CN207343523U - 一种空间管件弯曲成形装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空间管件弯曲成形装置，通过设置Y向操控模组和X向操控模组，通过X向操控模组操控弯曲模沿Ox轴移动并绕Oy轴旋转，通过Y向操控模组操控弯曲模沿Oy轴移动并绕Ox轴旋转，将X向操控模组固定在Y向操控模组上，经过运动合成便可实现弯曲模在xOy内的任意移动和对应的旋转定位，本装置工艺参数设置方便简便，其可操作性更强，弯曲过程中弯曲模轴线与管坯轴线垂直，阻力相对较小，有助于改善成形管件表面质量，当弯曲模不发生移动时，其旋转自由度处于锁死状态，可以实现弯曲模的精确定位并保证弯管成形精度。
Description
技术领域
本实用新型属于金属管材塑性冷加工领域，涉及一种空间管件弯曲成形装置。
背景技术
现有文献资料中，存在一种空间复杂管件的弯曲成形机构，其结构原理如图7所示，主要由推进块1、固定模2(与机架相连接)、环形弯曲模3组成，管坯横穿于固定模和弯曲模，弯曲模可在xOy平面内任意移动和转动，实现不同方向的弯曲成形，与此同时，推进块推动管坯通过弯曲模和固定模之间的区域，最终成形空间复杂管件。通常，推进块也可对管坯施加扭矩，用以改变成形过程中的弯曲平面或实现壁障功能。
操控装置主要用于操控环形弯曲模按规定要求运动，实现具有复杂外形结构的空间管件的加工成形。现有文献中，德国诺意公司联合日本Nissin公司开发了一种自由弯管系统，弯曲模与固定模通过球碗结构相连接，在推进机构的配合下，操控装置操控弯曲模活动端在垂直于管坯轴线的一个平面内运动，实现不同形状管件的弯曲成形。在该操控机构中，由于弯曲模模口轴线始终指向球碗结构的球心，无法确保弯曲模模口平面与管材轴线垂直，在一定程度上增加了推进块上的推力和管材表面划痕。美国专利提供了一种用六自由度机械手控制的弯管机构，机械手操控弯曲模相对于固定模发生偏转，实现任意形状管件的弯曲成形。该装置柔性强，能够保证弯曲模模口平面与管材轴线垂直，但需要同时控制六个自由度，工艺参数决策难度较高。
参考文献：
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实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种空间管件弯曲成形装置，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种空间管件弯曲成形装置，包括Y向操控模组和X向操控模组，Y向操控模组包括滑轨组以及转动组，滑轨组包括滑轨以及设置在滑轨上的滑块，滑块能够相对于滑轨左右滑动，滑块上端固定有滑动座，滑动座通过横向驱动装置驱动滑动座在滑轨上左右滑动，滑动座上设有能够相对滑动座转动的模组连接板，模组连接板通过驱动装置驱动模组连接板相对于滑动座转动；滑轨与管材毛坯送进方向轴线垂直设置；
X向操控模组固定在模组连接板上，X向模组包括导柱安装板和导套安装板，导柱安装板与模组连接板之间通过导柱连接，导柱安装板与模组连接板上均设有导柱安装孔，导柱的下端置于模组连接板的安装孔内，导柱的轴肩下端面与模组连接板上端面接触，导柱上端穿过导柱安装板的安装孔，导柱的轴肩上端面与导柱安装板下端面接触，导柱上端套设有导套，导柱安装板上安装有第一阶梯轴，第一阶梯轴通过轴套安装在导柱安装板上，第一阶梯轴上端设有第一传动螺母，第一阶梯轴与第一传动螺母通过螺纹传动，导套安装板固定在导套安装板上端，导套安装板上设有与导套配合安装的通孔；导套安装板上端固定设有弯曲模旋转驱动总成，弯曲模旋转驱动总成包括与导套安装板上端固定连接的安装座体，安装座体上端为U型开口，安装座体的U型开口处安装有弯曲模，弯曲模能够相对安装座体转动，弯曲模一端通过转动驱动装置驱动。
进一步的，其中滑轨组包括两个平行设置的滑轨，每个滑轨上均设有两个滑块，四个滑块上设有用于卡设滑动座的凹槽，滑动座卡设在四个滑块的凹槽内，通过螺钉或者螺栓固定在滑块上。
