一种波纹管弯折设备及其弯折方法与流程

本发明涉及金属管材加工设备领域，具体涉及一种波纹管弯折设备及其弯折方法。

背景技术：

波纹管是一种外型规则的波浪样的管材，广泛应用于自动控制和测量仪表、真空技术、机械工业、汽车制造、电力工业、交通运输及原子能工业等领域。

波纹管是汽车发动机管件中必不可少的组成部件，波纹管如图8所示由相间分布的光管2101部分和波纹2102部分组成，为满足发动机的设计要求，需要对波纹管进行特定方向和角度弯折，对波纹管进行弯折时，传统的波纹管弯折过程需人工操作，但人工操作首先容易导致波纹管定位不一，无法确保弯折角度精度，需进行反复确定，增加了操作时间，降低了生产效率，其次，波纹管弯折时，容易使弯折处波纹重叠，导致弯折处应力集中，容易造成波纹管破裂，影响波纹管质量，同时波纹管弯折时，是一端弯折后再进行重新定位夹紧弯折另一端，工作效率低。

技术实现要素：

对于现有技术中波纹管弯折过程中所存在的问题，本发明提供的一种波纹管弯折设备及其弯折方法，可以实现机械自动定位与夹紧，提高加工精度，可以实现波纹管两端同时弯折，解决了二次定位弯折的精度问题，提高加工效率，可以消除波纹重叠现象，提高产品质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种波纹管弯折设备，包括支架、下底板和上底板，所述下底板固定安装在所述支架上，所述下底板与所述上底板之间设有支撑轴固定连接，所述上底板上设有夹紧定位机构，所述夹紧定位机构分别固定在所述波纹管两端的光管上，波纹管的两端分别设有固定安装在所述上底板上的第一弯折机构和第二弯折机构，所述第一弯折机构与第二弯折机构弯折方向不同。

优选的，所述夹紧定位机构包括夹块气顶座和固定夹块，所述夹块气顶座和固定夹块固定安装在所述上底板上，所述固定夹块一侧设有定位块，所述夹块气顶座上固定安装有夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置上固定安装有活动块，所述活动块与所述固定夹块相配合。

优选的，所述夹紧驱动装置设为气缸，成本较低，输出力较大，操作方便，适应性强。

优选的，所述第一弯折机构包括安装座，所述安装座上连接有驱动机构，所述安装座一侧设有齿轮弯折块和齿轮弯折回块，所述齿轮弯折块和齿轮弯折回块上均设有凹槽，对波纹管定位，避免弯折、回弯过程中波纹管脱离，所述安装座另一侧设有定位轴，所述定位轴连接有轴承座，所述定位轴可在所述轴承座内自由转动，所述轴承座固定安装在所述上底板上。

优选的，所述齿轮弯折块和齿轮弯折回块设为圆柱状或方柱状，圆柱结构受力均匀，使用寿命长，方柱结构接触面积大，易于定位。

优选的，所述安装座设为齿轮，所述齿轮上设有弧形安装孔，所述齿轮弯折回块固定安装在所述安装孔上，所述弯折回块可在所述安装孔内移动，方便调节所述齿轮弯折回块的位置，便于生产不同弯折角度的波纹管。

优选的，所述驱动机构包括固定安装在所述下底板上的齿条气顶座，所述齿条气顶座上设有第一驱动装置，所述第一驱动装置一端连接有齿条，所述齿条另一端连接有固定安装在所述下底板上的齿条滚动块底座，所述齿条滚动块底座与齿条之间设有在所述齿条滚动块底座上可自由转动的齿条滚动块，所述齿条与穿过所述上底板的所述齿轮相啮合。

优选的，所述第二弯折机构包括弯折块和弯折气顶座，所述弯折气顶座固定安装在所述上底板上，所述弯折气顶座上设有第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述弯折块固定连接，所述弯折块上设有条形弯折孔，波纹管一端插设在所述条形弯折孔内。

优选的，所述第一驱动装置与第二驱动装置均设为油缸，行程控制精确。

一种波纹管弯折方法，通过波纹管弯折设备按照以下步骤实现：

步骤一、弯折前，所述波纹管两端的光管上套装有套筒，避免弯折时所述波纹管表面因受力不均发生变形，弯折时，驱动所述第二驱动装置，推动所述弯折块前移，使波纹管一端伸入所述条形弯折孔内并与所述条形弯折孔一端相接触，同时驱动所述第一驱动装置，推动所述齿轮旋转，使波纹管另一端与所述齿轮弯折块上的所述凹槽相接触，通过夹紧定位机构将波纹管夹紧，实现波纹管的定位夹紧；

