一种膨胀管加工车床的制作方法

本实用新型涉及加工车床，特别是一种膨胀管加工车床。

背景技术：

现有气体膨胀装置（致裂装置）以下简称膨胀装置如：cn201611099345.2、cn201520283079.3、cn201510489513.8、cn201510556527.7连接部通常采用螺纹方式（螺纹需机加工）或焊接方式或对焊方式进行连接，无论采用上述哪种方式进行生产制造，充气头、泄能头与膨胀管连接部均会存在薄弱点，导致膨胀装置在膨胀时连接部先致裂，出现飞头的情况。

现有膨胀装置（致裂装置）还存在组成部件多，各部件加工和组装工艺复杂的技术问题。

如公告号为cn205858345u的专利文献，公开了“堵头、膨胀管、活化器、充液孔和闭锁阀，堵头上开有活化器安装口，在堵头或膨胀管上开有充液孔”，虽比其他膨胀装置节省了不少部件和组装步骤，仍然存在膨胀管两头需要两次加工，即组装时一头需要焊接，另一头需要螺纹密封连接，或两头均采用焊接方式连接，焊接对焊接师傅的工艺水平要求极高，连接部一整圈焊接出厚度一直和无缝隙的情况不足20%，连接部有任何一处存在薄弱点，将无法使用，螺纹连接则需要在膨胀管两头进行螺纹加工，经过螺纹加工的膨胀管两端部比未进行加工的管身薄弱，使得堵头与膨胀管连接部存在一整圈薄弱点，由于连接部存在应力薄弱点，和采用堵头（充装头）螺纹连接时，堵头（充装头或泄能头）直径略小于膨胀管瓶身直径，导致堵头受力面大，体积大，重量重，膨胀装置在膨胀时连接部先致裂和出现飞头的情况。充液孔加工需要加工径向孔和轴向孔，径向孔端部需要加工成圆锥形，轴向孔需加工成四段不同直径大小的阶梯孔，同时径向孔和轴向孔需要连接在一起，需要精密加工，加工精度要求高，加工复杂，不利于工业化生产；堵头需要单独加工活化器固定开口、闭锁阀和引线孔，需要使用不同车床多次加工，膨胀装置的各个部件需要机加工造成整个产品生产耗时耗力；同时膨胀管外壁设有爆破线，而膨胀管两端设有内螺纹，需要采用较厚钢管制造，制造成本增加。

cn207447190u公开了一种用于生产压力容器封头的自动缩口冲孔生产线，包括第一输送带、第一机械手、抛光装置、冲孔装置、第二机械手、第二输送带、缩口装置，所述第一输送带外部设置有第一固定架，所述第一固定架尾端设置有定位板，所述第一输送带尾端一侧设置有导向架，所述第一输送带尾端另一侧设置有挡料气缸，所述挡料气缸靠近工件进入的一侧设置有光电检测器，所述第二输送带一侧设置有所述冲孔装置，所述第二输送带另一侧设置有横向导轨，所述横向导轨上设置有所述第二机械手，所述第一输送带尾端设置有所述第一机械手。有益效果在于：通过流水线生产，自动化程度高，节省人工，速度快，产品一致性好。

cn207272191u公开了一种难加工材料高频加热高速加工车床，包括车床本体和感应加热设备，所述车床本体包括刀架，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱和空心铜管线圈，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，该难加工材料高频加热高速加工车床能够对工件表面进行加热，软化，降低强度，方便切削加工。

采用上述空心铜管线圈对工件进行加工，加工过程中容易使空心铜管线圈发生扭曲或折断，或因加热温度过高而使空心铜管线圈断裂，影响加热圈的使用寿命，同时在加工过程中需要通过人工对空心铜管线圈进行套管，不利于对工件的加工，影响加工效率，不利于对工件进行批量生产。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种自动化、使用寿命长、便于对工件进行批量生产的膨胀管加工车床。

本实用新型的技术方案是：一种膨胀管加工车床，包括机床，机床上设有高频感应加热器，高频感应加热器包括电控箱和空心铜管加热圈，空心铜管加热圈通过空心铜管延伸部安装在电控箱上，所述电控箱上设有防止空心铜管延伸部发生扭曲或折断的绝缘加强板。

