CN118080907A - 一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于旋压技术领域，具体涉及一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，包括：芯轴，其壁面开设有多个开槽；内轴，位于所述芯轴内部且可沿所述芯轴轴线方向直线运动；所述内轴的端头固定有辐射架，所述辐射架具有辐射条；支撑条，位于所述开槽内，且所述支撑条的底部依次铰接有第一支臂与第二支臂，所述第一支臂与第二支臂分别铰接在所述开槽槽壁上，所述第一支臂中部铰接有第三支臂，所述第三支臂铰接在所述辐射条上；所述支撑条靠近第二支臂的一端设有切槽。本发明提供一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，芯轴对管口起到支撑定位作用，便于对管口进行切割，且被切割下来的圆环被固定限制从而不会与工件发生碰撞造成工件损坏。

Description

一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构

技术领域

本发明涉及旋压技术领域，特别是涉及一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构。

背景技术

旋压是将较薄的平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形，旋压可以完成各种复杂钣金工件的复杂几何特征，特别适用于钣金成型，可以利用旋压方法完成拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等的复杂钣金工件的几何特征，旋压由于其独特的优势，容易实现产品轻量化、柔性化、高效，在很多零件的加工中受到特别的重视。在汽车净化器的进出气端锥管的加工方法中，同心类产品采用旋压工艺。

在现有技术中，目前旋压装置，通过对工件进行压力动作使工件成型，成型完成后，通过切刀对管端多余的部分进行切除，使得工件被切割至预定尺寸，例如中国专利CN115255954A公开的一种锥管加工机构。但是这种方式缺少对被切割的多余的管口圆环进行定位的机构，旋切刀周向进给以及径向进给，使圆环具有高速旋转以及左右摆动的趋势，圆环脱落后，容易造成成型工件切割的口沿被撞击变形，导致加工尺寸误差，特别是较薄工件影响更为显著。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，对圆环内部起到支撑作用，防止轴向窜动、周向转动以及绕径向的摆动，避免切割下来的圆环与成型工件切割的口沿发生碰撞而造成成型工件切割的口沿变形，同时在切割时候，也能对切缝处的工件进行支撑，在切割过程中也能防止切割过程中的切割变形。

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，包括：

芯轴，其壁面开设有多个在所述芯轴圆周上均匀分布的开槽；

内轴，位于所述芯轴内部且可沿所述芯轴轴线方向直线运动；所述内轴的端头固定有辐射架，所述辐射架具有数量与开槽一致的辐射条，所述辐射条伸入所述开槽内部与开槽槽壁滑动接触；

支撑条，位于所述开槽内，且所述支撑条的底部在内轴至辐射架方向依次铰接设置有第一支臂与第二支臂，所述第一支臂与第二支臂分别铰接在所述开槽槽壁上，且所述第一支臂与第二支臂平行，所述第一支臂中部铰接有第三支臂，所述第三支臂铰接在所述辐射条上以使得所述支撑条在内轴的直线运动下张开或缩回开槽，所述第三支臂与辐射条的铰接点位于第一支臂与第二支臂之间；所述支撑条靠近第二支臂的一端设有以供切割的切槽，该切槽位于支撑条与第一支臂、第二支臂的铰接点之间；

基座，其安装在所述芯轴上用以与驱动装置连接。

进一步地，所述支撑条的顶壁具有弧形支撑面；具体地，所述弧形支撑面包括第一弧形支撑面与第二弧形支撑面，所述第一弧形支撑面位于所述切槽靠近辐射架一端的支撑条上，所述第二弧形支撑面位于所述切槽远离辐射架一端的支撑条上，且所述第二弧形支撑面的高度低于所述第一弧形支撑面。