进一步的，弯曲模沿轴向的通孔截面为半圆弧面。
进一步的，转动驱动装置包括固定在弯曲模一端轴耳上的传动齿轮，传动齿轮与设置在安装座体一侧的减速齿轮组啮合，减速齿轮组的输入齿轮通过与啮合第一齿条驱动。
进一步的，导柱安装板与模组连接板之间至少通过两个导柱连接。
进一步的，具体的，滑动座上设有竖向通孔，滑动座的通孔内设有阶梯转轴，模组连接板固定安装在阶梯转轴上端，阶梯转轴下端安装有传动齿轮，阶梯转轴下端端部通过轴端挡板固定传动齿轮；传动齿轮通过第二齿条驱动阶梯转轴转动，从而带动模组连接板转动。
进一步的，滑动座的通孔内设有凸台，阶梯转轴轴肩与滑动座的凸台之间设有推力轴承，阶梯转轴的第二轴段上套设有轴套，轴套上下两端分别设有套设于阶梯转轴第二轴段上的向心轴承，阶梯转轴的第三轴段上设有轴承端盖，轴承端盖通过第三圆螺母固定在滑动座下端。
进一步的，横向驱动装置包括减速电机、轴承座和第二阶梯轴，第二阶梯轴通过第二轴承组安装在轴承座上，第二阶梯轴一端轴肩与第二轴承组一端接触，第二阶梯轴的另一端通过第二圆螺母锁止，第二阶梯轴的另一端通过联轴器与减速电机输出轴连接，减速电机和轴承座固定安装在机架上；第二阶梯轴的一端为传动螺纹，与固定在的滑动座侧壁的第二传动螺母连接，通过第二阶梯轴与第二传动螺母的相对转动，从而使第二传动螺母带动滑动座在滑轨移动，第二阶梯轴的轴线与滑轨平行设置。
进一步的，其中动力装置包括固定在导柱安装板上的电机，导柱安装板和导套安装板之间设有齿轮减速箱，齿轮减速箱的输入齿轮安装在电机的输出轴上，齿轮减速箱的输出齿轮固定安装在第一阶梯轴下端。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型一种空间管件弯曲成形装置，通过设置Y向操控模组和X向操控模组，通过X向操控模组操控弯曲模沿Ox轴移动并绕Oy轴旋转，通过Y向操控模组操控弯曲模沿Oy轴移动并绕Ox轴旋转，将X向操控模组固定在Y向操控模组上，经过运动合成便可实现弯曲模在xOy内的任意移动和对应的旋转定位，本装置工艺参数设置方便简便，其可操作性更强，弯曲过程中弯曲模轴线与管坯轴线垂直，阻力相对较小，有助于改善成形管件表面质量，当弯曲模不发生移动时，其旋转自由度处于锁死状态，可以实现弯曲模的精确定位并保证弯管成形精度。
进一步的，通过设置两个平行设置的滑轨，在每个滑轨上均设有两个滑块，四个滑块上设有用于卡设滑动座的凹槽，将滑动座卡设在四个滑块的凹槽内，通过螺钉或者螺栓固定在滑块上，保证了滑动座移动的稳定性，提高了弯曲模的精确定位并保证弯管成形精度。
进一步的，弯曲模沿轴向的通孔截面为半圆弧面，使弯曲模沿轴向的通孔截面为半圆弧面孔与管材毛坯之间为线接触，保证在弯曲过程中不受弯曲模内壁影响。
进一步的，转动驱动装置包括固定在弯曲模一端轴耳上的传动齿轮，传动齿轮与设置在安装座体一侧的减速齿轮组啮合，减速齿轮组的输入齿轮通过与啮合第一齿条驱动，确保在弯曲过程中弯曲模转动的角度精确控制。
进一步的，导柱安装板与模组连接板之间至少通过两个导柱连接，保证了导柱安装板与模组连接板之间的连接稳定性。
附图说明
图1为本实用新型X向操控模组结构示意图。
图2为本实用新型Y向操控模组结构示意图。
图3为图2中A向局部示意图。
图4为本实用新型弯曲模旋转驱动总成结构示意图。
图5为图4左视图。
图6为本实用新型弯曲结构示意图。
图7为现有弯曲模型结构示意图。
