CN115958125A - 一种管端成型加工工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有前定位机构，伺服冲模机构，复合夹紧机构以及后限位机构，所述复合夹紧机构包括有主夹紧机构和副夹紧机构，通过主夹紧机构夹持管材，副夹紧机构夹持后限位插杆，从而实现了对管材的有效夹持，有效解决短管在主夹持机构内轴向打滑，造成产品报废的现象出现，所述后限位机构通过伺服电机旋转带动进给丝杆旋转，从而带动进给滑座于进给丝杆上向伺服冲模机构方向移动，直至插入端插入管材的尾端，并抵住管材的尾端，采用伺服电机恒力驱动实现管端加工，保证了进给位置的精准性，通过检测进给位置的监测，保证了产品加工的数据实现参数化，提升产品品质。

Description

一种管端成型加工工艺及其设备

技术领域

本发明涉及管端成型技术领域，具体为一种管端成型加工工艺及其设备。

背景技术

管端成型机是一种管材类工件端面成型加工设备，利用不同的模具对管材进行管端缩径、扩径、鼓包、镦筋及其它形状的加工成型，适用于管件接插、汽车油管、风管、水管、空调管连接部位各种形状的成型加工。

管材分为短管(长度50～120mm)与长管(大于120mm)，然而管端成型机在加工短管时存在如下弊端：

第一：短管做管端加工时，主夹紧机构夹持直线段比较短，管材会在主夹紧机构里轴向打滑，造成产品报废；

第二：传统的短管加工时使用的后限位机构为油缸，油缸为加工提供一个后端的保持力，因同一尺寸的管材下料有长短公差，且比标准尺寸短时，前端精准定位后，导致管材的后端与后限位机构存在因为公差而产生有一定的间距，其后端并没有与后限位机构接触，前管端成型的过程中由于冲压的力很大，而将管材往后推直至与后定位抵接，最终导致管材前端移位而造成管端成型尺寸不稳定；

第三：管材尺寸各一，经常换型，后限位机构限位长度也经常调整，模具寿命不仅有限，且人为干涉原因太多，做出的产品不合格率很高；

因此，亟需一种管端成型加工工艺及其设备。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，从提供一种管端成型加工工艺。

一种管端成型加工工艺，具体步骤如下：

S1：机械手将管材夹取并放置于主夹紧机构内，且通过前定位机构进行管材前端定位；

S2：主夹紧机构启动，夹紧管材，机械手退出；

S3：后限位机构前进恒定推力顶住管材后端；

S4：副夹紧机构对后限位机构进行夹持限位；

S5：伺服冲模机构启动进行多次前冲成型，管端成型完成；

S6：副夹紧机构松开，撤销对后限位机构的夹持力，后限位机构后退；

S7：机械手抓料，主夹紧机构松开，机械手取出管材，完成一个循环。

一种管端成型自动加工设备，其包括有机架，所述机架上设有前定位机构，伺服冲模机构，复合夹紧机构以及后限位机构；

所述伺服冲模机构包括有冲模组件以及驱动冲模组件向后限位机构方向水平移动的冲模驱动机构；

所述复合夹紧机构位于所述伺服冲模机构和所述后限位机构之间，其包括有复合底座，所复合底座上设有主夹紧机构以及副夹紧机构；

所述后限位机构用于顶紧管材的尾端，其包括有后限位部以及驱动后限位部向伺服冲模机构方向水平移动的后限位驱动机构。

作为优选，所述后限位部包括有后限位插杆座以及固定于后限位插杆座上的后限位插杆。

作为优选，所述后限位驱动机构包括有伺服电机，所述伺服电机的输出端通过带传动连接有进给丝杆，所述进给丝杆上螺纹连接有进给滑座，所述进给滑座的两侧滑动连接于导向滑轨上，所述进给滑座上可拆卸固定有后限位插杆座。

作为优选，所述后限位插杆为圆柱体状，其直径大于管材的内径，所述后限位插杆靠近所述伺服冲模机构的一端上成型有圆柱体状的插入端，所述插入端的直径小于管材的内径。

作为优选，所述后限位插杆座的两侧成型有压条，所述进给滑座上两侧与所述压条相对应的位置处转动连接有快拆压块，所述快拆压块为半圆形。

作为优选，所述冲模组件包括有冲模滑座，所述冲模滑座上固定有换模电机，所述换模电机的输出端固定有齿轮，所述齿轮与直齿条啮合连接，所述直齿条上固定有换模座，所述换模座滑动连接于换模导向滑轨上，所述换模座上固定有多个冲头。

