CN115488195B

CN115488195B - 一种高精度三维手动弯管机

Info

Publication number: CN115488195B
Application number: CN202211364259.5A
Authority: CN
Inventors: 李言
Original assignee: Guangzhou Huamao Machinery Mould Co ltd
Current assignee: Guangzhou Huamao Machinery Mould Co ltd
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2042-11-02
Also published as: CN115488195A

Abstract

本发明公开了一种高精度三维手动弯管机，包括机架、弯管机构、导轨机构和夹持机构；所述弯管机构与所述导轨机构均设置于所述机架的顶面，所述弯管机构与所述导轨机构对齐；所述夹持机构包括滑动套筒、旋转夹具、转动杆和限位组件；所述滑动套筒沿所述导轨机构滑动设置，所述旋转夹具转动设置于所述滑动套筒内，所述转动杆与所述旋转夹具连接以控制所述旋转夹具转动，所述限位组件设置于所述滑动套筒的侧壁用以锁定所述旋转夹具。本发明的高精度三维手动弯管机通过限位组件实现手动控制管材旋转的过程中能够稳定锁死管材在绕轴自转方向的自由度，避免管材在弯管加工过程中受力自转。同时还能够在调整管材角度的过程中精准控制管材旋转的角度。

Description

一种高精度三维手动弯管机

技术领域

本发明属于三维手动弯管机技术领域，尤其涉及一种高精度三维手动弯管机。

背景技术

手动弯管机是用于弯曲管材的机械设备。普通的手动弯管机可将管材加工成二维平面结构，而三维手动弯管机在普通的手动弯管机基础上增加了旋转夹具，通过旋转夹具对管材的自转进行控制，可将管材弯曲加工为三维空间结构。现有的三维手动弯管机在弯曲管材的机构上采用手动的方式，免去了驱动结构和传动结构，使该三维手动弯管机具备了制造和维护成本低廉，易于操作，制作非标准管件的自由度高等优点，广泛适配于管道维修和室内装潢等领域。

然而，在三维空间内弯曲管材需要精准控制旋转夹具的旋转角度才能避免管材在弯曲的过程中产生绕轴自转的情况，进而保持在三维空间内的弯管加工精度。现有的三维手动弯管机仍然在通过电机和控制系统操控旋转夹具的旋转和定位，致使该种现有的半手动、半自动的弯管机的维护手段不能通用，能够对机械结构进行维护的技术人员无法处理控制系统的故障，且控制系统的计算出现误差时，也会造成管材随旋转夹具的旋转角度出现偏差，进而整体降低弯管机的加工精度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高精度三维手动弯管机，在手动控制的基础上确保对管材旋转的控制精度，并有效抑制管材的自转。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高精度三维手动弯管机，包括机架、弯管机构、导轨机构和夹持机构；所述弯管机构与所述导轨机构均设置于所述机架的顶面，所述弯管机构与所述导轨机构对齐；所述夹持机构包括滑动套筒、旋转夹具、转动杆和限位组件；所述滑动套筒沿所述导轨机构滑动设置，所述旋转夹具转动设置于所述滑动套筒内，所述转动杆与所述旋转夹具连接以控制所述旋转夹具转动，所述限位组件设置于所述滑动套筒的侧壁用以锁定所述旋转夹具。

优选的，所述旋转夹具与所述滑动套筒之间设置有转动组件；所述转动组件包括主齿轮和若干副齿轮，所述主齿轮套设于所述旋转夹具的外壁，且所述主齿轮的轴线与所述旋转夹具的轴线重合，若干副齿轮轴接于所述滑动套筒的内壁，且若干副齿轮的轴线均与所述旋转夹具的轴线平行，所述主齿轮同时与若干副齿轮啮合构成行星齿轮副，使所述旋转夹具相对于所述滑动套筒转动。

优选的，所述限位组件包括连接齿轮、限位滑轨和限位滑块，所述连接齿轮轴接于所述滑动套筒的外壁且其轴线与所述旋转夹具的轴线平行，所述滑动套筒的侧壁开设有通槽使所述连接齿轮与其中一所述副齿轮啮合，使所述连接齿轮随所述旋转夹具的转动而转动，所述限位滑轨沿所述旋转夹具的轴向设置于所述滑动套筒的外壁，所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动设置；所述连接齿轮的端面开设有花键槽，所述限位滑块的侧避免设置有花键块，所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动使所述花键块嵌合于所述花键槽，或所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动使所述花键块脱离所述花键槽。

