CN114888185A - 一种缩管机构及缩头机 - Google Patents

Abstract

本发明属于管材缩头加工技术领域，尤其涉及一种缩管机构及缩头机，包括：支撑部件，偏摆部件，至少为三件，连接所述支撑部件，所述偏摆部件上设置有摆动轴线，所述摆动轴线相对于所述支撑部是固定的，所述偏摆部件的一端为挤压部，各所述偏摆部件的所述挤压部围成一挤压口，驱动机构，用于驱动各所述偏摆部件绕所述摆动轴线摆动，使所述挤压口逐步缩小挤压所述管材的口部；通过偏摆部件旋转偏摆的缩管方式，形成于偏摆部件之间的挤压口在缩管时能以旋转收缩方式给管材的缩管段提供扭转力，使管材的缩管段和未缩管段之间的过渡段扭转，避免了过渡段在缩管段形变时形成高于未压缩管壁的鼓包，便于管材后续的加工。

Description

一种缩管机构及缩头机

技术领域

本发明涉及管材加工技术领域，尤其涉及一种缩管机构及缩头机。

背景技术

管材缩口是将管坯端部直径缩小的成型工艺。管坯在轴向力作用进入变形区，在变形区内产生切向收缩的缩口塑性变形，然后进入稳定区，最终形成缩小的端部直径，国内常见的缩头机多为采用空气锤或滚珠式结构进行驱动拍打，不仅工作噪音大，且加工效率低，同时也存在较大的安全隐患。

CN106424400B公开了一种四模油压缩头机，其包括机架、机座、液压系统、四个油压缩头机构和能对油压缩头机构进行冷却的冷却系统，所述机座设置在机架的顶部，四个油压缩头机构呈圆心对称设置在机座上并形成一挤压口，液压系统分别与四个油压缩头机构相连接，并能驱动四个油压缩头机构相对同时作伸缩动作使所述挤压口呈缩小或增大状态；这种结构的优点是四个油压缩头机构分别驱动缩头做同步直线移动，具有静音效果，这种结构的缺点是，以直压的方式对管材进行缩管容易在管材与缩管端之间的过渡段形成高于未压缩管壁的鼓包，不利于后续管材后续的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管材成形质量高的缩管机构及缩头机，旨在解决现有技术中的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种缩管机构，适用于缩头机，所述缩头机设置有缩管工位，包括：支撑部件，偏摆部件，至少为三件，连接所述支撑部件，所述偏摆部件上设置有摆动轴线，所述摆动轴线相对于所述支撑部是固定的，所述偏摆部件的一端为挤压部，各所述偏摆部件的所述挤压部围成一挤压口，驱动机构，用于驱动各所述偏摆部件绕所述摆动轴线摆动，使所述挤压口逐步缩小挤压所述管材的口部，以及复位部件，连接所述偏摆部件，用于推动所述偏摆部件反向摆动。

进一步，各所述偏摆部件的端部还设置有形变导程部，所述形变导程部为圆锥弧面，且形变导程部的小端延伸到所述挤压部，所述挤压部摆动所述挤压口的中心最近位置时，各所述偏摆部件上的所述形变导程部围成一锥孔。

进一步，各所述挤压部的端部设置有形变填充位，所述缩管机构挤压所述管材口部，所述管材挤压形变的材料填充所述形变填充位，使所述管材上形成有若干凸起。

进一步，各所述挤压部的端部设置有形变填充位，所述缩管机构挤压所述管材口部，所述管材挤压形变的材料填充所述形变填充位，使所述管材上形成有若干凸起。

进一步，所述偏摆部件的所述摆动轴线位置设置有安装轴，所述安装轴与所述支撑部件连接。

进一步，所述驱动包括包括驱动源和接触部件，接触部件上具有成型腔体，缩管工位成型于所述成型腔体内，成型腔体和所述偏摆部件之间设置有往缩管工位方向倾斜延伸的导向侧壁，驱动源驱动接触部件与偏摆部件相对移动靠近，所述偏摆部件远离所述挤压部的一端设置有受力部，随着导向侧壁与受力部接触，偏摆部件的自由端能够受所述导向侧壁引导，在相对移动过程中旋转偏摆并接触固定于缩管工位上的管材。

