CN113510194A - 一种管类头部起鼓成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管类头部起鼓成型装置，包括工作台、设置在工作台上的产品压紧机构，工作台上还设置有旋压装置，旋压装置包括扩口机构和旋转机构，扩口机构与产品压紧机构配合工作，并与管类产品接触，形成垂直于管类产品内壁的扩张力。旋转机构包括电机、通过轴承座与电机连接的气动卡盘；扩口机构包括设置在气动卡盘上的旋压座、与旋压座连接的导向块、设置在旋压座上的旋压头，导向块设置在气动卡盘上，旋压头上设有圆环形凸起，圆环形凸起与管类产品的内壁接触。本发明提供的管类头部起鼓成型装置，能够柔性化的进行管类头部起鼓的生产过程，且能够根据管径进行自动调节，自动化实现零件的加工过程，减少了管理成本和加工成本。

Description

一种管类头部起鼓成型装置

技术领域

本发明属于管类成形设备技术领域，具体说是涉及一种管类头部起鼓成型装置。

背景技术

在管类成型设备中，涉及的头部成型设备很多，加工方法也是多种多样，传统的加工方法是冷镦成型，要先加工好成型模具，管径不同，模具也不同，同一管径起鼓的尺寸不同，模具也不同，这样就造成在生产过程中模具较多，不易管理，而且每次加工不同的工件，都要更换模具，然后调试，造成生产过程中的工时浪费。而且模具还有一定的寿命限制，到期还需重新加工整套模具，造成各种浪费。冷镦成型加工的精度是靠模具来保证的，如果有轻微的尺寸调整，只能另外再开模具，不能满足柔性生产的需求。

本方案提供一种新型的管类头部起鼓成型设备，来满足现代化柔性生产的需求，以便减少管理成本和加工成本，提高产品的竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管类头部起鼓成型装置，解决了如何柔性化的进行管类头部起鼓的生产过程，且能够根据管径进行自动调节，自动化实现零件的加工过程，减少了管理成本和加工成本。

一种管类头部起鼓成型装置，包括工作台、设置在所述工作台上的产品压紧机构，所述工作台上还设置有旋压装置，所述旋压装置包括扩口机构和旋转机构，所述扩口机构与所述产品压紧机构配合工作，并与管类产品接触，形成垂直于所述管类产品内壁的扩张力；所述扩口机构包括有用于调节扩口大小的尺寸调节结构。

所述旋转机构包括电机、通过轴承座与所述电机连接的气动卡盘；

所述扩口机构还包括设置在所述气动卡盘上的旋压座、与所述旋压座连接的导向块、设置在所述旋压座上的旋压头，所述导向块设置在所述气动卡盘上，所述旋压头上设有所述尺寸调节结构，所述尺寸调节结构与管类产品的内壁接触。

所述尺寸调节结构为圆台形凸起。

所述扩口机构还包括设置在所述尺寸调节结构上的起鼓结构，所述尺寸调节结构包括围绕中心点呈圆周阵列设置的五个凸轮板、与所述凸轮板一角端部连接的驱动轴、与所述驱动轴连接的旋转气缸，五个所述驱动轴穿过定位盘和定位架，所述定位盘与所述旋转机构连接；

所述凸轮板的外侧面为圆弧面，所述圆弧面的圆心位于所述中心点上，所述圆弧面的两端还分别设置有凹弧面和凸弧面，所述凸弧面的圆心设置在所述驱动轴的中心上，所述凹弧面的圆心设置在相邻的另一凸轮板驱动轴中心上，相邻两个凸轮板的凹弧面和凸弧面相互接触；

所述凸轮板的外侧面与所述凸弧面相交的位置设置有所述起鼓结构，所述起鼓结构与所述管类产品的内侧面接触。

所述起鼓结构包括弧形状的起鼓柱、分别设置在所述起鼓柱两端的定位柱、与所述定位柱端部连接的螺纹柱、套设在所述螺纹柱上的螺纹筒、设置在所述螺纹筒上的限位板，所述起鼓柱与所述凸轮板外侧接触；