其中，1-电机；2-导柱安装板；3-齿轮减速箱；4-模组连接板；5-第一圆螺母；6-第一阶梯轴；7-第一轴承组；8-轴套；9-导柱；10-导套；11-导套安装板；12-第一传动螺母；13-弯曲模；14-弯曲模旋转驱动总成；15-安装座体；16-第二轴承组；17-减速齿轮组；18-第一齿条；19-输入齿轮；20-输出齿轮；21-滑轨；22-滑块；23-滑动座；24-推力轴承；25-向心轴承；26-套筒；27-第二传动螺母；28-第二阶梯轴；29-第二轴承组；30-轴承座；31-第二圆螺母；32-联轴器；33-减速电机；34-机架；35-轴承端盖；36-第三圆螺母；37-传动齿轮；38-轴端挡板；39-第二齿条；101-推进块；102-固定模；103-环形弯曲模；104-管材毛坯。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
如图1至图6所示，一种空间管件弯曲成形装置，包括Y向操控模组和X向操控模组，Y向操控模组包括滑轨组以及转动组，滑轨组包括滑轨21以及设置在滑轨21上的滑块22，滑块22能够相对于滑轨21左右滑动，其中滑轨组包括两个平行设置的滑轨21，每个滑轨21上均设有两个滑块22，滑块22上端固定有滑动座23，滑动座23通过横向驱动装置驱动滑动座23在滑轨21上左右滑动，四个滑块上设有用于卡设滑动座23的凹槽，滑动座23卡设在四个滑块的凹槽内，通过螺钉或者螺栓固定在滑块上，滑动座23上设有能够相对滑动座23转动的模组连接板4，模组连接板4通过驱动装置驱动模组连接板4相对于滑动座23转动；滑轨21与管材毛坯104送进方向轴线垂直设置；
X向操控模组固定在模组连接板4上，X向模组包括导柱安装板2和导套安装板11，导柱安装板2与模组连接板4之间通过导柱9连接，导柱安装板2与模组连接板4上均设有导柱安装孔，导柱9的下端置于模组连接板4的安装孔内，导柱9的轴肩下端面与模组连接板4上端面接触，导柱9上端穿过导柱安装板2的安装孔，导柱9的轴肩上端面与导柱安装板2下端面接触，导柱9上端套设有导套10，导柱安装板2上安装有第一阶梯轴6，第一阶梯轴6通过轴套8安装在导柱安装板2上，第一阶梯轴6上端设有第一传动螺母12，第一阶梯轴6与第一传动螺母12通过螺纹传动，第一阶梯轴6通过动力装置进行驱动转动，导套安装板11固定在导套安装板11上端，导套安装板11上端固定设有弯曲模旋转驱动总成14，弯曲模旋转驱动总成14包括与导套安装板11上端固定连接的安装座体15，安装座体15上端为U型开口，安装座体15的U型开口处安装有弯曲模13，弯曲模13能够相对安装座体15转动，弯曲模13一端通过转动驱动装置驱动；
第一阶梯轴6与轴套8之间设有第一轴承组7，
其中动力装置包括固定在导柱安装板2上的电机1，导柱安装板2和导套安装板11之间设有齿轮减速箱3，齿轮减速箱3的输入齿轮安装在电机1的输出轴上，齿轮减速箱3的输出齿轮固定安装在第一阶梯轴6下端；
弯曲模13沿轴向的通孔截面为半圆弧面；
转动驱动装置包括固定在弯曲模13一端轴耳上的传动齿轮，传动齿轮与设置在安装座体15一侧的减速齿轮组17啮合，减速齿轮组17的输入齿轮19通过与啮合第一齿条18驱动；
导套安装板11上设有与导套10配合安装的通孔；
导柱安装板2与模组连接板4之间至少通过两个导柱9连接；
具体的，滑动座23上设有竖向通孔，滑动座23的通孔内设有阶梯转轴，模组连接板4固定安装在阶梯转轴上端，阶梯转轴下端安装有传动齿轮37，阶梯转轴下端端部通过轴端挡板38固定传动齿轮37；传动齿轮37通过第二齿条39驱动阶梯转轴转动，从而带动模组连接板4转动；
滑动座23的通孔内设有凸台，阶梯转轴轴肩与滑动座23的凸台之间设有推力轴承24，阶梯转轴的第二轴段上套设有轴套26，轴套26上下两端分别设有套设于阶梯转轴第二轴段上的向心轴承25，阶梯转轴的第三轴段上设有轴承端盖35，轴承端盖35通过第三圆螺母36固定在滑动座23下端；
横向驱动装置包括减速电机33、轴承座30和第二阶梯轴28，第二阶梯轴28通过第二轴承组29安装在轴承座30上，第二阶梯轴28一端轴肩与第二轴承组29一端接触，第二阶梯轴28的另一端通过第二圆螺母31锁止，第二阶梯轴28的另一端通过联轴器32与减速电机33输出轴连接，减速电机33和轴承座30固定安装在机架34上；第二阶梯轴28的一端为传动螺纹，与固定在的滑动座23侧壁的第二传动螺母27连接，通过第二阶梯轴28与第二传动螺母27的相对转动，从而使第二传动螺母27带动滑动座23在滑轨21移动，第二阶梯轴28的轴线与滑轨21平行设置。
