一种金属软管成型装置及其成型方法与流程

1.本发明涉及金属软管制造技术领域，具体是一种金属软管成型装置及其成型方法。


背景技术：

2.波纹金属软管(英文名称corrugated metal hose)是金属软管系列产品其一，波纹金属软管(简称软管)是现代工业管路中一种高品质的柔性管道，具有良好的柔软性、抗疲劳性及承压高、耐温性好、耐腐蚀、密封性强等诸多特性，比其它软管(橡胶软管、塑料软管)的寿命高许多。它广泛应用于航空、航天、石油、化工、钢铁、电力、造纸、建筑、橡胶、纺织印染、医药、食品、交通运输等行业中。随着现代工业的发展，对高质量、高性能波纹金属软管的需求量会越来越大。
3.传统的金属软管成型方式受制于成型特点和连续性问题，无法满足无限长金属波纹管成型需求，在长度要求高、稳定性好的波纹管成型上显现出了局限性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种金属软管成型装置及其成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种金属软管成型装置，包括工作台、以及从左到右依次设置于工作台上的卷圆机构、钢管整圆机构、润滑机构、第一浅波成型机构、第二浅波成型机构、第三浅波成型机构、密波成型机构及高压清洗机构，且所述工作台的左右两端的一侧分别设置有钢带卷及成品盘卷机构，所述第一浅波成型机构、第二浅波成型机构及第三浅波成型机构的结构相同，且所述第一浅波成型机构、第二浅波成型机构及第三浅波成型机构采用内旋压左旋模具成型，且所述第一浅波成型机构、第二浅波成型机构及第三浅波成型机构的螺距依次减小；
7.所述密波成型机构包括固定板，所述固定板的表面通过轴承转动连接有转盘，所述转盘的表面通过轴承转动连接有三个呈圆周阵列分布的辊压模具，且所述转盘上设置有用于驱动三个辊压模具同步自转的驱动机构。
8.作为本发明进一步的方案：所述第一浅波成型机构包括两个套筒，两个所述套筒之间通过轴承转动连接有旋压模具，且所述旋压模具与套筒偏心分布，且所述旋压模具上通过第一皮带传动组件连接有第一电机，所述第一电机安装于工作台上。
9.作为本发明再进一步的方案：所述旋压模具为两端开口的中空结构，所述旋压模具的底部内壁与管坯的底部侧壁接触，且所述旋压模具的内壁设置有螺纹，套筒相对于管坯的轴线是重合的，旋压模具与管坯偏心放置，即旋压模具的轴线与管坯的轴线不平行，当设备运行时，旋压模具围绕管坯进行周向运动，旋压模具的螺旋凸起压入管坯中，并带动管坯向后运动穿过旋压模具，旋压模具为左旋转随动，波纹管扭曲方向为逆时针。
10.作为本发明再进一步的方案：所述第一浅波成型机构上旋压模具的螺纹内径为18mm，螺距为5.2mm，升角为5.25
°
所述第二浅波成型机构上旋压模具的模具螺纹内径为18mm，螺距为4.8mm，升角为4.85
°
，所述第三浅波成型机构上旋压模具的螺纹内径为18mm，螺距为4.5mm，升角为4.55
°
，且各个所述旋压模具螺纹的升角等于其轴线的偏角，管坯首先进入浅波成型阶段，经过三个道次将波纹逐步加深。
11.作为本发明再进一步的方案：所述转盘通过第二皮带传动组件连接有第二电机，所述第二电机安装于工作台上，且所述固定板的表面及转盘的中间部位设置有用于贯穿管坯的通孔，通过启动第二电机，使得转盘带动三个辊压模具围绕管坯进行行周向运动，整体做绕管坯的公转。
12.作为本发明再进一步的方案：所述驱动机构包括微型电机，所述转盘的表面设置有用于安装微型电机的槽体，三个所述辊压模具通过第三皮带传动组件与微型电机连接，且三个所述辊压模具之间的中心点与转盘的中心点位于同一直线上，通过启动微型电机，使得三个辊压模具同步转动，从而使得辊压模具对管坯的表面进行螺旋挤压。
13.作为本发明再进一步的方案：所述辊压模具的表面设置有螺旋齿且所述螺旋齿为为右旋、顺时针随动旋压，经过三个道次将波纹逐步加深后，最后在密波成型阶段使波纹的螺距加密至设计尺寸。
14.作为本发明再进一步的方案：所述螺旋齿的螺纹外径为50mm，螺距为4.5mm，且螺距渐变减小至1.95mm。
15.作为本发明再进一步的方案：所述卷圆机构用于对钢带进行卷圆，所述钢管整圆机构用于在线实时调整管体的圆整度，所述润滑机构用于对钢管点滴润滑油，所述高压清洗机构用于对金属软管进行油污清洗。
16.本发明还涉及一种金属软管的成型方法，包括如下步骤：
17.首先不锈钢带进入卷圆机构卷圆，通过钢管整圆机构整圆后引入旋压成型装置，且通过整圆机构后通过润滑机构对管坯滴入润滑油，经过三道次旋压后，无缝钢管被成型为具有深波的波纹管，然后进入密波成型机构进行辊压，把深波波纹管辊压成密波波纹管，最后对成型之后的波纹管进行油污清洗，成型后通过成品盘卷机构将金属管卷成盘装。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明实现了金属波纹管的连续精密成型，管坯浅波成型采用了多道次相互错开旋压模具，密波成型采用三辊行星轮滚压技术，具有生产效率高、成型质量好的优点，且三个辊压模具的轴线与波纹管的轴线平行围绕波纹管的轴线按120