进一步地，所述开槽远离所述辐射架一端的芯轴上开有台阶，所述支撑条端头设置有搭接在所述台阶上的延伸部。

进一步地，所述支撑条底面开有容纳槽，所述第一支臂具有伸入所述容纳槽内并与所述容纳槽槽壁铰接的连接片，且所述第一支臂的臂身与所述开槽槽壁接触；所述第二支臂一端伸入所述容纳槽内并与所述容纳槽槽壁铰接。

进一步地，所述第一支臂中部具有呈漏斗状的第一让位槽，所述第一让位槽的槽壁为斜壁，其中一个斜壁在支撑条缩回开槽状态下与所述第三支臂的侧壁接触。

进一步地，所述第二支臂另一端设有限位座，限位座与开槽槽壁铰接且限位座的侧壁与所述开槽槽壁接触。

进一步地，所述辐射条上开有活动槽，所述第三支臂端头铰接在所述活动槽内。

进一步地，所述内轴靠近所述辐射架的一端周壁上开有用以第三支臂活动的第二让位槽。

进一步地，所述驱动装置包括：

可在直线导轨上运动的支撑架；

导向筒，其固定在所述支撑架上；所述导向筒内设置有可沿导向筒中轴线运动的芯轴连接轴，所述芯轴连接轴与所述基座连接；所述芯轴在芯轴连接轴的运动下伸出或退回至导向筒内；

内轴连接轴，其滑动位于所述芯轴连接轴内；且所述内轴连接轴与所述内轴端头连接用以带动所述内轴运动。

进一步地，所述芯轴连接轴端头穿出所述导向筒与移动竖板固定连接，所述移动竖板的上部与第一直线驱动件的输出端连接；所述移动竖板的下部固定有横板，所述横板上固定有第二直线驱动件，所述第二直线驱动件的输出端横向穿过横板与穿出芯轴连接轴的内轴连接轴端头连接。

本发明至少包括以下有益效果：芯轴上的开槽用以容纳处于缩回状态下的支撑条；内轴沿芯轴的轴线方向运动时，通过第一支臂、第二支臂与第三支臂的配合使得支撑条张开伸出开槽从而胀紧工件内壁，进而对工件起到定位限制作用，进一步方便对工件管端多余部分进行切割，且切割下来的多余圆环被支撑条支撑，使得多余圆环不会掉落下来进而碰撞成型的工件，有利于保护成型工件，提高加工效率，保证加工质量；并且第一支臂、第二支臂与第三支臂的配合设置使得结构布局更为紧凑；支撑条的条状设置利于增大与工件内壁的接触面积，进一步增强支撑力；支撑条上的切槽以供切割刀进行切割，用以对切割刀进行让位，切槽设置在支撑条上，使得被切割下来的多余圆环全部被支撑条支撑，提高了对圆环的支撑限制效果，同时切槽开设在支撑条与第一支臂、第二支臂的铰接点之间的支撑条位置上，使得在切割时受压点处于第一支臂、第二支臂的铰接点（即第一支臂、第二支臂对支撑条的支撑点）之间，从而使得压力分散均匀，保证切割效果。

采用本发明，成型工件的管端被张开的支撑条胀紧固定，有利于对多余部分进行切割，并且被切割下来的圆环被支撑固定，有效地防止了圆环窜动对成型工件的切割口沿造成损坏；本发明能够在圆环内部进行支撑，防止轴向窜动、周向转动以及绕径向的摆动，同时在切割时候，也能对切缝处的工件进行支撑，在切割过程中也能防止切割过程中的切割变形。