优选的，所述限位组件还包括外壳和搬动开关；所述外壳固定连接于所述滑动套筒的外壁用于罩扣所述连接齿轮、所述限位滑轨和所述限位滑块，所述外壳上对应所述限位滑轨的位置设置有滑动槽，所述搬动开关一端与所述限位滑块固定连接，另一端突出于所述滑动槽设置。

优选的，所述滑动套筒的端面设置有角度标线，所述角度标线用以标识所述转动杆的起始位置和停止位置以得出所述转动杆驱使所述旋转夹具转动的角度。

优选的，所述转动杆的杆体上开设有观察口，所述观察口用于观察所述角度标线上的读数。

优选的，所述观察口内设置有指针，所述指针的中线与所述转动杆的中线重合。

优选的，所述导轨机构包括滑动导轨和滑动安装台；所述滑动安装台滑动设置于所述滑动导轨，所述滑动套筒固定安装于所述滑动安装台；所述滑动导轨的侧壁上设置有距离标线，所述距离标线用以标识所述滑动安装台的起始位置和停止位置以得出所述旋转夹具进给的距离。

优选的，所述弯管机构包括互相配合的模轮组件和压模组件，所述模轮组件包括固定座和模型轮，所述固定座安装于所述机架的顶面，所述模型轮轴接于所述固定座的顶面，所述模型轮的轮周面形成有弧形凹槽；所述压模组件包括滑动座、调节导轨、压模块和驱动杆，所述机架的顶面开设有围绕所述模型轮设置的弧形滑槽，所述滑动座设置于所述滑槽内，所述调节导轨沿所述模型轮的径向固定于所述滑动座的顶面，所述压模块滑动设置于所述调节导轨，所述驱动杆与所述压模块固定连接。

优选的，所述旋转夹具的端面开设有十字嵌槽，所述转动杆的端部设置有十字嵌块，所述嵌块与所述嵌槽可拆卸地嵌合，使所述转动杆与所述旋转夹具可调节互相配合的角度。

本发明的有益效果为：

本发明的高精度三维手动弯管机通过限位组件实现手动控制管材旋转的过程中能够稳定锁死管材在绕轴自转方向的自由度，避免管材在弯管加工过程中受力自转。同时还能够在调整管材角度的过程中精准控制管材旋转的角度，避免在手动控制旋转过程中出现的操作误差。并且还能够对管材的进给量进行精确控制，从而提升三维手动弯管机的整体加工精度。并且该高精度的三维手动弯管机都采用手动控制结构，易于维护和修理，避免了实用电控设备出现故障时无法及时修理调整的问题，极大地提升了工作效率。

附图说明

图1为本发明在一实施例中提供的高精度三维手动弯管机主体结构示意图。

图2为本发明在一实施例中提供的夹持机构侧视剖面图。

图3为本发明在一实施例中提供的限位组件局部放大示意图。

图4为本发明在一实施例中提供的旋转夹具端面示意图。

图5为本发明在一实施例中提供的夹持机构端面示意图。

图例：

1、机架；2、弯管机构；3、导轨机构；4、夹持机构；

11、弧形滑槽；

21、模轮组件；22、压模组件；

31、滑动导轨；32、滑动安装台；

41、滑动套筒；42、旋转夹具；43、转动杆；44、限位组件；45、转动组件；

211、固定座；212、模型轮；

221、滑动座；222、调节导轨；223、压模块；224、驱动杆；

311、距离标线；

411、角度标线；

421、十字嵌槽；

431、观察口；432、指针；433、十字嵌块；

441、连接齿轮；442、限位滑轨；443、限位滑块；444、花键槽；445、花键块；446、外壳；447、搬动开关；448、滑动槽；

451、主齿轮；452、副齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，本实施例提供了一种高精度三维手动弯管机包括机架1、弯管机构2、导轨机构3和夹持机构4。其中弯管机构2与导轨机构3均设置在机架1的顶面，夹持机构4用于夹持着管材沿导轨机构3滑动。弯管机构2用于夹持和弯曲管材的工位的中线与道贵机构的滑动中线对齐，使夹持机构4夹持着管材沿导轨机构3进给管材时更为顺畅，减小因进给管材偏斜而造成的误差。