进一步，所述导向侧壁成型于所述偏摆部件远离所述挤压部的一端。

进一步，所述挤压部为可拆卸设置，以方便挤压部的更换。

进一步，所述复位部件包括抵接件和弹性件，所述抵接件设置在所述偏摆部件远离所述安装轴的端部，所述弹性件的一端与所述安装轴抵接，所述弹性件的另一端与所述抵接件抵接，所述弹性件始终驱动所述抵接件远离缩管工位上的管材。

本发明实施例提供的缩管机构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：缩口模具通过转轴活动式设置在模板上，只需要驱动源带动接触部件与缩口模具接触就能使缩口模具旋转收缩改变挤压口的大小，不需要多个油缸分别驱动缩口模具同步直线移动，避免了缩口模具移动的误差对管材成形造成影响，也节省了成本，提高了产品市场竞争力。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种缩头机，包括上述的缩管机构。

本发明实施例提供的缩头机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：通过偏摆部件旋转偏摆的缩管方式，形成于偏摆部件之间的挤压口在缩管时能以旋转收缩方式给管材的缩管段提供扭转力，使管材的缩管段和未缩管段之间的过渡段扭转，避免了过渡段在缩管段形变时形成高于未压缩管壁的鼓包，便于管材后续的加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的部分剖视结构示意图。

图3为本发明的平面结构示意图。

图4为本发明的部分机构示意图。

图5为本发明的缩口模具的立体结构示意图。

图6为本发明的缩管状态的挤压口21示意图。

图7为本发明的管材成型后的示意图。

图8为本发明的管材成型后的平面示意图。

其中，图中各附图标记：1、模板；11、安装轴；2、偏摆部件；21、挤压口；23、挤压部；221、形变填充位；222、形变导程部；23、复位扭簧；3、接触部件；31、导向侧壁；4、油缸；5、液压系统；6、冷却系统；7、基座；71、导柱；8、工作台；a、缩管段a；b、过渡段b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1-8所示，本发明的缩管机构，适用于缩头机，缩头机设置有缩管工位，包括支撑部件，偏摆部件2，驱动机构和复位部件。其中，偏摆部件2至少为三件，优选为六件，连接所述支撑部件，所述偏摆部件2上设置有摆动轴线，所述摆动轴线相对于所述支撑部是固定的，所述偏摆部件2的一端为挤压部23，各所述偏摆部件2的所述挤压部23围成可供管材伸入的挤压口21，挤压口21的大小随着偏摆部件22绕摆动轴线摆动而变化。驱动机构用于驱动各所述偏摆部件2绕所述摆动轴线摆动，使所述挤压口21逐步缩小挤压所述管材的口部。复位部件连接所述偏摆部件2，用于推动所述偏摆部件2反向摆动。使用时，将管材的一端伸入挤压口21内，驱动机构驱动偏摆部件2摆动，使形成于多个偏摆部件2之间的挤压口21旋转缩小挤压管材，相比现有的直压式缩管，挤压口21旋转收缩式缩管方式在缩管的过程中能给管材的缩管段a提供扭转力，使管材的缩管段a和未缩管段a之间的过渡段b扭转，避免了过渡段b在缩管段a形变时形成高于未压缩管壁的鼓包，便于管材后续的加工。

管材在经上述机构挤压时，为了适应逐渐缩小的挤压口21，在缩管时，管材缩管段a的管壁会发生不规律的弯转和折叠，造成缩管段a缩管成形后的结构强度不均匀，容易使缩管段a在后续加工受挤压时产生较大形变。

基于上述问题，如图5所示，本发明的偏摆部件2的挤压部23的端部形成有形变填充位221，形变填充位221为弧形缺口，形变填充位221轴向贯穿偏摆部件2，缩管机构挤压所述管材口部时，管材挤压形变的材料填充形变填充位221，从而使管材上形成若干个与形变填充位221对应的凸起。随着偏摆部件2继续旋转挤压管材，管材成形于形变填充位221中的凸起在形变填充位221的带动下跟随偏摆部件2同向旋转，使凸起之间相互旋转靠近，从而使缩管段a形成凸起之间相互支撑的支撑结构，加强了管材缩管段a的结构强度，避免了缩管端受挤压时产生较大形变，可以经受多次挤压，由于形变填充位221轴向贯穿偏摆部件2，形变填充位221形成的支撑结构将会延伸至过渡段b，加强了过渡段b的结构强度，在管材后续拉拔时，能防止过渡段b与拉拔模具接触时因为结构强度不够产生断裂，并且形变填充位221为弧形缺口，使得形成于形变填充位221内的凸起具有适应其弧形缺口的呈水滴状的突出部分，在管壁厚度均匀的情况下，凸起具有突出部分在凸起内将会形成气孔，在管材后续拉拔时，管材里的气体可以从气孔向外排出，避免拉拔时管材破裂。