附图说明

图1是本发明的芯轴的结构示意图。

图2是本发明的芯轴正视结构示意图。

图3是本发明的图2中A-A处剖面结构示意图。

图4是本发明的图2中B-B处剖面结构示意图。

图5是本发明的辐射架的结构示意图。

图6是本发明的第一支臂的结构示意图。

图7是本发明的管口切断芯轴定位机构的结构示意图。

图8是本发明的芯轴与芯轴连接轴的结构示意图。

图9是本发明的定位机构的截面结构示意图。

图10是本发明的图9中C的局部放大结构示意图。

附图标记：100-芯轴，110-开槽，120-台阶，200-内轴，210-第二让位槽，300-辐射架，310-辐射条，311-活动槽，400-支撑条，410-切槽，420-延伸部，430-容纳槽，510-第一支臂，511-第一让位槽，5111-斜壁，512-连接片，520-第二支臂，521-限位座，530-第三支臂，600-弧形支撑面，610-第一弧形支撑面，620-第二弧形支撑面，700-基座，800-驱动装置，810-支撑架，811-直线导轨，820-导向筒，821-轴套，830-芯轴连接轴，840-内轴连接轴，850-移动竖板，851-第一直线驱动件，860-横板，861-第二直线驱动件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

参见图1至图10，一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，包括芯轴100、内轴200、支撑条400、基座700与驱动装置800，基座700安装在所述芯轴100上用以与驱动装置800连接，驱动装置800设置在旋压机上，使得芯轴100在旋压机构（卡盘部件）的中心，旋压机属于现有技术产品，芯轴100安装在旋压机上的技术也属于现有技术，这里不做限制，值得注意的是，基座700具有空腔，空腔与芯轴100内部连通以供内轴200向基座700方向运动，同时便于内轴200穿出基座700与动力源（驱动装置800）连接；芯轴100壁面开设有多个在所述芯轴100圆周上均匀分布的开槽110，优选地，所述开槽110的数量为3个，所述支撑条400的数量为3个，3个支撑条400实现较优的稳定支撑效果；支撑条400条状的设置利于增大与工件内壁的接触面积，进一步增强支撑力；

内轴200位于所述芯轴100内部且可沿所述芯轴100轴线方向直线运动，内轴200可以穿出芯轴100、基座700与驱动装置800连接以使得内轴200在芯轴100内沿着芯轴100中轴线运动；所述内轴200的端头固定有辐射架300，所述辐射架300具有数量与开槽110一致的辐射条310，所述辐射条310伸入所述开槽110内部与开槽110槽壁滑动接触，辐射条310与开槽110滑动配合可以对内轴200的运动起到导向的作用，使得内轴200的运动更为稳定，从而使得支撑条400的张开或缩回操作更为顺畅；

支撑条400位于所述开槽110内，且所述支撑条400的底部在内轴200至辐射架300方向依次铰接设置有第一支臂510与第二支臂520，所述第一支臂510与第二支臂520另一端分别铰接在所述开槽110槽壁上，且所述第一支臂510与第二支臂520平行，所述第一支臂510中部铰接有第三支臂530，所述第三支臂530另一端铰接在所述辐射架300上以使得所述支撑条400在内轴200的直线运动下张开或缩回开槽110，所述第三支臂530与辐射条310的铰接点位于第一支臂510与第二支臂520之间；所述支撑条400靠近第二支臂520的一端设有以供切割的切槽410，该切槽410位于支撑条400与第一支臂510、第二支臂520的铰接点之间；

值得注意的是，支撑条400上的切槽410以供切割刀进行切割，用以对切割刀进行让位，切槽410设置在支撑条400上，使得被切割下来的多余圆环全部被支撑条400支撑，提高了对圆环的支撑限制效果，同时切槽410开设在支撑条400与第一支臂510、第二支臂520的铰接点之间的支撑条400位置上，使得在切割时受压点处于第一支臂510、第二支臂520的铰接点（即第一支臂510、第二支臂520对支撑条400的支撑点）之间，从而使得压力分散均匀，保证切割效果。