夹持机构4包括滑动套筒41、旋转夹具42、转动杆43和限位组件44。其中滑动套筒41是用于沿着导轨机构3滑动的承载结构，旋转夹具42可旋转地设置在该滑动套筒41内，旋转夹具42既保持相对于滑动套筒41的相对转动效果，又不会与滑动套筒41分离。转动杆43透过滑动套筒41与内部的旋转夹具42连接，通过手动搬转该转动杆43可对旋转夹具42进行旋转控制。而限位组件44则在旋转夹具42转动到适当位置后，对旋转夹具42进行限位固定，锁定当前旋转夹具42的位置，便于弯管机构2的弯管工作，且工作过程中由于受到限位组件44的限制，使得管材无法在弯管机构2处发生绕轴自转的情况。该三维手动弯管机能够在调整过管材的旋转角度后保持旋转夹具42及管材被限位组件44锁定的状态，进而抑制管材自转造成的弯管角度误差，实现提高精度的效果。

为具体说明旋转夹具42与滑动套筒41之间的可旋转连接关系，在一实施例中，在旋转夹具42与滑动套筒41之间设置有转动组件45。该转动组件45包括主齿轮451和若干若干副齿轮452，主齿轮451呈圆环状套设在旋转夹具42的外壁，并且确保该主齿轮451的轴线与旋转夹具42的轴线重合。若干副齿轮452轴接于滑动套筒41的内壁，且若干副齿轮452的轴线都与主齿轮451的轴线平行。主齿轮451与所有的副齿轮452同时啮合，构成所有副齿轮452围绕于主齿轮451周围的行星齿轮副结构。该行星齿轮副结构中的主齿轮451转动时，各副齿轮452可保持原位自转配合主齿轮451的转动，即完成了旋转夹具42相对于滑动套筒41转动的效果，同时还确保了二者的连接效果。

为了实现对旋转夹具42的锁定限制效果，基于上述实施例中的转动组件45结构，本实施例提供了一种限位组件44的方案，该限位组件44包括连接齿轮441、限位滑轨442和限位滑块443。连接齿轮441轴接于滑动套筒41的外壁，连接齿轮441的轴线平行于主齿轮451的轴线。通过在滑动套筒41的侧壁上开设通槽，使位于滑动套筒41外壁的连接齿轮441能够穿过该通槽与滑动套筒41内壁的其中一个副齿轮452啮合，进而实现主齿轮451、所有副齿轮452和连接齿轮441的同步转动关联。限位滑轨442的设置方向与连接齿轮441的轴线平行，限位滑块443设置在该限位滑轨442上，当限位滑块443沿限位滑轨442滑动时，限位滑块443会沿连接齿轮441的轴线移动。在连接齿轮441朝向限位滑块443的一侧端面上开设有花键槽444，同时在限位滑块443朝向连接齿轮441的一侧表面设置有花键块445，随着限位滑块443靠近连接齿轮441，花键块445可嵌入花键槽444内，实现对连接齿轮441的锁定效果，而连接齿轮441被锁死无法转动时，与连接齿轮441关联的主齿轮451和所有副齿轮452也均无法转动，实现对旋转夹具42的锁定效果，放置被旋转夹具42夹持的管材在弯管加工过程中出现自转的情况，进而影响其在三维空间内的弯管加工精度。

值得一提的是，花键块445上形成有众多凸棱结构，花键槽444的槽壁也形成有众多棱条形槽结构，使得旋转夹具42转动任意角度时，花键块445均能够嵌入到花键槽444内，进而实现旋转夹具42的任意角度锁定效果，避免旋转夹具42的锁定效果受到花键块445与花键槽444的匹配角度限制而降低精度的问题。

连接齿轮441和限位滑块443裸露于滑动套筒41的外部，若二者受到严重碰撞或被异物卡住也会严重影响精度，且齿轮啮合的结构暴露于外，也及容易夹伤技术人员造成不必要的伤害，因此，在一实施例中，限位组件44还包括外壳446和搬动开关447。外壳446固定于滑动套筒41的外壁，用于将连接齿轮441、限位滑轨442和限位滑块443都笼罩保护起来。并且在该外壳446上开设了一条与限位滑轨442位置对应的滑动槽448，搬动开关447一端与限位滑块443固定连接，另一端突出于滑动槽448露出于外壳446的外部，以供技术人员移动该搬动开关447控制限位滑块443的位置，实现锁定或解锁旋转夹具42的目的。