现有的四模油压缩头机通过四个油压缩头机构以直压的方式对管材压缩形成的缩管段a为具有四个侧棱的棱柱型，通常情况下，在后续挤压的过程中，当棱柱的缩管段a的棱面未正对夹具时，在夹持模具挤压的作用下，缩管段a会产生自适应的转动，使棱面正对夹持模具以适应夹持模具，但是由于侧棱较为锋利，在挤压时若夹持模具直接与侧棱接触，较为锋利的侧棱会与夹持模具产生较大的摩擦力，摩擦力阻碍缩管段转动，在后续挤压时缩管段a的棱面不能正对夹具导致夹持模具挤压缩管段a侧棱使缩管段a产生较大形变，同时侧棱尖锐部分也会损伤夹持模具，造成经济损失，因此后续挤压前需要旋转调整缩管段a，使缩管段a的侧面正对夹持模具，费时费力，降低了效率；上述具有支撑结构的缩管段a如图8所示，以偏摆部件为六个为例，缩管段a由六个形成于管壁上的旋转的凸起构成，夹持模具夹持缩管段a的两侧，缩管段a两侧分别有与夹持模具对应的两个凸起，夹持模具夹持两个凸起端部之间的部分并与凸起形成线接触，凸起的端部较为圆滑，在与夹持模具接触时，不会与夹持磨具产生较大的摩擦力，当分别位于缩管段a两侧的两个凸起端部之间的部分没有正对夹持模具并且其中一个凸起与夹持模具接触时，在夹持模具挤压的作用下缩管段a能产生自适应的转动，使两个凸起端部之间的部分正对夹持模具，并且缩管段a不具有上述直压成形的侧棱部分，不会损伤夹持模具，减少了经济损失。

如图5所示，本发明的偏摆部件2上还设有形变导程部222，形变导程部222均形成在偏摆部件2与管材接触的一端的一侧，形变导程部222为向缩管工位扩张的锥形弧面，且形变导程部222的小端延伸到所述挤压部23；所述挤压部23摆动所述挤压口21的中心最近位置时，各所述偏摆部件2上的所述形变导程部222围成一锥孔，形变导程部222对形变中的管材提供导向的作用，使管材的缩管段a和未缩管段a之间形成锥形的过渡段b，过渡段b为锥形在管材后续的拉拔处理中对管材施加的拉力可以更小，从而拉拔模具与管材过渡段b接触产生的横向切力减少，进一步避免管材拉拔时断裂。

形变导程部222的小端还可以与形变填充位221的截面接壤，这样的设置能使管材凸起成型更顺畅。

驱动机构包括驱动源和接触部件3，接触部件3为具有成型腔体的矩形方体结构，缩管工位成型于成型腔体内，成型腔体和偏摆部件2之间设置有往缩管工位方向倾斜延伸的导向侧壁31，驱动源优选为油缸4，其输出端驱动支撑偏摆部件2的支撑部件或接触部件3移动，驱动源用于驱动接触部件3与偏摆部件2相对移动靠近，偏摆部件2远离挤压部23的一端设置有受力部，随着导向侧壁31与受力部接触，偏摆部件2的自由端能够受导向侧壁31引导，在相对移动过程中旋转偏摆并接触固定于缩管工位上的管材。

由于偏摆部件2是受导向侧壁31的引导旋转，不需要多个驱动源分别驱动偏摆部件2旋转，避免了多个驱动源中产生的误差对管材成形造成影响，并且用于驱动支撑部件和接触部件3移动的油缸4可以只有一个，也节省了成本，提高了产品市场竞争力。