所述凸轮板的外侧面与所述凸弧面相交的位置设置定位孔，两个所述螺纹筒可对接的设置在所述定位孔中，所述限位板抵靠在所述凸轮板的外侧面。

所述扩口机构还包括水平放置的旋转筒、防护筒，所述尺寸调节结构与所述旋转筒连接，所述尺寸调节结构包括呈环形阵列垂直穿过所述旋转筒外侧的四个伸缩柱、与四个所述伸缩柱端部接触的楔形块、与所述楔形块连接的伸缩气缸，所述防护筒同轴设置在所述旋转筒上且所述伸缩气缸的外侧，所述防护筒的一端还与电机连接；

所述伸缩柱的内端设置有倾斜面，所述楔形块的一端设置有四个楔形面并呈四棱锥状，四个所述伸缩柱的内端可对接在一起并呈锥形孔状，四个所述楔形面分别与四个所述倾斜面接触；

所述伸缩柱的内端部还设置有隔挡螺栓。

所述伸缩柱的外端设置有弧形板，所述弧形板侧面设置有方形柱，所述方形柱穿过所述伸缩柱，且端部通过紧固螺柱与螺帽连接。

所述产品压紧机构包括上夹模、与所述上夹模外侧连接的上夹套、下夹模、与所述下夹模连接的下夹套，所述下夹套设置在夹套底座上，所述夹套底座可滑动的设置在导轨上，所述夹套底座与推动气缸连接；

所述上夹套顶端通过压紧法兰与压紧气缸连接，所述压紧气缸设置在气缸底座上，所述气缸底座设置在支撑柱顶端，所述支撑柱的底端设置在所述夹套底座上，所述上夹模和所述下夹模均设置有卡槽，所述管类产品的头部卡位在所述卡槽上。

所述工作台上还设置有用于检测产品压紧机构整体位置的位置传感器。

本发明达成以下显著效果：

（1）通过气动卡盘和旋压头的作用，能够调节旋压头的偏心位置，进而能够根据管类产品的实际直径以及设定的起鼓尺寸，进行相应的调节，在电机的带动作用下，垂直于所述管类产品内壁的扩张力能够绕着中心旋转，从而实现了扩口或者起鼓的技术效果，普适性较高；

（2）设置有尺寸调节结构，在旋转气缸的作用下，凸轮板能够旋转，并带动起鼓柱向管类产品的内壁靠近，在电机的作用下，能够旋转运动，并配合旋转气缸，实现管类产品起鼓的动作，由于凸轮板和起鼓柱均具有多个，因此，可以对管类产品的内壁施加更加均匀的垂直力，使得起鼓更加匀称美观；

（3）设置有楔形块和伸缩柱，在伸缩气缸的作用下，促进伸缩柱的移动，由于倾斜面与楔形面的相互作用，使得楔形块驱动伸缩柱向管类产品的外壁靠近，伸缩柱的外端弧形面与管类产品的内壁接触，在均匀垂直力的作用下，逐渐实现起鼓的技术效果，使得起鼓更加匀称美观；

（4）本发明的管类头部成型装置可实现半自动装卸、工件自动移动、自动成型等动作，而且根据管类产品的内径尺寸，其起鼓尺寸可以调整，大大节省了费用。

附图说明

图1为本发明实施例1中起鼓成型装置的结构图。

图2为本发明实施例2中扩口机构的结构图。

图3为本发明实施例2中尺寸调节结构的结构图。

图4为本发明实施例2中起鼓柱的安装结构图。

图5为本发明实施例3中扩口机构的结构图。

图6为本发明实施例3中伸缩柱与楔形块的安装结构图。

图7为本发明实施例3中四个伸缩柱的排布结构图。

其中，附图标记为：1、工作台；1-1、旋压头；1-2、旋压座；1-3、导向块；1-4、气动卡盘；1-5、轴承座；1-6、电机；1-7、位置传感器；1-8、旋转气缸；1-9、定位盘；1-10、驱动轴；1-11、定位架；1-12、凸轮板；1-121、定位孔；1-122、圆弧面；1-123、凹弧面；1-124、凸弧面；1-13、起鼓柱；1-131、定位柱；1-132、螺纹柱；1-133、螺纹筒；1-134、限位板；1-14、防护筒；1-141、伸缩气缸；1-142、楔形块；1-143、楔形面；1-15、旋转筒；1-16、弧形板；1-17、伸缩柱；1-171、倾斜面；1-18、螺帽；1-19、隔挡螺栓；2、推动气缸；3、导轨；4、连接法兰；5、夹套底座；6、下夹套；7、下夹模；8、上夹模；9、上夹套；10、支撑柱；11、压紧法兰；12、气缸底座；13、压紧气缸。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1