步骤二、波纹管定位夹紧后，同时驱动第一弯折机构和第二弯折机构，同时对波纹管两端进行弯折，驱动所述第二驱动装置，带动所述弯折块回缩，所述条形弯折孔一端带动波纹管一端移动实现弯折，驱动所述第一驱动装置，所述第一驱动装置推动所述齿条前移，所述齿条带动所述齿轮转动，所述齿轮弯折块推动波纹管另一端转动实现弯折；

步骤三、波纹管两端弯折完成后，同时反向驱动所述第一弯折机构和第二弯折机构，同时对波纹管两端进行回弯，反向驱动所述第二驱动装置，推动所述弯折块前移，所述条形弯折孔另一端推动波纹管一端移动实现回弯，避免波纹管弯折处内侧的波纹挤在一起，反向驱动所述第一驱动装置，所述第一驱动装置带动所述齿条回退，所述齿条带动所述齿轮反转，所述齿轮弯折回块推动波纹管另一端反转实现回弯，避免波纹管弯折处内侧的波纹挤在一起；

步骤四、步骤二和步骤三反复进行多次，保证弯折后的所述波纹管不反弹，提高弯折精度。

本发明的有益效果表现在：

1、本发明结构简单，波纹管安装、拆卸方便，设置了两组夹紧定位组件，分别与第一弯折机构和第二弯折机构配合，一次装夹可以同时对波纹管两端进行不同角度的弯折，实现了自动化生产，提高了波纹管弯折的工作效率；

2、本发明通过齿轮的正转与反转实现对弯管一端的弯折与回弯，通过第二驱动装置的往返运动对波纹管另一端进行弯折与回弯，避免波纹管弯折处内侧的波纹重叠，使弯折处内侧的波纹分开，避免弯折处应力集中，提高波纹管的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种波纹管弯折设备的整体结构示意图；

图2为本发明一种波纹管弯折设备的上底板的安装结构示意图；

图3为本发明一种波纹管弯折设备的齿轮的安装结构示意图；

图4为本发明一种波纹管弯折设备的弯折块结构示意图；

图5为本发明一种波纹管弯折设备的齿条滚动块底座的安装结构示意图；

图6为本发明一种波纹管弯折设备的方柱状齿轮弯折块和齿轮弯折回块的结构示意图；

图7为本发明一种波纹管弯折设备的圆柱状齿轮弯折块和齿轮弯折回块的结构示意图；

图8为本发明一种波纹管弯折设备的波纹管的结构示意图；

图9为本发明一种波纹管弯折设备的弯折后的波纹管的结构示意图。

图中：1-支架、2-下底板、3-上底板、4-支撑轴、5-夹紧定位机构、6-齿轮、7-第二驱动装置、8-弯折块、9-第一驱动装置、10-齿条气顶座、11-齿条、12-齿条滚动块底座、13-齿轮弯折块、14-齿轮弯折回块、15-弯折气顶座、16-齿条滚动块、17-安装孔、18-凹槽、19-条形弯折孔、20-轴承座、21-波纹管、501-夹紧驱动装置、502-夹块气顶座、503-活动块、504-固定夹块、505-定位块、2101-光管、2102-波纹。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示的一种波纹管弯折设备，包括支架1、下底板2和上底板3，所述下底板2固定安装在所述支架1上，所述下底板2与所述上底板3之间设有支撑轴4固定连接，所述上底板3上设有夹紧定位机构5，所述夹紧定位机构5分别固定在波纹管21两端的光管2101上，所述波纹管21的两端分别设有固定安装在所述上底板3上的第一弯折机构和第二弯折机构，所述第一弯折机构与第二弯折机构弯折方向不同。

如图1-5所示，所述夹紧定位机构5包括夹块气顶座502和固定夹块504，所述夹块气顶座502和固定夹块504固定安装在所述上底板3上，所述固定夹块504一侧设有定位块505，所述夹块气顶座502上固定安装有夹紧驱动装置501，所述夹紧驱动装置501上固定安装有活动块503，所述活动块503与所述固定夹块504相配合。

所述第一弯折机构包括安装座，所述安装座上连接有驱动机构，所述安装座一侧设有齿轮弯折块13和齿轮弯折回块14，所述齿轮弯折块13和齿轮弯折回块14上均设有凹槽18，对所述波纹管21定位，避免弯折、回弯过程中所述波纹管21脱离，安装座另一侧设有定位轴，所述定位轴连接有轴承座20，所述定位轴可在所述轴承座20内自由转动，所述轴承座20固定安装在所述上底板3上。

所述安装座设为齿轮6，所述齿轮6上设有弧形安装孔17，所述齿轮弯折回块14固定安装在所述安装孔17上，所述弯折回块可在所述安装孔17内移动，方便调节所述齿轮弯折回块14的位置，便于生产不同弯折角度的所述波纹管21。