具体地，内轴200沿芯轴100的轴线方向运动时，辐射架300随之运动，通过第一支臂510、第二支臂520与第三支臂530的配合使得支撑条400张开伸出开槽110从而胀紧工件内壁，进而对工件起到定位限制作用，进一步方便对工件管端多余部分进行切割，且切割下来的多余圆环被支撑条400支撑住，使得多余圆环不会掉落下来在轴向上窜动而碰撞成型的工件，有利于保护成型工件，提高加工效率，保证加工质量；并且第一支臂510、第二支臂520与第三支臂530的配合设置使得本发明的结构布局更为紧凑；同时第一支臂510与第二支臂520平行、第三支臂530与第一支臂510中部铰接的设置使得支撑条400伸出开槽110的运动始终保持与芯轴100的中轴线平行，从而可以适应工件的管径变化，进而使得支撑条400能够与工件内壁具有较大的接触面，防止周向转动，从而稳定且高效地胀紧工件内壁，增强支撑稳定性能。

在上述实施例中，为了增强支撑条400对工件管口起到的稳定支撑定位效果，所述支撑条400的顶壁具有弧形支撑面600。由于切槽410开设在支撑条400上，即切割位置在支撑条400上，为了方便切割后工件退出，所述弧形支撑面包括第一弧形支撑面610与第二弧形支撑面620，所述第一弧形支撑面610位于所述切槽410靠近辐射架300一端的支撑条400上，所述第二弧形支撑面620位于所述切槽410远离辐射架300一端的支撑条400上，且所述第二弧形支撑面620的高度低于所述第一弧形支撑面610，弧形支撑面600利于贴合工件管口内壁，从而进一步增强支撑条400对工件的定位固定效果，同时弧形支撑面600的弧形壁面利于保护工件，第二弧形支撑面620高度低于第一弧形支撑面610的设置，使得芯轴100位于工件管口内部支撑条400张开时，支撑条400上的第一弧形支撑面610与管口内壁贴合，此时的第二弧形支撑面620与管口内壁还留有间隙，当切割完成后，多余的圆环被第一弧形支撑面610全面支撑固定，成型工件内壁与第二弧形支撑面620的间隙可以使得成型工件顺利地退出，克服了成型工件内壁也被支撑条400支撑住不好与支撑条400分离的问题。

在上述实施例中，所述开槽110远离所述辐射架300一端的芯轴100上开有台阶120，所述支撑条400端头设置有搭接在所述台阶120上的延伸部420，台阶120与延伸部420配合，在芯轴100的轴向上与径向上对支撑条400起到了定位作用，从而实现了对支撑条400的多个方向定位。

为了进一步节约空间，所述支撑条400底面开有容纳槽430，所述第一支臂510具有伸入所述容纳槽430内并与所述容纳槽430槽壁铰接的连接片512，且所述第一支臂510的臂身与所述开槽110槽壁接触；所述第二支臂520一端伸入所述容纳槽430内并与所述容纳槽430槽壁铰接，所述第一支臂510的连接片512、第二支臂520分别伸入所述容纳槽430内且与所述容纳槽430槽壁铰接，节约了布局空间，同时第一支臂510臂身与开槽110槽壁接触的设置，使得第一支臂510被限位，可以限制第一支臂510在芯轴100圆周方向上的运动，进而进一步稳定支撑支撑条400。

在上述实施例中，所述第一支臂510中部具有呈漏斗状的第一让位槽511，所述第一让位槽511的槽壁为斜壁5111，其中一个斜壁5111在支撑条400缩回开槽110状态下与所述第三支臂530的侧壁接触。

进一步地，所述第二支臂520另一端设有限位座521，限位座521与开槽110槽壁铰接且限位座521的侧壁与所述开槽110槽壁接触，限位座521与开槽110槽壁接触的设置，限制了第二支臂520在芯轴100周向上的运动。

在上述实施例中，所述辐射条310上开有活动槽311，所述第三支臂530端头铰接在所述活动槽311内，进一步地，所述内轴200靠近所述辐射架300的一端周壁上开有用以第三支臂530活动的第二让位槽210，第二让位槽210以容纳第三支臂530的部分臂身。