参见图1，一种管类头部起鼓成型装置，包括工作台1、设置在工作台1上的产品压紧机构，工作台1上还设置有旋压装置，旋压装置包括扩口机构和旋转机构，扩口机构与产品压紧机构配合工作，并与管类产品接触，形成垂直于管类产品内壁的扩张力；所述扩口机构包括有用于调节扩口大小的尺寸调节结构。

旋转机构包括电机1-6、通过轴承座1-5与电机1-6连接的气动卡盘1-4；

扩口机构还包括设置在气动卡盘1-4上的旋压座1-2、与旋压座1-2连接的导向块1-3、设置在旋压座1-2上的旋压头1-1，导向块1-3设置在气动卡盘1-4上，旋压头1-1上设有所述尺寸调节结构，所述尺寸调节结构与管类产品的内壁接触。

所述尺寸调节结构为圆台形凸起。

产品压紧机构包括上夹模8、与上夹模8外侧连接的上夹套9、下夹模7、与下夹模7连接的下夹套6，下夹套6设置在夹套底座5上，夹套底座5可滑动的设置在导轨3上，夹套底座5与推动气缸2连接；

上夹套9顶端通过压紧法兰11与压紧气缸13连接，压紧气缸13设置在气缸底座12上，气缸底座12设置在支撑柱10顶端，支撑柱10的底端设置在夹套底座5上，上夹模8和下夹模7均设置有卡槽，管类产品的头部卡位在卡槽上。

工作台1上还设置有用于检测产品压紧机构整体位置的位置传感器1-7。

本发明的具体工作过程；

本方案利用产品压紧机构固定产品，利用推动气缸2将产品压紧机构推送到预定位置触发位置传感器1-7，然后旋压装置开始工作，完成起鼓成型工作。可见，本发明在产品加工中无需人工参与，大大提高了效率。

具体的，当工件放于下夹模7上时，固定于气缸底座12上的压紧气缸13接收到系统信号，向下推动压紧法兰11，这样与压紧法兰11固定连接的上夹套9向下运动，推动镶嵌于上夹套9内的上夹模8与工件接触，这样上夹模8与下夹模7就将工件固定。

随后触发系统信号产品输送装置开始工作，推动气缸2开始推动连接法兰4使产品固定装置开始沿导轨3向前运动，当到达指定位置时，触发位置传感器1-7，使产品输送装置停止工作。

旋压装置开始工作，气动卡盘1-4上的卡爪开始做径向运动，推动旋压座1-2，使固定在其上的旋压头1-1，与工件的内壁接触。

旋压头1-1在电机1-6的带动下做圆周运动，气动卡盘1-4的压力逐渐增大，旋压头1-1旋转的半径逐渐增大，推动工件的外壁与上夹模8与下夹模7的凹槽接触，最终管类起鼓成型。

实施例2

参见图2和图3，扩口机构还包括设置在尺寸调节结构上的起鼓结构，尺寸调节结构包括围绕中心点呈圆周阵列设置的五个凸轮板1-12、与凸轮板1-12一角端部连接的驱动轴1-10、与驱动轴1-10连接的旋转气缸1-8，五个驱动轴1-10穿过定位盘1-9和定位架1-11，定位盘1-9与旋转机构连接；

凸轮板1-12的外侧面为圆弧面1-122，圆弧面1-122的圆心位于中心点上，圆弧面1-122的两端还分别设置有凹弧面1-123和凸弧面1-124，凸弧面1-124的圆心设置在驱动轴1-10的中心上，凹弧面1-123的圆心设置在相邻的另一凸轮板1-12驱动轴1-10中心上，相邻两个凸轮板1-12的凹弧面1-123和凸弧面1-124相互接触；

凸轮板1-12的圆弧面1-122与凸弧面1-124相交的位置设置有起鼓结构，起鼓结构与管类产品的内侧面接触。

参见图4，起鼓结构包括弧形状的起鼓柱1-13、分别设置在起鼓柱1-13两端的定位柱1-131、与定位柱1-131端部连接的螺纹柱1-132、套设在螺纹柱1-132上的螺纹筒1-133、设置在螺纹筒1-133上的限位板1-134，起鼓柱1-13与凸轮板1-12外侧接触；

