一种新型金属管体折弯机及其管体折弯加工工艺的制作方法

本发明涉及五金件加工设备领域，尤其涉及一种新型金属管体折弯机及其管体折弯加工工艺。

背景技术：

管材塑性加工在现代工业生产中占有十分重要的地位，管材塑性弯曲成形是管塑性成形技术的重要组成部分，因此管材弯曲成形技术备受关注并得到了迅速发展。随着国内制造业的蓬勃发展，弯管机的需求多样化层出不穷。但是，现有的弯管机进行折弯时，弯曲成形效果不理想。在弯曲变形过程中，弯头内弧壁产生的压应力过大，而外弧壁产生的环向拉应力过大。从塑性力学的角度看，弯头内弧壁被压缩的管壁失稳增厚。当其厚度增加到一定程度时，则会使内弧壁起皱。弯头外弧壁最大的变薄量区域应是应力集中处。在该位置，金属易向两侧流动。当变薄严重时，则会引起破裂。因此，需求一种弯曲成形质量好的新颖金属管体折弯机及其管体折弯加工工艺。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型金属管体折弯机及其管体折弯加工工艺，针对现有技术中的不足，采用环切机构先切断，后折弯，降低折弯处的应力，同时通过填充芯实现内部弹性支撑，解决了现有的弯管机弯曲成形效果不理想，良品率低，无法适应壁厚较薄的管体的折弯作业的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种新型金属管体折弯机，包括

机架；

安装于所述机架上的推料机构；所述推料机构包括芯棒、套设在所述芯棒上的推料套筒以及驱动所述推料套筒沿所述芯棒长度方向设置的套筒直线驱动组件；

位于所述推料机构一端的环切机构；所述环切机构进行周向环切作业；

位于所述芯棒的长度方向上的折弯机构；所述折弯机构包括安装在所述机架上的压紧轮、弯管模、转动臂、夹紧轮和填充芯；所述压紧轮和弯管模分别位于所述芯棒延长线的两侧；所述转动臂活动安装于所述机架上，所述转动臂以转动轴为中心轴进行转动；所述转动臂的转动轴与所述弯管模的轴心同轴设置；在所述夹紧轮和填充芯安装于所述转动臂上，与所述转动臂同步转动；所述填充芯呈中空管状结构，所述填充芯为可充气的填充软体。

作为本发明的一种优选方案，所述芯棒的一端设置有安装座，所述安装座位于所述环圈机构的另一端；所述芯棒固定在所述安装座上；所述套筒直线驱动组件包括套筒滑轨和套筒滑块；所述套筒滑轨沿所述芯棒长度方向设置；所述套筒滑块活动安装于所述套筒滑轨上，沿所述套筒滑轨运动；所述推料套筒安装于所述套筒滑块上；所述推料套筒与所述芯棒同轴设置。

作为本发明的一种优选方案，所述环切机构包括固定轴承、环切盘、环切齿轮、切刀推进块、刀座、切刀本体；所述固定轴承安装在所述机架上，与所述芯棒同轴设置；所述环切盘呈圆环形结构，安装在所述固定轴承内；在所述环切盘的一侧设置有与所述环切盘同轴设置的环切齿轮；在所述环切盘内侧安装有切刀推进块；所述切刀推进块与所述刀座连接，驱动所述刀座沿所述环切盘的径向运动；所述刀座上安装有切刀本体。

作为本发明的一种优选方案，在所述刀座的两侧设置有导柱；所述刀座套设于所述导柱上。

作为本发明的一种优选方案，在所述机架上安装有齿轮驱动组件；所述齿轮驱动组件驱动所述环切齿轮转动，带动所述环切盘同步转动。

作为本发明的一种优选方案，所述填充芯包括橡胶支撑块和防皱保形管；所述橡胶支撑块位于所述防皱保形管的两端；所述橡胶支撑块呈圆柱形结构，所述橡胶支撑块为多个，相互间隔设置；所述橡胶支撑块之间以及所述橡胶支撑块和防皱保形管之间通过高压气管连接，形成珠串结构；所述防皱保形管为圆柱形的中空耐高压胶管。