实施例
如图6所示，使用时，将待弯曲成形的管件通过固定模固定，使弯曲成形送进方向与滑轨21垂直设置，即使待弯曲成形的管件沿Z向设置，然后将待弯曲成形的管件穿过弯曲模13通孔，使弯曲模13轴线与待弯曲成形的管件轴线一致，然后通过X向操控模组控制弯曲模13沿Oy轴转动、沿Ox轴移动定位，通过Y向操控模组带动设置在Y向操控模组上的X向操控模组沿Ox轴转动、沿轴Oy移动定位，通过Y向操控模组和X向操控模组在xOy平面内任意移动，并根据移动量自动确定弯曲模所需的旋转角度，以适应不同弯曲半径的需求。该装置有利于减少成形阻力，提升弯管精度。
其中弯曲模移动量Δ与旋转量θ之间的几何关系如公式1所示，
式中，L为弯曲模与固定模之间的距离，或者采用公式2：
θ＝kΔ 公式2
其中k为比例系数；
当弯曲模沿AA′移动Δ时，其与固定模之间的角度θ可以按比例系数k自动调整，从而确保弯曲模轴线始终与管材横截面垂直，当弯曲模不发生移动时，弯曲模的旋转自由度处于锁死状态，有利于提高弯管成形精度。
Claims (10)
1.一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，包括Y向操控模组和X向操控模组，Y向操控模组包括滑轨组以及转动组，滑轨组包括滑轨(21)以及设置在滑轨(21)上的滑块(22)，滑块(22)能够相对于滑轨(21)左右滑动，滑块(22)上端固定有滑动座(23)，滑动座(23)通过横向驱动装置驱动滑动座(23)在滑轨(21)上左右滑动，滑动座(23)上设有能够相对滑动座(23)转动的模组连接板(4)，模组连接板(4)通过驱动装置驱动模组连接板(4)相对于滑动座(23)转动，滑轨(21)与管材毛坯(104)送进方向轴线垂直设置；
X向操控模组固定在模组连接板(4)上，X向模组包括导柱安装板(2)和导套安装板(11)，导柱安装板(2)与模组连接板(4)之间通过导柱(9)连接，导柱安装板(2)与模组连接板(4)上均设有导柱安装孔，导柱(9)的下端置于模组连接板(4)的安装孔内，导柱(9)的轴肩下端面与模组连接板(4)上端面接触，导柱(9)上端穿过导柱安装板(2)的安装孔，导柱(9)的轴肩上端面与导柱安装板(2)下端面接触，导柱(9)上端套设有导套(10)，导柱安装板(2)上安装有第一阶梯轴(6)，第一阶梯轴(6)通过轴套(8)安装在导柱安装板(2)上，第一阶梯轴(6)上端设有第一传动螺母(12)，第一阶梯轴(6)与第一传动螺母(12)通过螺纹传动，第一阶梯轴(6)通过动力装置进行驱动转动，导套安装板(11)固定在导套安装板(11)上端，导套安装板(11)上设有与导套(10)配合安装的通孔；导套安装板(11)上端固定设有弯曲模旋转驱动总成(14)，弯曲模旋转驱动总成(14)包括与导套安装板(11)上端固定连接的安装座体(15)，安装座体(15)上端为U型开口，安装座体(15)的U型开口处安装有弯曲模(13)，弯曲模(13)能够相对安装座体(15)转动，弯曲模(13)一端通过转动驱动装置驱动。
2.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，其中滑轨组包括两个平行设置的滑轨(21)，每个滑轨(21)上均设有两个滑块(22)，四个滑块上设有用于卡设滑动座(23)的凹槽，滑动座(23)卡设在四个滑块的凹槽内，通过螺钉或者螺栓固定在滑块上。
3.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，弯曲模(13)沿轴向的通孔截面为半圆弧面。
4.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，第一阶梯轴(6)与轴套(8)之间设有第一轴承组(7)，轴套(8)下端通过第一圆螺母(5)限位固定。