在本发明的接触部件3与偏摆部件2相对移动的第一种实施例中，接触部件3呈动态设置，接触部件3由驱动源驱动向偏摆部件2移动，当接触部件3移动接触偏摆部件2时，在导向侧壁31挤压的作用下，偏摆部件2旋转，对管材挤压成型；在本发明的接触部件3与偏摆部件2相对移动的另一种实施例中，所述接触部件3呈固定设置，所述驱动源驱动偏摆部件2向接触部件3移动，当接触部件3移动接触偏摆部件2时，在导向侧壁31挤压的作用下，偏摆部件2在相对移动的过程中旋转，对管材挤压成型，偏摆部件2固定与偏摆部件2可移动相比，在旋转成型的过程中不会产生移动，能精确的控制管材挤压成型段的长度。

上述导向侧壁31呈倾斜的曲面结构设置，所述偏摆部件2的自由端在接触所述导向侧壁31后，受导向侧壁31倾斜的曲面引导而旋转摆动，本领域的技术人员应当理解，所述偏摆部件2的自由端旋转摆动的角度范围与导向侧壁31的倾斜度有关，具体倾斜度受缩头机的缩管要求而定；当然导向侧壁31也不局限为曲面，在偏摆部件2旋转不受干涉的情况下，导向侧壁31也可以呈倾斜的平面设置。

作为本发明导向侧壁31的第一种实施例，上述导向侧壁31可以是如图所示的位于成型腔体内的朝向偏摆部件2的呈扩口状的锥形弧面，偏摆部件2与锥形弧面接触时，随着偏摆部件2与锥形弧面之间继续靠近，在锥形弧面限制的作用下，偏摆部件2的可活动范围逐渐缩小，为了适应逐渐缩小的可活动范围，偏摆部件2的自由端发生适应性的旋转偏摆，从而使如图所示的形成于偏摆部件2之间的挤压口21逐渐缩小对管材挤压。

如图5所示，偏摆部件2的摆动轴线位置设置有安装轴11，安装轴11与支撑部件固定连接，支撑部件可以是图中所示的模板1，安装轴11固定设置在模板1上，当然，支撑部件也不局限与模板1，也可以是支撑架或机架等可用于支撑管材缩管活动的部件；偏摆部件2的轴向截面为锥面，偏摆部件2具有互相抵接的侧面，侧面之间形成夹角，当偏摆部件2的数量为六个时，夹角的角度为60度；为了实现挤压口21因为偏摆部件2的转动而放大和缩小，安装轴11避开偏摆部件2截面的对称中心线与偏摆部件2转动连接。

上述偏摆部件2的挤压部23还可以是可拆卸的，如图5所示，偏摆部件2上开设有滑槽，挤压部23上具有与滑槽对应的安装导轨，当按压部需要更换和维护时，只需要推动挤压部23就能使挤压部23的安装导轨与滑槽脱离，将挤压部23从偏摆部件2上卸下，这样的连接方式方便挤压部23更换。

作为本发明的导向侧壁31的另一种实施例，导向侧壁31还可以成型于所述偏摆部件2远离所述挤压部23的一端，如图2所示，导向侧壁31具有往缩管工位方向倾斜延伸的侧壁，侧壁与接触部件3的成型腔体接触，在此实施例下成型腔体可以为圆柱形腔体，成型腔体的边缘与侧壁接触，在成型腔体的限制及偏摆部件2引导的作用下，偏摆部件2的自由端发生适应性的旋转偏摆，对管材进行挤压，在此实施例下，为了降低成型腔体与偏摆部件2的磨损，成型腔体还可以是上述朝向偏摆部件2的呈扩口状的锥形弧面，通过偏摆部件2上的导向侧壁31与锥形弧面的成型腔体接触，在成型腔体的限制及导向侧壁31引导的作用下，偏摆部件2的自由端发生适应性的旋转偏摆，对管材进行挤压。

如图4-5所示，本发明所述的偏摆部件2上设置有用于复位所述偏摆部件2的复位部件，复位部件包括抵接件和弹性件，所述抵接件设置在所述偏摆部件2远离所述驱动源的端部，所述弹性件的一端与所述驱动源的输出端抵接，所述弹性件的另一端与所述抵接件抵接，所述弹性件始终驱动所述抵接件远离缩管工位上的管材。所述弹性件可以是连接在安装轴11与抵接件之间的复位扭簧23，以便于偏摆部件2与接触单元脱离接触时偏摆部件2旋转展开，所述弹性件还可以是连接在支撑部件与抵接件之间的拉簧(图中未示出)，偏摆部件2旋转收缩时，拉簧被拉伸，偏摆部件2与接触单元脱离接触时，在拉簧拉力的作用下，偏摆部件2旋转展开复位。