作为本发明的一种优选方案，在所述机架上安装有用于驱动所述转动臂的转臂驱动电机和减速箱；所述转臂驱动电机与所述减速箱连接；所述减速箱与所述转动臂连接。

作为本发明的一种优选方案，所述转动臂上设置有活动调节座；所述活动调节座活动卡设在沿所述弯管模径向的调节座滑轨上；所述夹紧轮和填充芯排列安装在所述活动调节座，排列方向沿竖直所述调节座滑轨方向排列；在所述活动调节座上设置有高压充气接口；所述高压充气接口与所述高压气管连通。

一种新型金属管体折弯加工工艺，使用上述任一所述的新型金属管体折弯机，先对金属管体进行固定，通过所述环切机构将金属管体切割成适合长度，然后向金属管体内插入所述填充芯，使填充芯位于折弯部，向填充芯内充入气体，对金属管体内部进行弹性支撑，最后通过折弯机构对金属管体进行折弯，填充芯排气后抽出，完成折弯过程。

通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明结构简单，可以在现有的弯管机上进行改进，改造成本低，适用范围广，能够有效改善金属管体在折弯过程中外侧减薄拉裂、内侧失稳起皱的问题，成品率高，折弯质量好，使用效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的环切机构的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.机架2.芯棒3.推料套筒

4.环切盘5.固定轴承6.压紧轮

7.弯管模8.转动臂9.活动调节座

10.夹紧轮11.填充芯12.环切齿轮

13.切刀推进块14.导柱15.刀座

16.切刀本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

结合图1和图2，本发明提供了一种新型金属管体折弯机，用于对金属管体进行折弯作业，形成管壁平滑的弯头。本发明包括机架1，以及安装于机架1上的推料机构、环切机构和折弯机构。推料机构用于金属管体的送料作业，环切机构用于对金属管体进行环切，将金属管体根据弯头的长度进行切断作业；折弯机构对切断后的金属管体进行折弯作业。

具体的，推料机构包括芯棒2、套设在芯棒2上的推料套筒3以及驱动推料套筒3沿芯棒2长度方向设置的套筒直线驱动组件。芯棒2的一端设置有安装座，安装座位于环圈机构的另一端。芯棒2固定在安装座上。套筒直线驱动组件包括套筒滑轨和套筒滑块；套筒滑轨沿芯棒2长度方向设置。套筒滑块活动安装于套筒滑轨上，沿套筒滑轨运动。套筒滑轨和套筒滑块之间可以采用直线运动副的常规机械结构进行配合，如滚珠丝杆副等，也可以采用直线导轨结构，如常规的滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等。推料套筒3安装于套筒滑块上；推料套筒3与芯棒2同轴设置。使用时，将金属管体套设在芯棒2上，推料套筒3的内径不大于金属管体的外径，在套筒直线驱动组件的作用下，推料套筒3移动，从而对金属管体进行推行，使金属管体沿芯棒2运动。

环切机构位于推料机构一端。环切机构包括固定轴承5、环切盘4、环切齿轮12、切刀推进块13、刀座15、切刀本体16。固定轴承5安装在机架1上，与芯棒2同轴设置。环切盘4呈圆环形结构，安装在固定轴承5内。在环切盘4的一侧设置有与环切盘4同轴设置的环切齿轮12。在环切盘4内侧安装有切刀推进块13。切刀推进块13与刀座15连接，驱动刀座15沿环切盘4的径向运动。切刀推进块13主要实现切刀本体16沿金属管体的径向进给，切刀推进块13为现有组件，通过微型电机驱动丝杆结构的推进杆进行沿金属管体径向的运动，从而驱动刀座15运动。切刀推进块13动作精度高，稳定性好，能够有效保证切刀本体16的切割作业质量。刀座15上安装有切刀本体16。为了提高刀座15移动的稳定性，在刀座15的两侧设置有导柱14；刀座15套设于导柱14上。在机架1上安装有齿轮驱动组件；齿轮驱动组件驱动环切齿轮12转动，带动环切盘4同步转动。齿轮驱动组件可以采用齿轮驱动电机通过减速齿轮组进行低转速大扭矩的传动，采用齿轮啮合，使环切齿轮12进行同步转动。使用时，齿轮驱动组件驱动环切齿轮12转动，从而带动环切盘4进行转动，使切刀本体16绕金属管体进行周向转动，再通过切刀推进块13使切刀本体16沿金属管体径向进行进给，实现对金属管体的切割，将金属管体切断。