为了能够明确计算出旋转夹具42每次旋转了多少角度，在一实施例中，在滑动套筒41朝向转动杆43的端面设置有角度标线411，该角度标线411沿着滑动套筒41的圆形端口边缘标识出360°的角度线。可在该角度标线411上读取出转动杆43的初始位置对应角度数值，通过该转动杆43驱使旋转夹具42转动时，可继续读取转动杆43实时位置所对应的角度数值，直至角度差值达到预定的旋转夹具42转动角度时，通过限位组件44将旋转夹具42锁死，完成对旋转夹具42旋转角度的精准调整。

基于上述实施例，由于转动杆43为实体结构，为避免转动杆43遮挡其对应位置的角度标线411，降低读数误差的出现概率，本实施例中，在转动杆43的杆体上开设有观察口431，在转动杆43上可直接透过该观察口431读取到角度标线411上的读数。进一步的，由于观察口431的宽度仍然相对于角度可先较为宽阔，其对应关系不准确容易产生偏差，因此，本实施例还在观察口431内设置有指针432，通过指针432的针尖精准指向角度标线411上对应角度的刻线，同时该指针432的针尖所在中线还与转动杆43的轴向中线保持重合，保障了转动杆43中线与角度标线411上任意刻度的对应关系。极大地提升了三维手动弯管机在调节管材旋转角度方面的精度，进而提升该三维手动弯管机在三维空间内对管材的加工精度。

由于管材的进给量也会影响到三维弯管加工的精度和质量，因此，为精准控制该三维手动弯管机的进给量，在一实施例中，导轨机构3包括滑动导轨31和滑动安装台32。该滑动安装台32可滑动地设置在滑动导轨31上，滑动套筒41固定安装在该滑动安装台32上。滑动导轨31朝向外侧的侧壁上设置有距离标线311。当滑动安装平台承载着夹持机构4沿着滑动导轨31滑动时，能够通过距离标线311分别读取到滑动安装平台的起始位置对应的读数和移动过程中动态对应的读数，两读数的差值为滑动安装平台的移动距离读数，即夹持机构4夹持着管材的进给量。通过该种方式可精准控制管材的进给量，使该三维手动弯管机在三维空间内对管材的加工精度更高。

由于导轨机构3的存在限制了转动杆43在水平线以下区域的转动自由度，当旋转夹具42需要转动的角度超过180°时，固定连接状态的转动杆43和旋转夹具42就会收到限制无法达到要求。为此，在一实施例中，将转动杆43与旋转夹具42可拆卸连接，在旋转夹具42的端面上开设十字嵌槽421，同时在转动杆43用于连接的端头上设置十字嵌块433，通过十字嵌块433嵌入十字嵌槽421将转动杆43与旋转夹具42连接后，十字结构能够传递使旋转夹具42绕轴自转的驱动力，而十字嵌合的结构又不会影响沿旋转夹具42轴向的嵌入和拔出，使得转动杆43与旋转夹具42之间的连接易于安装和拆卸。当旋转夹具42需要转动的角度超过180°时，转动杆43与机架1或导轨机构3相抵无法继续移动，此时可通过限位组件44暂时锁定旋转夹具42并记录当前转动杆43已经转过的角度，卸下转动杆43，再将转动杆43调整至能够旋转的状态重新与旋转夹具42连接，解锁限位组件44后继续驱动旋转夹具42转过剩余的角度，实现旋转夹具42的大角度精确调整。

基于上述实施例，弯管机构2的结构包括模轮组件21和压模组件22，模轮组件21包括固定座211和模型轮212，固定座211安装在机架1的顶面，模型轮212轴接于固定座211的顶面，使模型轮212能够自由转动。压模组件22包括滑动座221、调节导轨222、压模块223和驱动杆224。在机架1的顶面开设有围绕模型轮212转轴开设的弧形滑槽11，滑动座221可滑动地设置在该弧形滑槽11内，调节导轨222沿模型轮212的径向设置于滑动座221上，压模块223滑动设置于调节导轨222上，驱动杆224与压模块223固定连接。

管材的一端被旋转夹持机构4夹持固定，另一端则伸入模型轮212与压模块223之间的弯管加工位，通过调整压模块223在调节导轨222上的位置，使压模块223与模型轮212将管材相对抱合。通过搬动驱动杆224，驱动滑动座221沿弧形滑槽11滑动，使整个压模组件22绕模型轮212转过特定的弧度，在压模块223与模型轮212的作用下实现弯管操作。

