一种弯管成形用可拆卸式弹性球窝芯棒的制作方法

本实用新型涉及一种弯管成形用可拆卸式弹性球窝芯棒。

背景技术：

金属薄壁空心圆管由于具有强度高、质量轻、易成型、外形美观等优势，已广泛应用于航空、航天、车辆、船舶和石油化工等领域。然而，大径厚比、小弯曲半径薄壁管在数控弯曲成形时，由于弯管内侧管壁受压，非常容易失稳起皱；外侧受拉减薄，很容易拉裂；两者的合力使弯管截面扁化畸变，甚至塌陷，因此成形难度很大。为减少大径厚比、小弯曲半径薄壁管的成形缺陷，薄壁管在弯曲成形过程中，需要在管材内部安装芯棒，对管件提供内部支撑，从而有效地降低弯管截面塌陷和畸变。常用的芯棒类型有球窝式芯棒和链式芯棒。常见的球窝式芯棒中的芯棒珠的球和窝之间存在较大间隙，链式芯棒的轴和链片之间存在较大的间隙，会使芯球因为自重而自然下垂，不能固定在某个特定的位置。此外，芯棒和薄壁管之间也存在间隙，使芯棒对薄壁管的支撑精度不高，从而影响大径厚比、小弯曲半径薄壁管的弯曲精度。

技术实现要素：

本实用新型目的是为解决现有芯棒的芯球会因为自重而自然下垂，不能固定在某个特定的位置、且芯棒对薄壁管的支撑精度不够高，影响大径厚比、小弯曲半径薄壁管弯曲精度的问题，提出一种适用于圆形管材的、支撑精度高的、可拆卸式的、模块化组装的弯管成形用可拆卸式弹性球窝芯棒。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种弯管成形用可拆卸式弹性球窝芯棒，包括一个及以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴，用于连接芯球与芯球之间以及连接芯球与芯轴之间的弹性球窝连接体；所述的芯球为球形结构的壳体；所述的芯球的内部开设有弹性球窝连接体的安装型腔；所述的芯轴由两个半圆柱芯轴组成，所述的半圆柱芯轴的内部一端加工有半球窝，所述的半圆柱芯轴的另一端开设有安装芯棒用的第二内螺纹孔。

所述的弹性球窝连接体，包括由一个最外侧凸起半球珠和一个最外侧凹陷半球珠组成的最外侧芯球珠、由一个中间凸起半球窝珠和一个中间凹陷半球窝珠组成的中间芯球窝珠、弹性约束体和卡簧；其中所述的最外侧凸起半球珠和最外侧凹陷半球珠之间通过销固连；所述的中间凸起半球窝珠和中间凹陷半球窝珠之间通过销固连；所述的最外侧芯球珠和中间芯球窝珠上分别安装有6个弹性约束体，所述的最外侧芯球珠的一端上安装有中间芯球窝珠；所述的最外侧芯球珠和中间芯球窝珠上还分别安装有卡簧。

所述的弹性约束体包括约束球、拉簧和螺纹圆柱；所述的约束球上装有用于安装拉簧的安装环；所述的螺纹圆柱上也装有用于安装拉簧的安装体；所述的拉簧安装于所述的安装环和安装体之间；所述的螺纹圆柱的圆柱面上加工有外螺纹。

所述的最外侧凸起半球珠包括第一半球、半圆柱底和中间的连接半锥台，所述的最外侧凹陷半球珠包括第二半球、半圆柱底和中间的连接半锥台；所述的第一半球和第二半球的顶部分别开设有与螺纹圆柱外螺纹对应的第一内螺纹孔，所述的第一内螺纹孔分别指向第一半球和第二半球的球心；所述的第一半球和第二半球的第一内螺纹孔分别与弹性约束体螺纹圆柱上的外螺纹螺合相连，并使所述弹性约束体中的约束球的一半露在第一半球和第二半球的表面；

所述的最外侧凸起半球珠和最外侧凹陷半球珠的半圆柱底的底部设置有半球孔；所述的半圆柱底的外表面上加工有芯球的第一安装平台和卡簧的第一安装凹槽。

所述的中间凸起半球窝珠包括顶部的第一半球、底部的半球窝和中间的连接半锥台，所述的中间凹陷半球窝珠包括顶部的第二半球、底部的半球窝和中间的连接半锥台；所述的第一半球和第二半球的顶部分别开设有三个与螺纹圆柱外螺纹对应的第一内螺纹孔，所述的第一内螺纹孔分别指向第一半球和第二半球的球心；所述的第一半球和第二半球的第一内螺纹孔分别与弹性约束体螺纹圆柱上的外螺纹螺合相连，并使所述弹性约束体中的约束球的一半露在第一半球和第二半球的表面；