本发明还包括工作台8和导柱71，基座7垂直设置在工作台8上，导柱71以平行于工作台8台面的角度设置在基座7上、模板1和接触部件3设置在导柱71上，这样的设置在对管材进行缩口时，可以将管材以水平方向插入挤压口21，相比于将管材竖直插入挤压口21，水平方向插入更方便人们操作。

本发明还具有液压系统5和冷却系统6，液压系统5与油缸4连接，用于驱动油缸4做伸缩运动，当液压系统5工作时油温会升高，导致油缸4的性能下降，冷却系统6用与对液压油进行冷却，保证整机性能的提高，液压系统5与冷却系统6为现有技术，其组成部分与技术细节在本发明中不作过多描述。

在具有若干个偏摆部件2的情况下，本发明通过导向侧壁31接触偏摆部件2使偏摆部件2旋转的方式，与多个驱动源分别驱动偏摆部件2转动相比，避免了多个驱动源之间存在的误差，提高了管材的成型质量，同时通过旋转收缩的缩管方式，避免了过渡段b在缩管段a形变时形成高于未压缩管壁的鼓包，便于管材后续的加工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缩管机构，用于管材缩头，所述缩头机设置有缩管工位，其特征在于，包括：

支撑部件；

偏摆部件，至少为三件，连接所述支撑部件，所述偏摆部件上设置有摆动轴线，所述摆动轴线相对于所述支撑部是固定的，所述偏摆部件的一端为挤压部，各所述偏摆部件的所述挤压部围成一挤压口；

驱动机构，用于驱动各所述偏摆部件绕所述摆动轴线摆动，使所述挤压口逐步缩小挤压所述管材的口部；以及

复位部件，连接所述偏摆部件，用于推动所述偏摆部件反向摆动。

2.根据权利要求1所述的缩管机构，其特征在于，各所述偏摆部件的端部还设置有形变导程部，所述形变导程部为圆锥弧面，且形变导程部的小端延伸到所述挤压部；所述挤压部摆动所述挤压口的中心最近位置时，各所述偏摆部件上的所述形变导程部围成一锥孔。

3.根据权利要求1所述的缩管机构，其特征在于，各所述挤压部的端部设置有形变填充位，所述缩管机构挤压所述管材口部，所述管材挤压形变的材料填充所述形变填充位，使所述管材上形成有若干凸起。

4.根据权利要求2所述的缩管机构，其特征在于，各所述挤压部的端部设置有形变填充位，所述缩管机构挤压所述管材口部，所述管材挤压形变的材料填充所述形变填充位，使所述管材上形成有若干凸起。

5.根据权利要求1～4任一项所述的缩管机构，其特征在于，所述偏摆部件的所述摆动轴线位置设置有安装轴，所述安装轴与所述支撑部件连接。

6.根据权利要求1～4任一项所述的缩管机构，其特征在于，所述驱动包括包括驱动源和接触部件，接触部件上具有成型腔体，缩管工位成型于所述成型腔体内，成型腔体和所述偏摆部件之间设置有往缩管工位方向倾斜延伸的导向侧壁，驱动源驱动接触部件与偏摆部件相对移动靠近，所述偏摆部件远离所述挤压部的一端设置有受力部，随着导向侧壁与受力部接触，偏摆部件的自由端能够受所述导向侧壁引导，在相对移动过程中旋转偏摆并接触固定于缩管工位上的管材。

7.根据权利要求6所述的缩管机构，其特征在于，所述导向侧壁成型于所述偏摆部件远离所述挤压部的一端。

8.根据权利要求7所述的缩管机构，其特征在于，所述挤压部为可拆卸设置，以方便挤压部的更换。

9.根据权利要求1所述的缩管机构，其特征在于，所述复位部件包括抵接件和弹性件，所述抵接件设置在所述偏摆部件远离所述安装轴的端部，所述弹性件的一端与所述安装轴抵接，所述弹性件的另一端与所述抵接件抵接，所述弹性件始终驱动所述抵接件远离缩管工位上的管材。

10.一种缩头机，其特征在于，包括权利要求1～10任意一项所述的缩管机构。

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