凸轮板1-12的圆弧面1-122与凸弧面1-124相交的位置设置定位孔1-121，两个螺纹筒1-133可对接的设置在定位孔1-121中，限位板1-134抵靠在凸轮板1-12的外侧面。

本发明的工作过程：

旋转气缸1-8工作，驱动轴1-10带动凸轮板1-12旋转，凸轮板1-12带动起鼓结构运动，直到起鼓结构与管类产品的内壁接触，在旋转机构的作用下，即电机1-6的带动作用下，驱动整个扩口机构旋转，并保持旋转气缸1-8的工作状态，使得起鼓结构与管类产品内壁的接触；

两个螺纹筒1-133可以旋转进入定位孔1-121中，并相互对接在一起，限位板1-134抵靠在凸轮板1-12外侧面上，同时起鼓柱1-13也与凸轮板1-12的外侧面接触，实现对起鼓柱1-13的定位，弧形的起鼓柱1-13有助于形成管内鼓状的凹槽。

实施例3

参见图5，扩口机构还包括水平放置的旋转筒1-15、防护筒1-14，尺寸调节结构与旋转筒1-15连接，尺寸调节结构包括呈环形阵列垂直穿过旋转筒1-15外侧的四个伸缩柱1-17、与四个伸缩柱1-17端部接触的楔形块1-142、与楔形块1-142连接的伸缩气缸1-141，防护筒1-14同轴设置在旋转筒1-15上且伸缩气缸1-141的外侧，防护筒1-14的一端还与电机1-6连接；

参见图6和图7，伸缩柱1-17的内端设置有倾斜面1-171，楔形块1-142的一端设置有四个楔形面1-143并呈四棱锥状，四个伸缩柱1-17的内端可对接在一起并呈锥形孔状，四个楔形面1-143分别与四个倾斜面1-171接触；

伸缩柱1-17的内端部还设置有隔挡螺栓1-19。

伸缩柱1-17的外端设置有弧形板1-16，弧形板1-16侧面设置有方形柱，方形柱穿过伸缩柱1-17，且端部通过紧固螺柱与螺帽1-18连接。

本发明的具体工作过程：

在伸缩气缸1-141的作用下，楔形块1-142向四个伸缩柱1-17方向移动，楔形面1-143与倾斜面1-171接触产生楔形力，并驱动四个伸缩柱1-17向外移动，直到四个伸缩柱1-17的外端均与管类的内壁接触，保持住伸缩气缸1-141的推动作用，使得伸缩柱1-17的外端始终与管类内壁接触；在电机1-6的作用下，带动旋转筒1-15旋转运动，从而实现了起鼓的技术目标。

本方案设计了三个实施例，虽然具体的结构不完全一致，但是具有一个总的发明构思，均是通过垂直于管类产品内壁的扩张力，来实现的起鼓过程，具有相同或者相应的特定技术特征，即符合专利法中的单一性原则。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种管类头部起鼓成型装置，包括工作台（1）、设置在所述工作台（1）上的产品压紧机构，其特征在于，所述工作台（1）上还设置有旋压装置，所述旋压装置包括扩口机构和旋转机构，所述扩口机构与所述产品压紧机构配合工作，并与管类产品接触，形成垂直于所述管类产品内壁的扩张力；

所述扩口机构包括有用于调节扩口大小的尺寸调节结构。

2.根据权利要求1所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述旋转机构包括电机（1-6）、通过轴承座（1-5）与所述电机（1-6）连接的气动卡盘（1-4）；

所述扩口机构还包括设置在所述气动卡盘（1-4）上的旋压座（1-2）、与所述旋压座（1-2）连接的导向块（1-3）、设置在所述旋压座（1-2）上的旋压头（1-1），所述导向块（1-3）设置在所述气动卡盘（1-4）上，所述旋压头（1-1）上设有所述尺寸调节结构，所述尺寸调节结构与管类产品的内壁接触。