所述驱动机构包括固定安装在所述下底板2上的齿条气顶座10，所述齿条气顶座10上设有第一驱动装置9，所述第一驱动装置9一端连接有齿条11，所述齿条11另一端连接有固定安装在所述下底板2上的齿条滚动块底座12，所述齿条滚动块底座12与齿条11之间设有在所述齿条滚动块底座12上可自由转动的齿条滚动块16，所述齿轮6穿过所述上底板3与所述齿条11相啮合。

所述第二弯折机构包括弯折块8和弯折气顶座15，所述弯折气顶座15固定安装在所述上底板3上，所述弯折气顶座15上设有第二驱动装置7，所述第二驱动装置7与所述弯折块8固定连接，所述弯折块8上设有条形弯折孔19，所述波纹管21一端插设在所述条形弯折孔19内。

如图6-7所示，所述齿轮弯折块13和齿轮弯折回块14设为圆柱状或方柱状，圆柱结构受力均匀，使用寿命长，方柱结构接触面积大，易于定位。

如图8-9所示，所述波纹管21包括光管2101部分和波纹2102部分，所述光管2101与波纹2102相间分布。

如图1-5所示，一种波纹管弯折方法，通过波纹管弯折设备按照以下步骤实现：

步骤一、弯折前，所述波纹管21两端的光管上套装有套筒，避免弯折时所述波纹21管表面因受力不均发生变形，弯折时，驱动所述第二驱动装置7，推动所述弯折块8前移，使波纹管21一端伸入所述条形弯折孔19内并与所述条形弯折孔19一端相接触，同时驱动所述第一驱动装置9，推动所述齿轮6旋转，使波纹管21另一端与所述齿轮弯折块13上的所述凹槽18相接触，通过夹紧定位机构5将波纹管21夹紧，实现波纹管21的定位夹紧；

步骤二、波纹管21定位夹紧后，同时驱动第一弯折机构和第二弯折机构，同时对波纹管21两端进行弯折，驱动所述第二驱动装置7，带动所述弯折块8回缩，所述条形弯折孔19一端带动波纹管21一端移动实现弯折，驱动所述第一驱动装置9，所述第一驱动装置9推动所述齿条11前移，所述齿条11带动所述齿轮6转动，所述齿轮弯折块13推动波纹管21另一端转动实现弯折；

步骤三、所述波纹管21两端弯折完成后，同时反向驱动所述第一弯折机构和第二弯折机构，同时对波纹管21两端进行回弯，反向驱动所述第二驱动装置7，推动所述弯折块8前移，所述条形弯折孔19另一端推动波纹管21一端移动实现回弯，避免波纹管21弯折处内侧的波纹2102挤在一起，反向驱动所述第一驱动装置9，所述第一驱动装置9带动所述齿条11回退，所述齿条11带动所述齿轮6反转，所述齿轮弯折回块14推动波纹管21另一端反转实现回弯，避免波纹管21弯折处内侧的波纹2102挤在一起；

步骤四、步骤二和步骤三反复进行多次，保证弯折后的所述波纹管21不反弹，提高弯折精度。

本发明在工作时，通过所述定位块505和固定夹块504，实现对所述波纹管21的定位，将定位后的波纹管21一端放入所述齿轮弯折块13内的所述凹槽18内，所述第二驱动装置7推动所述弯折块8前伸，使波纹管21的另一端放入所述弯折块8上的所述弯折孔内，然后，两组所述加紧定位组件工作夹紧波纹管21，然后，所述第一驱动装置9推动所述齿条11前伸，所述齿条11带动所述齿轮6转动，固定在所述齿轮6上的所述齿轮弯折块13与夹紧定位组件配合对波纹管21弯折，然后，所述第一驱动装置9带动所述齿条11往回运动至原来位置，使所述齿轮6反向转动，安装在所述安装孔17内可滑动的所述齿轮弯折回块14对波纹管21进行回弯，使弯折处内侧的波纹2102分散，在所述第一驱动装置9工作时，所述第二驱动装置7同时工作，所述第二驱动装置7带动所述弯折块8回缩，所述条形弯折孔19一侧带动波纹管21弯折，然后，所述第一驱动装置9推动所述弯折块8前伸，所述条形弯折孔19另一侧推动波纹管21回弯，使弯折处内侧的波纹2102分散，波纹管21弯折与回弯过程可反复进行多次，保证波纹管21不反弹，最后，取下弯折后的波纹管21，重复以上过程，在弯折过程中，所述齿轮弯折块13与齿轮弯折回块14之间的夹角调节范围为70°-130°。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。