作为优选，所述冲模驱动机构包括有冲模伺服电机，所述冲模伺服电机的输出端通过带传动连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆通过轴承转动连接于机架上，所述驱动螺杆上螺纹连接有冲模滑座，所述冲模滑座滑动连接于机架上。

作为优选，主夹紧机构位于靠近伺服冲模机构的一侧，其包括有相互配合的第一主夹模以及第二主夹模，所述第一主夹模固定于复合底座上，所述第二主夹模固定于主夹气液增压缸的输出端上，且滑动连接于复合底座上。

作为优选，副夹紧机构与主夹紧机构并排设置于复合底座上，其包括有相互配合的第一副夹模以及第二副夹模，所述第一副夹模固定于复合底座上，所述第二副夹模固定于副夹气液增压缸的输出端上，且滑动连接于复合底座上。

本发明的有益效果：

(1)本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有机架，所述机架上设有前定位机构，伺服冲模机构，复合夹紧机构以及后限位机构，通过前定位机构对管材的前端进行精准定位，通过后限位机构对管材的后端进行精准定位，通过复合夹紧机构实在对管材的夹紧，从而实现了对需要加工的管材的位置的精准控制，最后通过伺服冲模机构进行管端成型加工，设备的结构紧凑，占用设备的使用空间小，适用范围广，精准高效，整个结构采用气动与伺服控制，便于生产可视化管理，产品的可追溯性强。

(2)本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有伺服冲模机构，通过换模电机的旋转，通过齿轮与直齿条的配合，最终带动换模座于换模导向滑轨上滑动，实现不同冲头的切换，对于形状复杂工件的管端成型加工，传统的加工设备一副模具无法完成，需要多次更换不同的模具进行加工完成，而本发明通过换模电机的驱动可实现不同冲头的切换，高效，一步到位，速度快且精度高。

(3)本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有后限位机构，进行后限位时，通过伺服电机旋转带动进给丝杆旋转，从而带动进给滑座于进给丝杆上向伺服冲模机构方向移动，直至插入端插入管材的尾端，限位插杆的端部抵住管材的尾端，且此时伺服电机的伺服扭力的输出达到预设数值时，伺服电机停止工作，对管材的后定位完成，采用伺服电机恒力驱动实现管端加工，保证了进给位置的精准性，同时通过检测进给位置的监测，保证了产品加工的数据实现参数化，提升产品品质，可适用于各种尺寸的管材，调节方便，效率高，节能，环保且精准控制。

(4)本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有后限位机构，所述后限位插杆座可拆卸固定于进给滑座上，所述后限位插杆座的两侧成型有压条，所述进给滑座上两侧与所述压条相对应的位置处转动连接有快拆压块，所述快拆压块为半圆形，通过对快拆压块的旋转实现对后限位插杆座的安装或拆卸，简单便捷。

(5)本发明公开了一种管端成型自动加工设备，其包括有复合夹紧机构，通过主夹气液增压缸或副夹气液增压缸提供精准可靠的动力，用于实现主夹紧机构或副夹紧机构的夹持工作，且对于尺寸短的管材采用主夹紧机构和副夹紧机构的共同配合下实现夹持，夹持力强，保证了加工产品的稳定性，即主夹紧机构夹持管材，副夹紧机构夹持后限位插杆，从而实现了对管材的有效夹持，有效解决短管在主夹持机构内轴向打滑，造成产品报废的现象出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的一种管端成型自动加工设备整体结构示意图；

图2是本发明的一种管端成型自动加工设备侧视图；

图3是本发明的后限位机构立体结构示意图；

图4是本发明的后限位机构的剖视图；

图5是本发明的进给滑座俯视图；

图6是本发明的复合夹紧机构立体结构示意图；

图7是本发明的管端成型加工状态结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

一种管端成型加工工艺，具体步骤如下：

S1：机械手将管材9夹取并放置于主夹紧机构23内，且通过前定位机构对所放置的管材9进行精准前定位，从而保证每次放入的管材9其前端位置的统一性，所述前定位机构包括有设于换模座上的定位螺杆，需要前定位时，定位螺杆上前伸出，抵住管材9前端时为前定位完成，当步骤S2主夹紧机构23夹持后，收缩复位；