值得一提的是，为了避免在弯管过程中管材滑动，在模型轮212的轮周面形成弧形凹槽，在压模块223与管材的接触面也同样形成弧形凹槽，两弧形凹槽结构匹配管材的表面弧度，避免管材在压模块223与模型轮212之间出现纵向滑动偏离甚至脱出的情况。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims

1.一种高精度三维手动弯管机，其特征在于：包括机架、弯管机构、导轨机构和夹持机构；所述弯管机构与所述导轨机构均设置于所述机架的顶面，所述弯管机构与所述导轨机构对齐；所述夹持机构包括滑动套筒、旋转夹具、转动杆和限位组件；所述滑动套筒沿所述导轨机构滑动设置，所述旋转夹具转动设置于所述滑动套筒内，所述转动杆与所述旋转夹具连接以控制所述旋转夹具转动，所述限位组件设置于所述滑动套筒的侧壁用以锁定所述旋转夹具；

所述旋转夹具与所述滑动套筒之间设置有转动组件；所述转动组件包括主齿轮和若干副齿轮，所述主齿轮套设于所述旋转夹具的外壁，且所述主齿轮的轴线与所述旋转夹具的轴线重合，若干副齿轮轴接于所述滑动套筒的内壁，且若干副齿轮的轴线均与所述旋转夹具的轴线平行，所述主齿轮同时与若干副齿轮啮合构成行星齿轮副，使所述旋转夹具相对于所述滑动套筒转动；

所述限位组件包括连接齿轮、限位滑轨和限位滑块，所述连接齿轮轴接于所述滑动套筒的外壁且其轴线与所述旋转夹具的轴线平行，所述滑动套筒的侧壁开设有通槽使所述连接齿轮与其中一所述副齿轮啮合，使所述连接齿轮随所述旋转夹具的转动而转动，所述限位滑轨沿所述旋转夹具的轴向设置于所述滑动套筒的外壁，所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动设置；所述连接齿轮的端面开设有花键槽，所述限位滑块的侧壁面设置有花键块，所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动使所述花键块嵌合于所述花键槽，或所述限位滑块沿所述限位滑轨滑动使所述花键块脱离所述花键槽；

所述滑动套筒的端面设置有角度标线，所述角度标线用以标识所述转动杆的起始位置和停止位置以得出所述转动杆驱使所述旋转夹具转动的角度；

所述转动杆的杆体上开设有观察口，所述观察口用于观察所述角度标线上的读数；

所述观察口内设置有指针，所述指针的中线与所述转动杆的中线重合；

所述旋转夹具的端面开设有十字嵌槽，所述转动杆的端部设置有十字嵌块，所述十字嵌块与所述十字嵌槽可拆卸地嵌合，使所述转动杆与所述旋转夹具可调节互相配合的角度。

2.根据权利要求1所述高精度三维手动弯管机，其特征在于：所述限位组件还包括外壳和搬动开关；所述外壳固定连接于所述滑动套筒的外壁用于罩扣所述连接齿轮、所述限位滑轨和所述限位滑块，所述外壳上对应所述限位滑轨的位置设置有滑动槽，所述搬动开关一端与所述限位滑块固定连接，另一端突出于所述滑动槽设置。

3.根据权利要求1所述高精度三维手动弯管机，其特征在于：所述导轨机构包括滑动导轨和滑动安装台；所述滑动安装台滑动设置于所述滑动导轨，所述滑动套筒固定安装于所述滑动安装台；所述滑动导轨的侧壁上设置有距离标线，所述距离标线用以标识所述滑动安装台的起始位置和停止位置以得出所述旋转夹具进给的距离。

4.根据权利要求1所述高精度三维手动弯管机，其特征在于：所述弯管机构包括互相配合的模轮组件和压模组件，所述模轮组件包括固定座和模型轮，所述固定座安装于所述机架的顶面，所述模型轮轴接于所述固定座的顶面，所述模型轮的轮周面形成有弧形凹槽；所述压模组件包括滑动座、调节导轨、压模块和驱动杆，所述机架的顶面开设有围绕所述模型轮设置的弧形滑槽，所述滑动座设置于所述滑槽内，所述调节导轨沿所述模型轮的径向固定于所述滑动座的顶面，所述压模块滑动设置于所述调节导轨，所述驱动杆与所述压模块固定连接。