折弯机构位于芯棒2的长度方向上。折弯机构包括安装在机架1上的压紧轮6、弯管模7、转动臂8、夹紧轮10和填充芯11。压紧轮6和弯管模7分别位于芯棒2延长线的两侧。转动臂8活动安装于机架1上，转动臂8以转动轴为中心轴进行转动。转动臂8采用常规驱动方式进行驱动，如在机架1上安装有用于驱动转动臂8的转臂驱动电机和减速箱；转臂驱动电机与减速箱连接；减速箱与转动臂8连接。通过转臂驱动电机实现对转动臂8进行驱动。转动臂8的转动轴与弯管模7的轴心同轴设置。在夹紧轮10和填充芯11安装于转动臂8上，与转动臂8同步转动。填充芯11呈中空管状结构，填充芯11为可充气的填充软体。优选的，填充芯11包括橡胶支撑块和防皱保形管。橡胶支撑块位于防皱保形管的两端；橡胶支撑块呈圆柱形结构，橡胶支撑块为多个，相互间隔设置；橡胶支撑块之间以及橡胶支撑块和防皱保形管之间通过高压气管连接，形成珠串结构；防皱保形管为圆柱形的中空耐高压胶管。推料机构使金属管体沿芯棒2运动，填充芯11伸入金属管体内，未充气时，填充芯11与金属管体间隙配合，当充气后，填充芯11与金属管体过盈配合，与金属管体的内壁紧紧贴覆，支撑在金属管体的内侧。压紧轮6、弯管模7和夹紧轮10对金属管体的外管壁进行定位固定，转动臂8转动，在弯管模7和夹紧轮10的作用下，对金属管体进行折弯，使金属管体进行弯曲，填充芯11在折弯过程中，伴随金属管体进行形变，持续对金属管体进行弹性支撑，保证金属管体在折弯过程中的质量。

为了能够适应不同直径的金属管体，转动臂8上设置有活动调节座9。活动调节座9活动卡设在沿弯管模7径向的调节座滑轨上；夹紧轮10和填充芯11排列安装在活动调节座9，排列方向沿竖直调节座滑轨方向排列；在活动调节座9上设置有高压充气接口；高压充气接口与高压气管连通。通过高压充气接口实现对高压气管进气，进而实现填充芯11的高压充气。

一种新型金属管体折弯加工工艺，使用上述任一的新型金属管体折弯机，先对金属管体进行固定，通过环切机构将金属管体切割成适合长度，然后向金属管体内插入填充芯11，使填充芯11位于折弯部，向填充芯11内充入气体，对金属管体内部进行弹性支撑，最后通过折弯机构对金属管体进行折弯，填充芯11排气后抽出，完成折弯过程。本加工工艺先对金属管体进行切割，能够有效通过金属管体的两端释放折弯时弯曲部的内部应力，对金属管体外侧减薄拉裂进行补偿，同时通过填充芯11进行内部弹性支撑，改善金属管体内侧失稳起皱的问题。

通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：本发明结构简单，可以在现有的弯管机上进行改进，改造成本低，适用范围广，能够有效改善金属管体在折弯过程中外侧减薄拉裂、内侧失稳起皱的问题，成品率高，折弯质量好，使用效果好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。