所述的中间凸起半球窝珠和中间凹陷半球窝珠底部的半球窝的内部顶端加工有与约束球对应的球形凹陷，所述的球形凹陷与约束球间弹性配合，可约束芯棒中芯球与芯球、芯球与芯轴间的相对位置关系，使芯球可以固定在某个指定的位置，提高芯棒对薄壁弯管的支撑精度；所述的中间凸起半球窝珠和中间凹陷半球窝珠的底部的半球窝的底部设置有斜面；所述的底部的半球窝的外表面为圆柱面，所述的圆柱面上加工有芯球的第二安装平台和卡簧的第二安装凹槽。

所述的最外侧凸起半球珠和中间凸起半球窝珠上分别安装有矩形凸起滑块，所述的最外侧凹陷半球珠和中间凹陷半球窝珠上分别开设有与矩形凸起滑块对应的矩形凹陷凹槽；所述的矩形凸起滑块和矩形凹陷凹槽中间分别开设有第一销安装通孔。

所述的卡簧为c形卡簧。

所述的芯球内的安装型腔的壁面上开设有用于安装最外侧芯球珠上的第一安装平台或中间芯球窝珠上的第二安装平台的第一安装面，所述的芯球内的安装型腔的壁面上还开设有安装卡簧的第二安装面；所述的安装型腔的两侧分别开设有弧面。

所述的芯轴的半圆柱芯轴上第二内螺纹孔的外表面上加工有一个第三安装平台，所述的第二内螺纹孔上开设有安装通孔，且使所述的安装通孔位于第三安装平台上；所述的半圆柱芯轴的中间外表面上开设有安装卡簧的第三安装凹槽，所述的第三安装凹槽上开设有第二销安装通孔。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型的弹性球窝连接体36中的最外侧凸起半球珠11的第一半球213和最外侧凹陷半球珠12的第二半球222形成一个“球”，中间凸起半球窝珠21的半球窝214和中间凹陷半球窝珠22的半球窝214形成一个“窝”，同时中间凸起半球窝珠21的第一半球213和中间凹陷半球窝珠22的第二半球222形成一个“球”，“球”和“窝”配合形成球窝配合连接；“球”上安装有弹性约束体36，“窝”内部顶端加工有球形凹陷，使约束球和球形凹陷形成弹性球窝约束，可约束芯棒中芯球与芯球、芯球与芯轴间的相对位置关系，使芯球可以定位在任意位置，而提高了芯棒对薄壁管的支撑精度，最终提高了薄壁管的弯曲精度。

2)本实用新型螺纹圆柱33的圆柱面上加工有外螺纹332，第一半球213和第二半球222的顶部开设有第一内螺纹孔216，弹性约束体3通过螺纹安装到半球上，方便安装和维护。

3)本实用新型两个半圆柱芯轴通过销连接，约束了两个半圆柱芯轴的相对旋转，再通过卡簧4卡紧，约束了两个半圆柱芯轴间的相对滑动，使安装更加可靠。

4)本实用新型半球窝214的底部设置有斜面218，使“球”和“球窝”的相对旋转角度更大，有利于小弯曲半径的弯曲成形。

5)芯球34的安装型腔37的两侧都设置有弧面45，减小了芯球34和芯球34间的距离，同时增加了芯球34与管材的接触面，提高了芯球34对管材的支撑效果。

6)本实用新型支撑精度高、模块化、可拆卸，方便安装。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中弹性球窝连接体的放大示意图；