进一步，所述空心铜管加热圈还包括安装部和加热圈部，空心铜管延伸部位于安装部与加热圈部之间，安装部与电控箱连接，空心铜管延伸部和加热圈部往电控箱外延伸，便于空心铜管加热圈对膨胀管进行加热。

进一步，所述绝缘加强板的宽度大于空心铜管延伸部的宽度，绝缘加强板的长度为空心铜管加热圈整体长度的1/2~2/3，当绝缘加强板的长度比例小于1/2时，空心铜管加热圈在移动过程中仍然存在加大的折断和扭曲的风险，当绝缘加强板的长度比例大于2/3时，会增加电控箱以及空心铜管加热圈的负重，不利于电控箱的灵活移动和能源的节约。

进一步，所述绝缘加强板与空心铜管加热圈可拆卸连接，绝缘加强板的设置便于提高空心铜管加热圈的结构强度，防止使用过程中空心铜管加热圈发生扭曲或者折断。

进一步，所述绝缘加强板上设有可拆卸绝缘卡板，绝缘卡板的设置便于将空心铜管加热圈固定在绝缘加强板上，便于提高空心铜管加热圈的结构强度，空心铜管加热圈和与绝缘加强板之间的连接强度。

进一步，所述绝缘加强板为实心板或框板，优选地，绝缘加强板带孔的实心板，便于提高绝缘加强板与空气之间的接触面积，便于散热效率的提高；同时还有为框板，能有效的降低空心铜管加热圈的负载，降低其移动惯性，防治发生扭曲或折断。

进一步，所述电控箱下端设有电控箱安装座，电控箱安装座与电控箱轴接，电控箱安装座包括安装板和电控箱上相对设置的耳板。

进一步，所述安装板设有连接杆，便于提高安装板与耳板之间的连接强度和结构强度。

进一步，所述高频感应加热器功率为20-120千瓦。

优选地，高频感应加热器功率为30-100千瓦。

更有选地，所述高频感应加热器功率为40千瓦、50千瓦或80千瓦，便于控制对膨胀管的加热时间和加热效率，当功率低于20千瓦时膨胀管的加热时间过长，不利于加热效率，当功率高于120千瓦时，加热速度过快，同时容易导致膨胀管加热过度，影响后续加工的效果。

本实用新型具有如下特点：

1、本实用新型有效的提高了高频感应加热器的结构强度，有效降低了高频感应加热器的损坏，降低了空心铜管加热圈发生扭曲和折断的风险，同时提高了空心铜管加热圈的散热降温效果，提高了高频感应加热器的使用寿命和工件加热效率。

2、绝缘卡板的设置便于提高空心铜管加热圈与绝缘加强板之间的连接强度，便于防止空心铜管加热圈在移动过程中因惯性作用而扭曲或折断，有效的提高了空心铜管加热圈的使用寿命。

3、采用该方法对膨胀管进行加工，有效的提高了加工的效率，便于实现批量生产，同时便于加工精度的提高，有效的实现自动化。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1—为膨胀管加工机床结构示意图；

图2—为图1中高频感应加热器放大示意图；

图3—为图2中绝缘加强板放大示意图；

图4—为图2中空心铜管加热圈结构示意图；

图5—为绝缘加强板的另一种结构示意图；

图6—为绝缘加强板的再一种结构示意图；

图7—为绝缘加强板的第三种结构示意图；

图8—为图1中安装板结构示意图；

图9—为内缩口模具结构示意图；

1—电控箱，2—电控箱安装座，3—驱动装置，4—绝缘加强板，5—空心铜管加热圈，6—膨胀管，7—模具安装座，8—x轴，9—y轴，10—机床，11—卡盘，12—耳板，13—轴承座，14—固定座，15—安装板，16—绝缘卡板，17—安装部，18—空心铜管延伸部，19—加热圈部，20—固定螺栓，21—安装孔，22—通孔，23—加强杆，24—卡槽，25—活动轴，26—连接杆，27—模具本体，28—加强部，29—通孔刀，30—圆弧部，31—纵向部，32—横向部。