S2：主夹紧机构23启动，夹紧管材，机械手退出；

S3：后限位机构3前进恒定推力顶住管材后端，后限位机构3的驱动力为伺服电机31，通过伺服电机31的伺服扭力的精准控制，实现对管材9的尾端的限位；

S4：副夹紧机构24对后限位机构3的后限位插杆36进行夹持固定；

S5：伺服冲模机构1启动进行多次前冲成型，管端成型完成；

S6：副夹紧机构松开，撤销对后限位机构3的夹持力，后限位机构3后退；

S7：机械手抓料，主夹紧机构松开，机械手取出管材，完成一个循环，通过上述工艺保证了管端成型加工产品质量的稳定性。

一种管端成型自动加工设备，其包括有机架，所述机架上设有前定位机构，伺服冲模机构1，复合夹紧机构2以及后限位机构3，所述前定位机构包括有设于换模座上的定位螺杆，需要前定位时，定位螺杆上前伸出，抵住管材9前端时为前定位完成，当主夹紧机构23夹持后，收缩复位；

所述伺服冲模机构1包括有冲模组件以及驱动冲模组件向后限位机构3方向水平移动的冲模驱动机构，所述冲模组件为多冲头可切换的模式，大大提高了生产效率，对于形状复杂工件的加工也能做到一步到位，速度快且精度高；

所述复合夹紧机构2包括有复合底座，所复合底座上设有主夹紧机构以及副夹紧机构；

所述后限位机构3用于顶紧管材的尾端，其包括有后限位部以及驱动后限位部向伺服冲模机构1方向水平移动的后限位驱动机构，通过后限位机构3实现精准的后定位，用于短的管材因长度公差导致的加工尺寸不稳定的技术问题。

具体地，所述后限位部包括有后限位插杆座35以及固定于后限位插杆座35上的后限位插杆36，所述后限位插杆36为圆柱体状，其直径大于管材的内径，所述后限位插杆36靠近所述伺服冲模机构1的一端上成型有圆柱体状的插入端39，所述插入端39的直径小于管材的内径所述后限位驱动机构包括有伺服电机31，所述伺服电机31的输出端通过带传动连接有进给丝杆32，所述进给丝杆32上螺纹连接有进给滑座33，所述进给滑座33的两侧滑动连接于导向滑轨34上，所述进给滑座33上可拆卸固定有后限位插杆座35，进行后定位时，通过伺服电机31旋转带动进给丝杆32旋转，从而带动进给滑座33于进给丝杆32上向伺服冲模机构1方向移动，直至插入端39插入管材9的尾端，限位插杆36的端部抵住管材9的尾端，且此时伺服电机31的伺服扭力的输出达到预设数值时，伺服电机31停止工作，对管材9的后定位完成，可适用于各种尺寸的管材9，调节方便，效率高，节能，环保且精准控制，保证对每一个放入的管材9的尾端进行精准后定位。

具体地，所述后限位插杆座35的两侧成型有压条37，所述进给滑座33上两侧与所述压条37相对应的位置处转动连接有快拆压块38，所述快拆压块38为半圆形，旋转快拆压块38使其弧形边压住压条37时，实现对后限位插杆座35的安装，反向旋转至其直径边对着后限位插杆座35时，实现了对后限位插杆座35的拆卸。

具体地，所述冲模组件包括有冲模滑座17，所述冲模滑座17上固定有换模电机13，所述换模电机13的输出端固定有齿轮，所述齿轮与直齿条啮合连接，所述直齿条上固定有换模座，所述换模座滑动连接于换模导向滑轨12上，所述换模座上固定有多个冲头11，通过换模电机13的旋转，通过齿轮与直齿条的配合，最终带动换模座于换模导向滑轨12上滑动，实现不同冲头11的切换，对于形状复杂工件的管端成型加工，传统的加工设备一副模具无法完成，需要多次更换不同的模具进行加工完成，而本发明通过换模电机13的驱动可实现不同冲头的切换，高效，一步到位，速度快且精度高。

具体地，所述冲模驱动机构包括有冲模伺服电机14，所述冲模伺服电机14的输出端通过带传动连接有驱动螺杆15，所述驱动螺杆15通过轴承16转动连接于机架上，所述驱动螺杆15上螺纹连接有冲模滑座17，所述冲模滑座17滑动连接于机架上，通过冲模伺服电机14的旋转，通过同步带传动的方式带动驱动螺杆15旋转，最终带动冲模滑座17于机架上直线滑动。