图3是图2中弹性约束体的放大结构示意图；

图4是图2中最外侧凸起半球珠的放大结构示意图；

图5是图2中中间凸起半球窝珠的放大结构示意图；

图6是图2中最外侧凹陷半球珠的放大结构示意图；

图7是图2中中间凹陷半球窝珠的放大结构示意图。

图8是图1中芯球的横切面放大结构示意图；

图9是图1中芯轴的放大结构示意图。

具体实施方式

本实施例的一种弯管成形用可拆卸式弹性球窝芯棒，如图1-9所示，包括一个及以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球34、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴35，用于连接芯球34与芯球34之间以及连接芯球34与芯轴35之间的弹性球窝连接体36；所述的芯球34为球形结构的壳体；所述的芯球34的内部开设有弹性球窝连接体36的安装型腔37；所述的芯轴35由两个半圆柱芯轴组成，所述的半圆柱芯轴的内部一端加工有半球窝214，所述的半圆柱芯轴的另一端开设有安装芯棒用的第二内螺纹孔40。

所述的弹性球窝连接体36，包括由一个最外侧凸起半球珠11和一个最外侧凹陷半球珠12组成的最外侧芯球珠1、由一个中间凸起半球窝珠21和一个中间凹陷半球窝珠22组成的中间芯球窝珠2、弹性约束体3和卡簧4；其中所述的最外侧凸起半球珠11和最外侧凹陷半球珠12之间通过销5固连；所述的中间凸起半球窝珠21和中间凹陷半球窝珠22之间通过销5固连；所述的最外侧芯球珠1和中间芯球窝珠2上分别安装有6个弹性约束体3，所述的最外侧芯球珠1的一端上安装有中间芯球窝珠2；所述的最外侧芯球珠1和中间芯球窝珠2上还分别安装有卡簧4。

所述的弹性约束体3包括约束球31、拉簧32和螺纹圆柱33；所述的约束球31上装有用于安装拉簧32的安装环311；所述的螺纹圆柱33上也装有用于安装拉簧的安装体331；所述的拉簧32安装于所述的安装环311和安装体331之间；所述的螺纹圆柱33的圆柱面上加工有外螺纹332。

所述的最外侧凸起半球珠11包括第一半球213、半圆柱底111和中间的连接半锥台215，所述的最外侧凹陷半球珠12包括第二半球222、半圆柱底111和中间的连接半锥台215；所述的第一半球213和第二半球222的顶部分别开设有与螺纹圆柱33外螺纹332对应的第一内螺纹孔216，所述的第一内螺纹孔216分别指向第一半球213和第二半球222的球心；所述的第一半球213和第二半球222的第一内螺纹孔216分别与弹性约束体3螺纹圆柱33上的外螺纹332螺合相连，并使所述弹性约束体3中的约束球31的一半露在第一半球213和第二半球222的表面；

所述的最外侧凸起半球珠11和最外侧凹陷半球珠12的半圆柱底111的底部设置有半球孔112；所述的半圆柱底111的外表面上加工有芯球的第一安装平台113和卡簧4的第一安装凹槽114。

所述的中间凸起半球窝珠21包括顶部的第一半球213、底部的半球窝214和中间的连接半锥台215，所述的中间凹陷半球窝珠22包括顶部的第二半球222、底部的半球窝214和中间的连接半锥台215；所述的第一半球213和第二半球222的顶部分别开设有三个与螺纹圆柱33外螺纹332对应的第一内螺纹孔216，所述的第一内螺纹孔216分别指向第一半球213和第二半球222的球心；所述的第一半球213和第二半球222的第一内螺纹孔216分别与弹性约束体3螺纹圆柱33上的外螺纹332螺合相连，并使所述弹性约束体3中的约束球31的一半露在第一半球213和第二半球222的表面；

所述的中间凸起半球窝珠21和中间凹陷半球窝珠22底部的半球窝214的内部顶端加工有与约束球31对应的球形凹陷217，所述的球形凹陷217与约束球31间弹性配合，可约束芯棒中芯球与芯球、芯球与芯轴间的相对位置关系，使芯球可以固定在某个指定的位置，提高芯棒对薄壁弯管的支撑精度；

所述的中间凸起半球窝珠21和中间凹陷半球窝珠22的底部的半球窝214的底部设置有斜面218；所述的底部的半球窝214的外表面为圆柱面223，所述的圆柱面223上加工有芯球的第二安装平台224和卡簧4的第二安装凹槽225。

所述的最外侧凸起半球珠11和中间凸起半球窝珠21上分别安装有矩形凸起滑块211，所述的最外侧凹陷半球珠12和中间凹陷半球窝珠22上分别开设有与矩形凸起滑块211对应的矩形凹陷凹槽221；所述的矩形凸起滑块211和矩形凹陷凹槽221中间分别开设有第一销安装通孔212。