具体实施方式

如图1-8所示：一种膨胀管6加工车床，包括机床10、三爪卡盘11和工作台，机床10上设有工作台，三爪卡盘11设于工作台的左端，工作台的右端设有模具安装座7，模具安装座7设于机床10右端的轨道上，轨道上设有x轴8和y轴9，x轴8与y轴9相互垂直并能两轴联动，两轴的上方设有模具安装座7，模具安装座7用于安装内缩口模具，机床10上设有高频感应加热器，高频感应加热器包括电控箱1和空心铜管加热圈5，空心铜管加热圈5设于电控箱1的侧面，空心铜管加热圈5包括安装部17、空心铜管延伸部18和加热圈部19，空心铜管延伸部18位于安装部17与加热圈部19之间，安装部17与电控箱1连接，或者通过衬体安装在电控箱1上，空心铜管延伸部18和加热圈部19往电控箱1外延伸，电控箱1上设有防止空心铜管延伸部18发生扭曲或折断的绝缘加强板4；同时机床10的左端设有数控屏，用于控制整个车床的运行和参数的设置，便于操作方便和加工效率的提高。

加热圈部19与空心管延伸部一体成型或焊接而成，加热圈部19还可以采用其他耐热材料制成，加热圈部19的圈内径大于膨胀管6外径3-5mm，便于将加热圈套入膨胀管6上，加热圈数为1-10圈，可以根据膨胀管6加工的需要增设圈的数量，便于提供加热的面积和加热的效率。

绝缘加强板4与空心铜管加热圈5可拆卸连接，绝缘加强板4的设置便于提高空心铜管加热圈5的结构强度，防止使用过程中空心铜管加热圈5发生扭曲或者折断。

绝缘加强板4上设有可拆卸绝缘卡板16，绝缘卡板16的设置便于将空心铜管加热圈5固定在绝缘加强板4上，便于提高空心铜管加热圈5的结构强度，便于提高空心铜管加热圈5和与绝缘加强板4之间的连接强度。绝缘加强板4上设有至少两块绝缘卡板16，绝缘卡板16上设有通孔22和安装孔21，绝缘卡板16通过螺栓与绝缘加强板4可拆卸连接，还可以采用卡扣连接，绝缘卡板16为一整块钢板，安装时将空心管延伸部嵌设在绝缘卡板16的通孔22内；优选地，绝缘卡板16还可以是两块对开弧形凹槽的钢板或导热板组成，弧形凹槽用于卡紧空心管延伸部。绝缘卡板16的设置便于固定空心铜管加热圈5和加强空心铜管加热圈5的结构强度，防止空心铜管加热圈5发生折断或者扭曲，便于空心铜管加热圈5使用寿命的提高。

通孔22设于绝缘卡板16的两端，便于安装固定空心管延伸部，同时便于空心铜管加热圈5的散热。

绝缘加强板4与电控箱1固定焊接或者可拆卸连接，本申请中绝缘加强板4与电控箱1通过固定螺栓20连接，还可以采用卡接的方式，绝缘加强板4设于电控箱1的前端、并与电控箱1呈15-80°角；优选地，绝缘加强板4与电控箱1呈60°角，空心铜管加热圈5安装在绝缘加强板4上，即空心铜管加热圈5与电控箱1所成的角度，便于空心铜管加热圈5活动的范围控制，同时能够避免空心铜管加热圈5发生碰撞。

电控箱1通过驱动装置3驱动，驱动装置3为气缸或液压缸，驱动装置3一端与电控箱1轴接，另一端通过固定座14固定在机床10上；电控箱1下端设有电控箱安装座2，电控箱安装座2与电控箱1轴接，电控箱安装座2包括安装板15和电控箱1上相对设置在前后两端的耳板12，安装板15与耳板12通过活动轴25连接，安装板15上设有轴承座13，轴承座13之间设有连接杆26，连接杆26的设置有效的提高了轴承座13的结构强度；耳板12设于电控箱1底面的中心轴线上，电控箱1通过驱动装置3的驱动左右摆动，耳板12左右两端电控箱1底部的长度和电控箱1底部离机床10的高度决定电控箱1摆动的范围，空心铜管加热圈5固定在电控箱1上，从而控制空心铜管加热圈5的活动；使用时当电控箱1一端的底部与机床10接触，空心铜管加热圈5刚好套入膨胀管6加工端进行加热，当电控箱1的另一端底部接触机床10时，空心铜管加热圈5退出停止加热，这样设置便于提高空心铜管加热圈5套入膨胀管6加工端的精准度，便于加工效率的提高。