具体地，所述驱动装置800包括支撑架810、导向筒820、内轴连接轴840，导向筒820穿过旋压机的旋压机构（卡盘部件）的中心，可在直线导轨811上运动的支撑架810，支撑架810在直线导轨811上的运动可以采用现有技术中的任一种直线运动方式，这里不做具体限制，只要能够实现支撑架810沿着直线导轨811做直线往返运动即可；导向筒820，其一端固定在所述支撑架810上，另一端与轴套821连接；所述导向筒820内设置有可沿导向筒820中轴线运动的芯轴连接轴830，所述芯轴连接轴830与所述基座700连接；所述芯轴100在芯轴连接轴830的运动作用下伸出或退回至轴套821内；

内轴连接轴840，其滑动位于所述芯轴连接轴830内；且所述内轴连接轴840与所述内轴200端头连接用以带动所述内轴200运动，应当理解的是，导向筒820起到限位支撑芯轴连接轴830的作用，同时起到导向作用，使得芯轴连接轴830的运动更为稳定顺畅，从而使得芯轴100在导向筒820内运动稳定，内轴200在芯轴100内部运动稳定；进一步地，所述芯轴连接轴830端头穿出所述导向筒820与移动竖板850固定连接，所述移动竖板850的上部与第一直线驱动件851的输出端连接；所述移动竖板850的下部固定有横板860，所述横板860上固定有第二直线驱动件861，所述第二直线驱动件861的输出端横向穿过横板860与穿出芯轴连接轴830的内轴连接轴840端头连接，为了保证移动竖板850稳定移动，可以在支撑架810上安装导向横杆，所述移动竖板850滑动穿设在导向横杆上；值得注意的是，第一直线驱动件851与第二直线驱动件861可以是气缸，也可以是电动伸缩杆，只要能够进行直线驱动即可。

具体地，轴套821起到主定位作用，当进行工件装件后，夹模预夹，支撑架810移动带动导向筒820与轴套821一同运动伸入到工件内部与工件接触起到主定位作用，轴套821的设置起到导向的作用，同时具有一定的强度；当旋压完成后，进行切割时，第一直线驱动件851驱动移动竖板850运动，移动竖板850运动进而带动芯轴连接轴830在导向筒820中运动，从而使得芯轴100从轴套821中伸出进入工件管口内部，此时的移动竖板850同时带动横板860与第二直线驱动件861整体运动，实现芯轴100运动进而带动内轴200整体运动，而后第二直线驱动件861驱动内轴连接轴840运动，内轴连接轴840带动内轴200在芯轴100内部运动，进而使得支撑条400张开与工件的管口内壁接触实现对管口的定位限制，而后切割机构的切割刀对管口进行切割。

本发明具体使用时，芯轴100伸入工件管口内部，内轴200在芯轴100内部向后运动，进而带动辐射架300随之向后运动，此时的第三支臂530运动将第一支臂510顶起，第一支臂510绕着其与开槽110铰接点为中心向上翻转，第二支臂520绕着其与开槽110铰接点为中心向上翻转，从而使得支撑条400自开槽110内部向外张开直至第一弧形支撑面610贴合在工件管口内周壁上，旋压机的切割机构对工件进行切割，被切割下来的多余圆环被支撑条400支撑定位；当完成加工后，内轴200在芯轴100内部向前运动带动辐射架300随之向前运动，第三支臂530拉动第一支臂510向下翻转直至支撑条400缩回至开槽110内。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，包括：

芯轴（100），其壁面开设有多个在所述芯轴（100）圆周上均匀分布的开槽（110）；

内轴（200），位于所述芯轴（100）内部且可沿所述芯轴（100）轴线方向直线运动；所述内轴（200）的端头固定有辐射架（300），所述辐射架（300）具有数量与开槽（110）一致的辐射条（310），所述辐射条（310）伸入所述开槽（110）内部与开槽（110）槽壁滑动接触；