所述的卡簧4为c形卡簧。

所述的芯球34内的安装型腔37的壁面上开设有用于安装最外侧芯球珠1上的第一安装平台113或中间芯球窝珠2上的第二安装平台224的第一安装面38，所述的芯球34内的安装型腔37的壁面上还开设有安装卡簧4的第二安装面39；所述的安装型腔37的两侧分别开设有弧面45。

所述的芯轴35的半圆柱芯轴上第二内螺纹孔40的外表面上加工有一个第三安装平台41，所述的第二内螺纹孔40上开设有安装通孔42，且使所述的安装通孔42位于第三安装平台41上；所述的半圆柱芯轴的中间外表面上开设有安装卡簧4的第三安装凹槽43，所述的第三安装凹槽43上开设有第二销安装通孔44。

安装时，首先安装最外侧的球窝连接体。先将最外侧凸起半球珠11和最外侧凹陷半球珠12组成最外侧芯球珠1，使矩形凸起滑块211和矩形凹陷凹槽221配合在一起；然后在第一销安装通孔212中敲入销5；再将卡簧4装入第一安装凹槽114中。最后将6个弹性约束体3分别装入第一半球213和第二半球222的第一内螺纹孔216内。

然后，安装中间的球窝连接体。先将中间凸起半球窝珠21和一个中间凹陷半球窝珠22的底部的半球窝214安装于最外侧芯球珠1的第一半球213和第二半球222外部，组成中间芯球窝珠2，使矩形凸起滑块211和矩形凹陷凹槽221配合在一起；然后在第一销安装通孔212中敲入销5；再将卡簧4装入第二安装凹槽225中。最后将6个弹性约束体3分别装入第一半球213和第二半球222的第一内螺纹孔216内。

根据所需安装芯球的个数，重复第二步的安装步骤。

随后，安装中间的弹性球窝连接体36和芯轴35。先将芯轴35的两个半圆柱芯轴的半球窝214安装于中间凸起半球窝珠21上的第一半球213和中间凹陷半球窝珠22上的第二半球222外部，并使两个半圆柱芯轴的卡簧4的第三安装凹槽43对齐，两个半圆柱芯轴的第二销安装通孔44对齐；然后在第二销安装通孔44中敲入销35，并将卡簧4安装于第三安装凹槽43中，使两个半圆柱芯轴安装在一起，并约束相对滑动。

最后，将芯棒整体安装到弯管机上。将芯轴35通过尾端的内螺纹孔40安装到弯管机上，并在安装通孔42处通过销定位，即可完成芯棒在弯管机上的安装。

本实施例中弹性球窝连接体36中的最外侧凸起半球珠11的第一半球213和最外侧凹陷半球珠12的第二半球222形成一个“球”，中间凸起半球窝珠21的半球窝214和中间凹陷半球窝珠22的半球窝214形成一个“窝”，同时中间凸起半球窝珠21的第一半球213和中间凹陷半球窝珠22的第二半球222形成一个“球”，“球”和“窝”配合形成球窝配合连接；“球”上安装有弹性约束体36，“窝”内部顶端加工有球形凹陷，使约束球和球形凹陷形成弹性球窝约束，可约束芯棒中芯球与芯球、芯球与芯轴间的相对位置关系，使芯球可以定位在任意位置，而提高了芯棒对薄壁管的支撑精度，最终提高了薄壁管的弯曲精度。

其次本实施例螺纹圆柱33的圆柱面上加工有外螺纹332，第一半球213和第二半球222的顶部开设有第一内螺纹孔216，弹性约束体3通过螺纹安装到半球上，方便安装和维护。

第三本实施例两个半圆柱芯轴通过销连接，约束了两个半圆柱芯轴的相对旋转，再通过卡簧4卡紧，约束了两个半圆柱芯轴间的相对滑动，使安装更加可靠。

第四本实施例半球窝214的底部设置有斜面218，使“球”和“球窝”的相对旋转角度更大，有利于小弯曲半径的弯曲成形。

第五本实施例的芯球34的安装型腔37的两侧都设置有弧面45，减小了芯球34和芯球34间的距离，同时增加了芯球34与管材的接触面，提高了芯球34对管材的支撑效果。

综上本实施例支撑精度高、模块化、可拆卸，方便安装。