绝缘加强板4的宽度h大于空心铜管加热圈5的宽度h，便于绝缘加强板4能够给空心铜管加热圈5提供足够的支撑力，同时便于空心铜管加热圈5与绝缘加强板4的连接固定；绝缘加强板4的长度a为空心铜管加热圈5长度b的1/2~2/3，当绝缘加强板4的长度a比例小于1/2时，空心铜管加热圈5在移动过程中仍然存在加大的折断和扭曲的风险，当绝缘加强板4的长度a比例大于2/3时，会增加电控箱1以及空心铜管加热圈5的负重，不利于电控箱1的灵活摆动和能源的节约。

绝缘加强板4为实心板或框板，优选地，绝缘加强板4为带孔的实心板，便于提高绝缘加强板4与空气之间的接触面积，便于散热效率的提高；绝缘加强板4还可以为框板，框板上设有提高结构强度的加强杆23，能有效的降低空心铜管加热圈5的负载，降低其移动惯性，防治发生扭曲或折断。

绝缘加强板4可以采用导热材料制成，绝缘加强板4上还可以采用曲面板，便于提高绝缘加强板4与空气之间的接触面积，便于提高散热的效果；绝缘加强板4上还可以设置卡槽24，便于提高对空心铜管加热圈5的固定；绝缘加强板4或者还可以采用空心板或u型板，空心板内部通循环冷却液，能够更进一步的提高冷却效果，防止高温对空心铜管加热圈5的影响，同时便于防止高温烫伤操作人员；便于提高空心铜管加热圈5的结构强度和延长空心铜管加热圈5的延伸距离，防止空心铜管加热圈5自身重力或碰撞发生折断或扭曲，便于空心铜管加热圈5使用寿命的提高，同时便于提高空心铜管加热圈5的散热能力，便于降低高温对空心铜管加热圈5的影响。

高频感应加热器功率为20-120千瓦。优选地，高频感应加热器功率为25-105千瓦；更优地，高频感应加热器功率为30千瓦、40千瓦、50千瓦、80千瓦或100千瓦，便于提高加热效率和对工件的加热效率，加热时间控制在2-10s内完成，加热到800-1800℃，使膨胀管6加工端软化或者塑性变形。

机床10的下端设有冷却液循环系统，冷却液循环系统为激光水冷却机，还可以为设有循环泵的自来水，冷却液循环系统通过管道连通空心铜管加热圈5形成冷却循环，便于降低高温对空心铜管加热圈5的影响，防止空心铜管加热圈5发生融化或者软化后扭曲变形等。

本申请中的内缩口模具的结构同专利号为cn206597831u公开缩口加工的缩口模具结构相同，内缩口模具是在模具本体27上设有横向部32、圆弧部30、支撑部和纵向部31，横向部32与纵向部31之间设有圆弧部30，支撑部与圆弧部30之间为横向部32；同时在该模具上还设有通孔刀29，通孔刀29设于模具本体27的右侧，通孔刀29前端呈圆锥形，通孔刀29与模具本体27之间设有加强部28，通孔刀29一侧设有刀具固定孔，内缩口模具右端设有紧固螺栓。

当对工件进行加工时，使管材的端部与内缩口模具相对运动，同时管材自转线速度为500-1200转/分钟，同时对管材的端部进行加热达到塑性变形的温度800-1800℃，当管材从内缩口模具的左端往右端运动时，管材的中心轴线与圆弧部30呈r角，管材受内缩口模具的摩擦和挤压，使管材向管内形成内翻边，同时使端部增厚，翻边后采用通孔刀29对管材端部进行通孔22定型，使管材内缩口一体成型，使其结构更加牢固。

利用上述膨胀管6加工车床对膨胀管6进行加工，包括以下操作过程：先将膨胀管6卡入卡盘11中，在模具上涂抹润滑油，还可以涂抹具有润滑作用的助燃剂，如机油、石油废料等，再将高频感应加热器上的空心铜管加热圈5套入膨胀管6的加工端开始加热，加热的同时旋转膨胀管6，加热完成后退出空心铜管加热圈5，利用膨胀管6的余热以及膨胀管6与模具之间的摩擦热来保持加工时的温度，开始采用模具对膨胀管6加工端进行内翻边缩口，内翻边缩口加工完成后退回模具，再采用模具上的通孔刀29对加工端通孔22，使膨胀管6加工端的通孔22和内凹口成型，加工完成后退出膨胀管6。