3.根据权利要求2所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述尺寸调节结构为圆台形凸起。

4.根据权利要求1所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述扩口机构还包括设置在所述尺寸调节结构上的起鼓结构，所述尺寸调节结构包括围绕中心点呈圆周阵列设置的五个凸轮板（1-12）、与所述凸轮板（1-12）一角端部连接的驱动轴（1-10）、与所述驱动轴（1-10）连接的旋转气缸（1-8），五个所述驱动轴（1-10）穿过定位盘（1-9）和定位架（1-11），所述定位盘（1-9）的中心与所述旋转机构连接；

所述凸轮板（1-12）的外侧面为圆弧面（1-122），所述圆弧面（1-122）的圆心位于所述中心点上，所述圆弧面（1-122）的两端还分别设置有凹弧面（1-123）和凸弧面（1-124），所述凸弧面（1-124）的圆心设置在所述驱动轴（1-10）的中心上，所述凹弧面（1-123）的圆心设置在相邻的另一凸轮板（1-12）驱动轴（1-10）中心上，相邻两个凸轮板（1-12）的凹弧面（1-123）和凸弧面（1-124）相互接触；

所述凸轮板（1-12）的圆弧面（1-122）与所述凸弧面（1-124）相交的位置设置有所述起鼓结构，所述起鼓结构与所述管类产品的内侧面接触。

5.根据权利要求4所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述起鼓结构包括弧形状的起鼓柱（1-13）、分别设置在所述起鼓柱（1-13）两端的定位柱（1-131）、与所述定位柱（1-131）端部连接的螺纹柱（1-132）、套设在所述螺纹柱（1-132）上的螺纹筒（1-133）、设置在所述螺纹筒（1-133）上的限位板（1-134），所述起鼓柱（1-13）与所述凸轮板（1-12）外侧接触；

所述凸轮板（1-12）的圆弧面（1-122）与所述凸弧面（1-124）相交的位置设置定位孔（1-121），两个所述螺纹筒（1-133）可对接的设置在所述定位孔（1-121）中，所述限位板（1-134）抵靠在所述凸轮板（1-12）的外侧面。

6.根据权利要求1所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述扩口机构还包括水平放置的旋转筒（1-15）、防护筒（1-14），所述尺寸调节结构与所述旋转筒（1-15）连接，所述尺寸调节结构包括呈环形阵列垂直穿过所述旋转筒（1-15）外侧的四个伸缩柱（1-17）、与四个所述伸缩柱（1-17）端部接触的楔形块（1-142）、与所述楔形块（1-142）连接的伸缩气缸（1-141），所述防护筒（1-14）同轴设置在所述旋转筒（1-15）上且所述伸缩气缸（1-141）的外侧，所述防护筒（1-14）的一端还与电机（1-6）连接；

所述伸缩柱（1-17）的内端设置倾斜面（1-171），所述楔形块（1-142）的一端设置有四个楔形面（1-143）并呈四棱锥状，四个所述伸缩柱（1-17）的内端可对接在一起并呈锥形孔状，四个所述楔形面（1-143）分别与四个所述倾斜面（1-171）接触；

所述伸缩柱（1-17）的内端部还设置有隔挡螺栓（1-19）。

7.根据权利要求6所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述伸缩柱（1-17）的外端设置有弧形板（1-16），所述弧形板（1-16）侧面设置有方形柱，所述方形柱穿过所述伸缩柱（1-17），且端部通过紧固螺柱与螺帽（1-18）连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述产品压紧机构包括上夹模（8）、与所述上夹模（8）外侧连接的上夹套（9）、下夹模（7）、与所述下夹模（7）连接的下夹套（6），所述下夹套（6）设置在夹套底座（5）上，所述夹套底座（5）可滑动的设置在导轨（3）上，所述夹套底座（5）与推动气缸（2）连接；

所述上夹套（9）顶端通过压紧法兰（11）与压紧气缸（13）连接，所述压紧气缸（13）设置在气缸底座（12）上，所述气缸底座（12）设置在支撑柱（10）顶端，所述支撑柱（10）的底端设置在所述夹套底座（5）上，所述上夹模（8）和所述下夹模（7）均设置有卡槽，所述管类产品的头部卡位在所述卡槽上。

9.根据权利要求8所述的管类头部起鼓成型装置，其特征在于，所述工作台（1）上还设置有用于检测产品压紧机构整体位置的位置传感器（1-7）。

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