯件3、折弯头7处于复位状态时，如图2所示：步骤2中的复位状态，两个外折弯件3的折弯槽32共线，且折弯槽32的轴线穿过折弯头7的折弯环槽中心，图2中的粗虚线A表示不锈钢管，粗虚线B表示该不锈钢管的中心，粗实线C表示折弯头7的折弯环槽中心，在该状态下，折弯头7正好将不锈钢管挤压于折弯槽32的内部（不锈钢管尚未弯曲），也就是说如果沿着折弯槽32的端部观察，两个折弯槽32与折弯头7的折弯环槽能够形成一个与不锈钢管外径相匹配的圆孔，在该复位状态下，楔形齿条6刚好与齿轮5开始啮合。

步骤2中不锈钢管的轴向位置通过设置于输料装置两侧的轴向驱动装置2调节不锈钢管相对于折弯头7的轴向位置；

轴向驱动装置2的具体结构是：包括导轨齿条组件23及滑动于导轨齿条组件23的导向带，导轨齿条组件23垂直于输料装置的输送方向，导向带包括平行于输料装置输送方向的直线导向段22，直线导向段22的输料上游还设有倾斜导向段21，其中倾斜导向段21、直线导向段22最好采用同一根皮带。

在输料装置输送不锈钢管运动至导向带的范围之前，导向带与输料装置以相同的线速度旋转，且输料装置两侧的轴向驱动装置2沿着导轨齿条组件23滑动至最大行程，以保证不锈钢管的两端能够处于导向带的范围内。

当不锈钢管进入至倾斜导向段21的工作范围时，两侧的轴向驱动装置2沿着导轨齿条组件23滑动与不锈钢管长度及折弯处相匹配的位置并锁定，例如一根长50cm的不锈钢管，需要从20cm处折弯，这就需要将该不锈钢管与折弯头7中心处的相位位置推动到20cm处，那么两侧的直线导向段22与折弯头7所在的轴线（通常也是内同步带15的中心）分别预留20cm、30cm（或者30cm、20cm），保证不锈钢管能够以正确的轴线位置进入至外折弯件3的内部。

当不锈钢管与导向带脱离后，两侧的轴向驱动装置2沿着导轨齿条组件23再次滑动至最大行程，并等待下一根待加工的不锈钢管。

步骤3：通过折弯头7将处于外折弯件3内部的不锈钢管同步折弯至预设角度并锁定，且预设角度大于不锈钢管折弯的设计角度；这是因为不锈钢任性较好，并且延展性较差，例如折弯的设计角度为135度，那么需要将其折弯的角度折弯至140度，这样当不锈钢管回弹之后才能够达到135度，具体角度差值比例，本领域技术人员可根据实际情况进行设置。

所谓同步折弯是指在折弯的过程中，外折弯件3并非出于从动状态，而是通过齿条齿轮的配合实现外折弯件3与折弯头7的同步运动，即整个折弯过程中折弯槽32的轴线始终是穿过折弯头7的折弯环槽中心，这样能够提升折弯效果。

当折弯完成之后，即可进入步骤4，两个外折弯件3以垂直于当前不锈钢管的角度向远离折弯头7的方向滑动（通过两个工作台4沿着油缸导向组件一42实现），例如图3中的箭头E，图3中的两个折弯槽32处于平行状态，那么工作台4的移动方向就是箭头E。

步骤5：当两个外折弯件3滑动至预设距离时，加工之后的不锈钢管即可从折弯槽32内滑出，然后取下加工完成的不锈钢管。

步骤6：外折弯件3、折弯头7复位，准备下一不锈钢管的折弯。

本实施例的外折弯件3还包括进料斜面31及斜坡挡边33，进料斜面31的上沿与输料装置的出料端相匹配，折弯槽32与待加工不锈钢管的外径相匹配，且折弯槽32上沿向斜坡挡边33延伸至弧度大于180度的位置，即图8中的加粗虚线处于折弯槽32中心F的右侧，这样能够保证不锈钢管折弯过程中始终处于折弯槽32的包围之内。其中进料斜面31用于使不锈钢管更好地与输料装置衔接，保证不锈钢管能够以正确的角度及轴向位置进入至折弯槽32。斜坡挡边33一方面能够避免不锈钢管从折弯槽32内滑脱，再者能够保证折弯之后的不锈钢管能够从折弯槽32内顺利取出，避免发生卡滞。