具体地，主夹紧机构位于靠近伺服冲模机构1的一侧31，其包括有相互配合的第一主夹模以及第二主夹模，所述第一主夹模固定于复合底座上，所述第二主夹模固定于主夹气液增压缸21的输出端上，且滑动连接于复合底座上，副夹紧机构与主夹紧机构并排设置于复合底座上，其包括有相互配合的第一副夹模以及第二副夹模，所述第一副夹模固定于复合底座上，所述第二副夹模固定于副夹气液增压缸22的输出端上，且滑动连接于复合底座上，通过主夹气液增压缸21或副夹气液增压缸22提供精准可靠的动力，用于实现主夹紧机构或副夹紧机构的夹持工作。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管端成型加工工艺，其特征在于：具体步骤如下：

S1：机械手将管材(9)夹取并放置于主夹紧机构(23)内，且通过前定位机构进行管材(9)前端定位；

S2：主夹紧机构(23)启动，夹紧管材，机械手退出；

S3：后限位机构(3)前进恒定推力顶住管材后端；

S4：副夹紧机构(24)对后限位机构(3)的后限位插杆(36)进行夹持固定；

S5：伺服冲模机构(1)启动进行多次前冲成型，管端成型完成；

S6：副夹紧机构松开，撤销对后限位机构(3)的夹持力，后限位机构(3)后退；

S7：机械手抓料，主夹紧机构松开，机械手取出管材，完成一个循环。

2.一种管端成型自动加工设备，其特征在于：其包括有机架，所述机架上设有前定位机构，伺服冲模机构(1)，复合夹紧机构(2)以及后限位机构(3)；

所述伺服冲模机构(1)包括有冲模组件以及驱动冲模组件向后限位机构(3)方向水平移动的冲模驱动机构；

所述复合夹紧机构(2)位于所述伺服冲模机构(1)和后限位机构(3)之间，其包括有复合底座，所复合底座上设有主夹紧机构以及副夹紧机构；

所述后限位机构(3)用于顶紧管材的尾端，其包括有后限位部以及驱动后限位部向伺服冲模机构(1)方向水平移动的后限位驱动机构。

3.根据权利要求1所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述后限位部包括有后限位插杆座(35)以及固定于后限位插杆座(35)上的后限位插杆(36)。

4.根据权利要求3所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述后限位驱动机构包括有伺服电机(31)，所述伺服电机(31)的输出端通过带传动连接有进给丝杆(32)，所述进给丝杆(32)上螺纹连接有进给滑座(33)，所述进给滑座(33)的两侧滑动连接于导向滑轨(34)上，所述进给滑座(33)上可拆卸固定有后限位插杆座(35)。

5.根据权利要求4所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述后限位插杆(36)为圆柱体状，其直径大于管材的内径，所述后限位插杆(36)靠近所述伺服冲模机构(1)的一端上成型有圆柱体状的插入端(39)，所述插入端(39)的直径小于管材的内径。

6.根据权利要求4所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述后限位插杆座(35)的两侧成型有压条(37)，所述进给滑座(33)上两侧与所述压条(37)相对应的位置处转动连接有快拆压块(38)，所述快拆压块(38)为半圆形。

7.根据权利要求2所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述冲模组件包括有冲模滑座(17)，所述冲模滑座(17)上固定有换模电机(13)，所述换模电机(13)的输出端固定有齿轮，所述齿轮与直齿条啮合连接，所述直齿条上固定有换模座，所述换模座滑动连接于换模导向滑轨(12)上，所述换模座上固定有多个冲头(11)。

8.根据权利要求7所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：所述冲模驱动机构包括有冲模伺服电机(14)，所述冲模伺服电机(14)的输出端通过带传动连接有驱动螺杆(15)，所述驱动螺杆(15)通过轴承(16)转动连接于机架上，所述驱动螺杆(15)上螺纹连接有冲模滑座(17)，所述冲模滑座(17)滑动连接于机架上。

9.根据权利要求2所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：主夹紧机构位于靠近伺服冲模机构(1)的一侧(31)，其包括有相互配合的第一主夹模以及第二主夹模，所述第一主夹模固定于复合底座上，所述第二主夹模固定于主夹气液增压缸(21)的输出端上，且滑动连接于复合底座上。

10.根据权利要求2所述的一种管端成型自动加工设备，其特征在于：副夹紧机构与主夹紧机构并排设置于复合底座上，其包括有相互配合的第一副夹模以及第二副夹模，所述第一副夹模固定于复合底座上，所述第二副夹模固定于副夹气液增压缸(22)的输出端上，且滑动连接于复合底座上。

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