支撑条（400），位于所述开槽（110）内，且所述支撑条（400）的底部在内轴（200）至辐射架（300）方向依次铰接设置有第一支臂（510）与第二支臂（520），所述第一支臂（510）与第二支臂（520）另一端分别铰接在所述开槽（110）槽壁上，且所述第一支臂（510）与第二支臂（520）平行，所述第一支臂（510）中部铰接有第三支臂（530），所述第三支臂（530）另一端铰接在所述辐射条（310）上以使得所述支撑条（400）在内轴（200）的直线运动下张开或缩回开槽（110），所述第三支臂（530）与辐射条（310）的铰接点位于第一支臂（510）与第二支臂（520）之间；所述支撑条（400）靠近第二支臂（520）的一端设有以供切割的切槽（410），该切槽（410）位于支撑条（400）与第一支臂（510）、第二支臂（520）的铰接点之间 ；

基座（700），其安装在所述芯轴（100）上用以与驱动装置（800）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述支撑条（400）的顶壁具有弧形支撑面（600）；所述弧形支撑面（600）包括第一弧形支撑面（610）与第二弧形支撑面（620），所述第一弧形支撑面（610）位于所述切槽（410）靠近辐射架（300）一端的支撑条（400）上，所述第二弧形支撑面（620）位于所述切槽（410）远离辐射架（300）一端的支撑条（400）上，且所述第二弧形支撑面（620）的高度低于所述第一弧形支撑面（610）。

3.根据权利要求1所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述开槽（110）远离所述辐射架（300）一端的芯轴（100）上开有台阶（120），所述支撑条（400）端头设置有搭接在所述台阶（120）上的延伸部（420）。

4.根据权利要求1所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述支撑条（400）底面开有容纳槽（430），所述第一支臂（510）具有伸入所述容纳槽（430）内并与所述容纳槽（430）槽壁铰接的连接片（512），且所述第一支臂（510）的臂身与所述开槽（110）槽壁接触；所述第二支臂（520）一端伸入所述容纳槽（430）内并与所述容纳槽（430）槽壁铰接。

5.根据权利要求4所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述第一支臂（510）中部具有呈漏斗状的第一让位槽（511），所述第一让位槽（511）的槽壁为斜壁（5111），其中一个斜壁（5111）在支撑条（400）缩回开槽（110）状态下与所述第三支臂（530）的侧壁接触。

6.根据权利要求4所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述第二支臂（520）另一端设有限位座（521），限位座（521）与开槽（110）槽壁铰接且限位座（521）的侧壁与所述开槽（110）槽壁接触。

7.根据权利要求1所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述辐射条（310）上开有活动槽（311），所述第三支臂（530）端头铰接在所述活动槽（311）内。

8.根据权利要求7所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述内轴（200）靠近所述辐射架（300）的一端周壁上开有用以第三支臂（530）活动的第二让位槽（210）。

9.根据权利要求1所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述驱动装置（800）包括：

可在直线导轨（811）上运动的支撑架（810）；

导向筒（820），其一端固定在所述支撑架（810）上，另一端与轴套（821）连接；所述导向筒（820）内设置有可沿导向筒（820）中轴线运动的芯轴连接轴（830），所述芯轴连接轴（830）与所述基座（700）连接；所述芯轴（100）在芯轴连接轴（830）的运动作用下伸出或退回至轴套（821）内；

内轴连接轴（840），其滑动位于所述芯轴连接轴（830）内；且所述内轴连接轴（840）与所述内轴（200）端头连接用以带动所述内轴（200）运动。

10.根据权利要求9所述的一种用于旋压管口切断的芯轴定位机构，其特征在于，所述芯轴连接轴（830）端头穿出所述导向筒（820）与移动竖板（850）固定连接，所述移动竖板（850）的上部与第一直线驱动件（851）的输出端连接；所述移动竖板（850）的下部固定有横板（860），所述横板（860）上固定有第二直线驱动件（861），所述第二直线驱动件（861）的输出端横向穿过横板（860）与穿出芯轴连接轴（830）的内轴连接轴（840）端头连接。