具体的，膨胀管6的外圆半径为38mm，管壁厚度为2.75mm，长度为540mm，膨胀管6为钢管，还可以采用其他材质的钢管，内部承受膨胀压力最大为250mpa。

加工时将膨胀管6插入卡盘11上进行固定，在模具上抹上润滑油，还可以涂抹具有润滑作用的助燃剂，如机油、黄油、石油废料等，然后再将空心铜管加热圈5套入膨胀管6加工端，采用功率为30千瓦的高频感应加热器对工件进行加热，根据加工的需要高频感应加热器的功率还可以为40千瓦、50千瓦或80千瓦，加热的同时旋转膨胀管6，旋转线速度为2-30m/s，本实施例中采用2-10m/s的线速度，加热温度为800-1800℃，加热时间4s左右，具体根据膨胀管6的材料而定，使膨胀管6加热至软化或者塑性变形，或加热至能够看到有明显的火苗，退出空心铜管加热圈5停止对膨胀管6加工端加热；后续加工过程中利用膨胀管6加工端的余热、膨胀管6与内缩口模具之间的摩擦热和润滑油，还可以涂抹具有润滑作用的助燃剂，如机油、石油废料等，高温燃烧时的温度来保持膨胀管6加工时的温度。

将膨胀管6相对运动到内缩口模具的最左端，膨胀管6相对内缩口模具从左往右移动，移动的同时旋转膨胀管6，同时将内缩口模具往膨胀管6方向移动进行挤压，使膨胀管6向内翻边形成缩口，加工过程中能明显看到高涨的火苗，润滑油或者带有润滑作用的助燃剂在高温环境下燃烧，有效的提高了加工时的温度，同时具有引燃的效果，有利于净化膨胀管6加工端材质中的碳和其他杂质，更进一步的提高膨胀管6加工端的结构强度，同时能够起到润滑的效果，降低对模具的损伤。

缩口加工完成后，采用内缩口模具上的通孔刀29对膨胀管6进行通孔22，具体操作时将通孔刀29前端的锥形插入膨胀管6的缩口，全进通孔刀29使膨胀管6加工端接触到加强部28，加强部28对膨胀管6加工端的端部进行整修，使膨胀管6加工端的端部光滑平整，之后可以稍退通孔刀29，再反复多次通孔22，使膨胀管6加工端的通孔22定型和便于内凹口的形成，加工时通孔刀29的中心轴线与膨胀管6的中心轴线在同一直线上，同时旋转膨胀管6。

还可以根据需要利用内缩口模具的端部对膨胀管6加工端的外围进行修外圆，使其与膨胀管6的外壁在同一平面上平整而光滑，便于美观。

加工完成后退出膨胀管6，完成整个加工过程，根据需要还可以对膨胀管6的另一端采用同样的加工方式进行内缩口加工或者进行封口，在进行封口加工时不需要进行通孔22，使其形成一个高度密封的封口。

另一个实施例中，膨胀管6的外圆半径为65mm，管壁厚度为4mm，长度为810mm，膨胀管6为钢管，内部承受膨胀压力最大为250mpa，高频感应加热器功率为100千瓦，加工过程中的膨胀管6的旋转线速度为2-20m/s。

本实用新型通过对工件膨胀管6进行加工处理，将膨胀管6卡入卡盘11—模具上抹润滑油—加热圈套入工件加热—加热圈退出—相对模具从左往右移动—模具退回—通孔2221—（修外圆）—下料的加工过程，完成对工件的加工，使工件两端形成内凹缩口，或内凹缩口和密封封口，有效的提高了对工件的加工效率，便于对工件进行批量生产。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方案，但显然本实用新型并不仅限于上述实施方案。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等效变型，这些等效变型均属于本实用新型的保护范围。另外，需要说明的是，在上述的具体实施方案中所描述的各个技术特征可以另行独立进行组合，只要其在本实用新型的技术构思范围内即可。