一种管材螺纹状弯曲的加工方法及加工装置与流程

技术特征：

1.一种管材螺纹状弯曲的加工方法，其特征在于：

所述方法包括如下步骤：

1)计算路径规划的相关参数：

将螺纹线轴线均分成多个线段，根据其中一段线段的端点A和B的坐标以及几何关系计算出管材单向弯曲角度α的大小；

线段的端点点A、点B的坐标分别为(0,b,c)、(a,0,0)，计算公式为：

其中，p为螺距，n为一圈螺纹所分的段数，D为螺纹外径；

管材单向弯曲角度α与相邻扫描轨迹之间的轴向偏移角度β的计算公式为：

2)选定激光发生器的工艺参数：

所述工艺参数包括激光功率、光斑直径及扫描速度；并根据管材单向弯曲角度α与扫描次数的关系，确定产生步骤1)中所得到的管材单向弯曲角度α所需要的扫描次数，从而规划出扫描路径；

3)根据所述扫描路径，对管材进行弯曲变形加工：

根据步骤2)中得到的扫描次数，对管材AB段进行扫描，每次扫描后，将管材转动β度；扫描结束后，即可得到单向弯曲角度为α的管材；

4)根据上述步骤，继续对下一段管材进行扫描。

2.根据权利要求1所述的一种管材螺纹状弯曲的加工方法，其特征在于：所述步骤2)中的工艺参数以及管材单向弯曲角度α与扫描次数的关系是通过有限元分析软件ANSYS进行数字模拟仿真得到的。

3.一种管材弯曲变形的加工装置，包括主体框架、激光发生器位移系统和管材位移系统，其特征在于：

所述主体框架包括第一角块(36)、第二角块(3)、第三角块(40)、第四角块(16)、第一导轨(6)、第三导轨(43)、第四导轨(20)、第一固定端(28)、第二固定端(1)、第三固定端(19)和第四固定端(18)；

其中，主体框架顶部四角分别设置第一角块(36)、第二角块(3)、第三角块(40)和第四角块(16)；其中，第一角块(36)与第二角块(3)之间设置有第一导轨(6)，第三角块(40)与第四角块(16)之间设置有第三导轨(43)；

主体框架底部设置有第一固定端(28)、第二固定端(1)、第三固定端(19)和第四固定端(18)，其中，第二固定端(1)与第三固定端(19)之间设置有第四导轨(20)；

所述激光发生器位移系统包括第一步进电机(10)、第二步进电机(33)、第一同步带(8)、第二同步带(31)、第三同步带(15)、第一同步轮(9)、第二同步轮(5)、第三同步轮(14)、第四同步轮(42)、第五同步轮(45)、第六同步轮(34)、第一轴承座(4)、第二轴承座(41)、第三轴承座(13)、第四轴承座(44)、第一滑块(7)、第二滑块(38)、第三滑块(46)、第一“L”形拐角座(11)、第二“L”形拐角座(32)、同步轴(12)、第二导轨(35)和激光发生器(39)；

第一“L”形拐角座(11)固定在第一角块(36)上表面，第一步进电机(10)固定在第一“L”形拐角座(11)上，第一步进电机(10)的动力输出端通过联轴器与第一同步轮(9)的连接轴相连接；

第一轴承座(4)固定在第二角块(3)的上表面，第二同步轮(5)的连接轴设置于第一轴承座(4)上；

第一同步带(8)设置在第一同步轮(9)和第二同步轮(5)之间；第一滑块(7)位于第一角块(36)和第二角块(3)之间的第一导轨(6)上，第一滑块(7)与第一同步带(8)连接；

第三轴承座(13)固定在第四角块(16)的上表面，第三同步轮(14)的连接轴设置在第三轴承座(13)内；

第二轴承座(41)固定在第三角块(40)的上表面，第四同步轮(42)的连接轴设置在第二轴承座(41)内；

第三同步带(15)设置在第三同步轮(14)和四同步轮(42)之间；第三滑块(46)设置于第三角块(40)和第四角块(16)之间的第三导轨(43)上；第三滑块(46)与第三同步带(15)连接；

同步轴(12)的一端插入第三轴承座(13)，并与第三同步轮(14)的连接轴相连；另一端穿过第一步进电机(10)，并与第一同步轮(9)的连接轴相连接；

第一滑块(7)与第三滑块(46)之间设置有第二导轨(35)，第二导轨(35)与第一滑块(7)与第三滑块(46)之间的连接方式为固定连接；第二滑块(38)设置于第二导轨(35)上；

第二“L”形拐角座(32)固定在第一滑块(7)的下表面，第二步进电机(33)固定在第二“L”形拐角座(32)下方，第二步进电机(33)的动力输出轴通过联轴器与第六同步轮(34)的连接轴相连接；

第四轴承座(44)固定在第三滑块(46)的下表面，第五同步轮(45)的连接轴设置在第四轴承座(44)内；第二同步带(31)设置在第五同步轮(45)和第六同步轮(34)之间；第二滑块(38)下端与第二同步带(31)的上端相连；

激光发生器(39)固定于第二滑块(38)的下方；

所述管材位移系统包括第三步进电机(25)、第四滑块(21)和第三“L”形拐角座(24)；

其中，第三“L”形拐角座(24)固定在第四滑块(21)的上表面，第三步进电机(25)固定在第三“L”形拐角座(24)上；第三步进电机(25)的动力输出轴与三爪卡盘(23)相连，三爪卡盘(23)用于夹紧管材(22)；

第四滑块(21)位于第二固定端(1)和第三固定端(19)之间的第四导轨(20)上。

4.根据权利要求3所述的一种管材弯曲变形的加工装置，其特征在于：所述主体框架还包括第一横梁(37)、第二横梁(30)和第三横梁(26)，其中，第二角块(3)与第三角块(40)之间设置有第二横梁(30)，第四角块(16)与第一角块(36)之间设置有第一横梁(37)，第一固定端(28)与第四固定端(18)之间设置有第三横梁(26)。

5.根据权利要求3或4所述的一种管材弯曲变形的加工装置，其特征在于：所述主体框架还包括第一立柱(29)、第二立柱(2)、第三立柱(27)和第四立柱(17)，其中，第一角块(36)和第一固定端(28)之间设置有第一立柱(29)，第二角块(3)和第二固定端(1)之间设置有第二立柱(2)，第三角块(40)和第三固定端(19)之间设置有第三立柱(27)，第四角块(16)和第四固定端(18)之间设置有第四立柱(17)。

6.根据权利要求3或4所述的一种管材弯曲变形的加工装置，其特征在于：所述导轨、横梁以及立柱与角块或固定端的连接方式为插入固定。

7.根据权利要求3或4所述的一种管材弯曲变形的加工装置，其特征在于：第二导轨(35)与第一滑块(7)与第三滑块(46)之间的固定连接方式为插入固定。

8.根据权利要求3或4所述的一种管材弯曲变形的加工装置，其特征在于：第四导轨(20)上设有刻度槽。