5.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，转动驱动装置包括固定在弯曲模(13)一端轴耳上的传动齿轮，传动齿轮与设置在安装座体(15)一侧的减速齿轮组(17)啮合，减速齿轮组(17)的输入齿轮(19)通过与啮合第一齿条(18)驱动。
6.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，导柱安装板(2)与模组连接板(4)之间至少通过两个导柱(9)连接。
7.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，具体的，滑动座(23)上设有竖向通孔，滑动座(23)的通孔内设有阶梯转轴，模组连接板4固定安装在阶梯转轴上端，阶梯转轴下端安装有传动齿轮(37)，阶梯转轴下端端部通过轴端挡板(38)固定传动齿轮(37)。
8.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，滑动座(23)的通孔内设有凸台，阶梯转轴轴肩与滑动座(23)的凸台之间设有推力轴承(24)，阶梯转轴的第二轴段上套设有轴套(26)，轴套(26)上下两端分别设有套设于阶梯转轴第二轴段上的向心轴承(25)，阶梯转轴的第三轴段上设有轴承端盖(35)，轴承端盖(35)通过第三圆螺母(36)固定在滑动座(23)下端。
9.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，横向驱动装置包括减速电机(33)、轴承座(30)和第二阶梯轴(28)，第二阶梯轴(28)通过第二轴承组(29)安装在轴承座(30)上，第二阶梯轴(28)一端轴肩与第二轴承组(29)一端接触，第二阶梯轴(28)的另一端通过第二圆螺母(31)锁止，第二阶梯轴(28)的另一端通过联轴器(32)与减速电机(33)输出轴连接，减速电机(33)和轴承座(30)固定安装在机架(34)上；第二阶梯轴(28)的一端为传动螺纹，与固定在的滑动座(23)侧壁的第二传动螺母(27)连接，通过第二阶梯轴(28)与第二传动螺母(27)的相对转动，从而使第二传动螺母(27)带动滑动座(23)在滑轨(21)移动，第二阶梯轴(28)的轴线与滑轨(21)平行设置。
10.根据权利要求1所述的一种空间管件弯曲成形装置，其特征在于，其中动力装置包括固定在导柱安装板(2)上的电机(1)，导柱安装板(2)和导套安装板(11)之间设有齿轮减速箱(3)，齿轮减速箱(3)的输入齿轮安装在电机(1)的输出轴上，齿轮减速箱(3)的输出齿轮固定安装在第一阶梯轴(6)下端。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107511416A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-26 | 陕西合众联航科技有限公司 | 一种空间管件弯曲成形装置 |
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2017
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Cited By (2)
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| CN107511416A (zh) * | 2017-10-11 | 2017-12-26 | 陕西合众联航科技有限公司 | 一种空间管件弯曲成形装置 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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