其中，外折弯件3安装于翻转板8，翻转板8有两个，两个翻转板8分别可旋转安装于两个工作台4，且工作台4设有弧形导向槽41，翻转板8通过限位销轴81可滑动连接于弧形导向槽41，限位销轴81与工作台4之间还设有用于驱动翻转板8处于复位状态的拉簧。

两个工作台4均设有油缸导向组件一42，油缸导向组件一42的驱动方向可沿外折弯件3的旋转轴心调节。

结合图5、图7、图8：外折弯件3的底部设有定位槽34，翻转板8的上表面设有与定位槽34相匹配的定位凸起，当外折弯件3连接于翻转板8时，定位槽34连接定位凸起，且外折弯件3与翻转板8之间通过至少两个沉头螺钉连接。通过上述结构实现对外折弯件3的更换。

齿轮5可更换的结构是：翻转板8的旋转轴心设有与翻转板8同步旋转的花键轴51，花键轴51通过花键连接于齿轮5的轴心。

折弯头7可更滑及滑动结构是：折弯头7通过滑块71可滑动连接于两个工作台4之间，楔形齿条6有两个，两个楔形齿条6的齿面相背设置，且相对面设有楔形斜面，两个楔形斜面之间设有楔形角相匹配的楔形块61，楔形块61通过螺钉63连接于滑块71；滑块71可通过油缸导向组件二72进行驱动。

两个楔形齿条6之间宽度的调整结构是：两个楔形齿条6之间通过设置于楔形齿条6两面的齿条固定板62连接，齿条固定板62设有腰型孔，腰型孔通过紧定螺钉连接于楔形齿条6。

其中油缸导向组件一42、油缸导向组件二72均属于现有技术，本领域技术人员可根据实际情况配置。

当两个工作台4分离至一定距离再次靠近时，需要保证工作台4依然能够进入至滑块71的内部并实现滑动连接。

相对于现有技术，本实施例能够实现对不锈钢管的自动上料（输料装置）、折弯并下料。提升了不锈钢管折弯的效率及自动化程度。

其中，上料过程能够自动检测不锈钢的外径并将其轴向位置导正，保证折弯位置正对折弯头7的中心处。在折弯的过程中，不仅仅是通过折弯头7对不锈钢管进行挤压，还同步驱动两个外折弯件3对不锈钢管进行翻折，保证了折弯效果。当折弯完成后通过两个工作台4的滑动实现不锈钢管与外折弯件3的分离。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：按照以下步骤操作：

步骤1：测量不锈钢管的外径，并根据不锈钢管的外径选取并安装相应规格的外折弯件（3）、折弯头（7）及齿轮（5），将楔形齿条（6）调整至与两个齿轮（5）正常啮合的宽度；

所述外折弯件（3）有两个，且外折弯件（3）设有折弯槽（32）；

步骤2：在保证所测量的不锈钢管的外径与所选取的外折弯件（3）、折弯头（7）及齿轮（5）相匹配的前提下，并且在外折弯件（3）、折弯头（7）处于复位状态下通过输料装置将不锈钢管以相应的轴向位置输送至外折弯件（3）的内部；

当外折弯件（3）、折弯头（7）处于复位状态时，两个外折弯件（3）的折弯槽（32）共线，且折弯槽（32）的轴线穿过折弯头（7）的折弯环槽中心；

步骤3：通过折弯头（7）将处于外折弯件（3）内部的不锈钢管同步折弯至预设角度并锁定，且所述预设角度大于不锈钢管折弯的设计角度；

在折弯过程中，当折弯头（7）运动至任意位置时，折弯槽（32）的轴线均穿过折弯头（7）的折弯环槽中心；

步骤4：两个外折弯件（3）以垂直于当前不锈钢管的角度向远离折弯头（7）的方向滑动；

步骤5：当两个外折弯件（3）滑动至预设距离时，取下加工完成的不锈钢管；

步骤6：外折弯件（3）、折弯头（7）复位；

所述外折弯件（3）还包括进料斜面（31）及斜坡挡边（33），所述进料斜面（31）的上沿与输料装置的出料端相匹配，所述折弯槽（32）与待加工不锈钢管的外径相匹配，且折弯槽（32）上沿向斜坡挡边（33）延伸至弧度大于180度的位置；

所述外折弯件（3）安装于翻转板（8），所述翻转板（8）有两个，两个翻转板（8）分别可旋转安装于两个工作台（4），且工作台（4）设有弧形导向槽（41），所述翻转板（8）通过限位销轴（81）可滑动连接于弧形导向槽（41），所述限位销轴（81）与工作台（4）之间还设有用于驱动翻转板（8）处于复位状态的拉簧；

所述外折弯件（3）的底部设有定位槽（34），所述翻转板（8）的上表面设有与定位槽（34）相匹配的定位凸起，当外折弯件（3）连接于翻转板（8）时，所述定位槽（34）连接定位凸起，且外折弯件（3）与翻转板（8）之间通过至少两个沉头螺钉连接；

所述翻转板（8）的旋转轴心设有与翻转板（8）同步旋转的花键轴（51），所述花键轴（51）通过花键连接于齿轮（5）的轴心；

所述折弯头（7）通过滑块（71）可滑动连接于两个工作台（4）之间，所述楔形齿条（6）有两个，两个楔形齿条（6）的齿面相背设置，且相对面设有楔形斜面，两个楔形斜面之间设有楔形角相匹配的楔形块（61），所述楔形块（61）通过螺钉（63）连接于滑块（71）；

两个楔形齿条（6）之间通过设置于楔形齿条（6）两面的齿条固定板（62）连接，所述齿条固定板（62）设有腰型孔，所述腰型孔通过紧定螺钉连接于楔形齿条（6）。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：所述输料装置包括平行设置的外同步带（11）、内同步带（15），所述外同步带（11）有两根，两根外同步带（11）分别设置于内同步带（15）的两侧，两根外同步带（11）均设有位置相对应的多组外夹钳（12），所述内同步带（15）设有多组内夹钳（16）；

两根外同步带（11）分别通过两个同步旋转的外主动带轮（13）驱动，所述内同步带（15）通过内主动带轮（14）驱动，所述外主动带轮（13）、内主动带轮（14）分别连接于外带轮电机（18）、内带轮电机（17），所述外带轮电机（18）、内带轮电机（17）均是伺服电机；

所述内夹钳（16）、外夹钳（12）的夹持面均是开口相对的V型钳口；

当内夹钳（16）、外夹钳（12）夹持不锈钢管时，外带轮电机（18）、内带轮电机（17）驱动外同步带（11）、内同步带（15）同步运动。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：不锈钢管的外径的测量是通过外带轮电机（18）、内带轮电机（17）之间的旋转角度差检测外夹钳（12）、内夹钳（16）之间的距离得到。

4.根据权利要求2所述的一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：步骤2中不锈钢管的轴向位置通过设置于输料装置两侧的轴向驱动装置（2）调节不锈钢管相对于折弯头（7）的轴向位置；

所述轴向驱动装置（2）包括导轨齿条组件（23）及滑动于导轨齿条组件（23）的导向带，所述导轨齿条组件（23）垂直于输料装置的输送方向，所述导向带包括平行于输料装置输送方向的直线导向段（22），所述直线导向段（22）的输料上游还设有倾斜导向段（21）；

在输料装置输送不锈钢管运动至导向带的范围之前，导向带与输料装置以相同的线速度旋转，且输料装置两侧的轴向驱动装置（2）沿着导轨齿条组件（23）滑动至最大行程；

当不锈钢管进入至倾斜导向段（21）的工作范围时，两侧的轴向驱动装置（2）沿着导轨齿条组件（23）滑动与不锈钢管长度及折弯处相匹配的位置并锁定；

当不锈钢管与导向带脱离后，两侧的轴向驱动装置（2）沿着导轨齿条组件（23）再次滑动至最大行程，并等待下一根待加工的不锈钢管。

5.根据权利要求1所述的一种不锈钢管的加工工艺，其特征在于：两个工作台（4）均设有油缸导向组件一（42），所述油缸导向组件一（42）的驱动方向可沿外折弯件（3）的旋转轴心调节。

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