°
平均分布，这样有利于波纹管的咬入，为了减轻波纹管母线的扭曲程度，三个辊压模具设置在转盘上，相比传统的组合内旋压模式，三辊成型过程可以有效地减少模具与管体之间的相对滑移量、减少管体的损伤，三辊成型过程中，每旋转一周波纹管经受辊压模具的三次加工，因此波纹管获得很大的变形量，由于外螺旋齿加工精度更高，从而可以成型出波距更小、更精密的高柔性波纹管，该工艺取消了传统的出料口定向牵引装置，前三道次浅波波纹管采用内旋压左旋模具，波纹管扭曲为逆时针方向，为了减轻成型后的波纹管纵向扭曲，密波成型螺旋齿为右旋、顺时针随动旋压，实现第四道次波纹管反向扭转。
附图说明
20.图1为一种金属软管成型装置的结构示意图。
21.图2为一种金属软管成型装置中浅波成型机构的结构示意图。
22.图3为图2的左视图。
23.图4为图2的右视图。
24.图5为一种金属软管成型装置中浅波成型机构的结构示意图。
25.图6为一种金属软管成型装置中密波成型机构的结构示意图。
26.图7为图6另一视角的结构示意图。
27.图中：1、工作台；2、钢带卷；3、卷圆机构；5、钢管整圆机构；6、润滑机构；7、第一浅波成型机构；8、第二浅波成型机构；9、第三浅波成型机构；10、密波成型机构；11、高压清洗机构；12、成品盘卷机构；13、套筒；14、旋压模具；15、第一皮带传动组件；16、第一电机；17、固定板；18、转盘；19、第二电机；20、第二皮带传动组件；21、辊压模具；22、第三皮带传动组件；23、微型电机。
具体实施方式
28.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做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。
29.请参阅图1～7，本发明实施例中，一种金属软管成型装置，包括工作台1、以及从左到右依次设置于工作台1上的卷圆机构3、钢管整圆机构5、润滑机构6、第一浅波成型机构7、第二浅波成型机构8、第三浅波成型机构9、密波成型机构10及高压清洗机构11，且工作台1的左右两端的一侧分别设置有钢带卷2及成品盘卷机构12，卷圆机构3用于对钢带进行卷圆，钢管整圆机构5用于在线实时调整管体的圆整度，润滑机构6用于对钢管点滴润滑油，高压清洗机构11用于对金属软管进行油污清洗，第一浅波成型机构7、第二浅波成型机构8及第三浅波成型机构9的结构相同，且第一浅波成型机构7、第二浅波成型机构8及第三浅波成型机构9采用内旋压左旋模具成型，且第一浅波成型机构7、第二浅波成型机构8及第三浅波成型机构9的螺距依次减小，第一浅波成型机构7包括两个套筒13，两个套筒13之间通过轴承转动连接有旋压模具14，且旋压模具14与套筒13偏心分布，且旋压模具14上通过第一皮带传动组件15连接有第一电机16，第一电机16安装于工作台1上，旋压模具14为两端开口的中空结构，旋压模具14的底部内壁与管坯的底部侧壁接触，且旋压模具14的内壁设置有螺纹，套筒13相对于管坯的轴线是重合的，旋压模具14与管坯偏心放置，即旋压模具14的轴线与管坯的轴线不平行，当设备运行时，旋压模具14围绕管坯进行周向运动，旋压模具14的螺旋凸起压入管坯中，并带动管坯向后运动穿过旋压模具14，旋压模具14为左旋转随动，波纹管扭曲方向为逆时针，第一浅波成型机构7上旋压模具14的螺纹内径为18mm，螺距为5.2mm，升角为5.25
°
第二浅波成型机构8上旋压模具14的模具螺纹内径为18mm，螺距为4.8mm，升角为4.85
°
，第三浅波成型机构9上旋压模具14的螺纹内径为18mm，螺距为4.5mm，升角为4.55
°
，且各个旋压模具14螺纹的升角等于其轴线的偏角，管坯首先进入浅波成型阶段，经过三个道次将波纹逐步加深，
30.密波成型机构10包括固定板17，固定板17的表面通过轴承转动连接有转盘18，转盘18的表面通过轴承转动连接有三个呈圆周阵列分布的辊压模具21，且转盘18上设置有用于驱动三个辊压模具21同步自转的驱动机构，转盘18通过第二皮带传动组件20连接有第二电机19，第二电机19安装于工作台1上，且固定板17的表面及转盘18的中间部位设置有用于贯穿管坯的通孔，通过启动第二电机19，使得转盘18带动三个辊压模具21围绕管坯进行行周向运动，整体做绕管坯的公转，驱动机构包括微型电机23，转盘18的表面设置有用于安装微型电机23的槽体，三个辊压模具21通过第三皮带传动组件22与微型电机23连接，且三个辊压模具21之间的中心点与转盘18的中心点位于同一直线上，通过启动微型电机23，使得三个辊压模具21同步转动，从而使得辊压模具21对管坯的表面进行螺旋挤压，辊压模具21的表面设置有螺旋齿且螺旋齿为为右旋、顺时针随动旋压，经过三个道次将波纹逐步加深后，最后在密波成型阶段使波纹的螺距加密至设计尺寸，螺旋齿的螺纹外径为50mm，螺距为4.5mm，且螺距渐变减小至1.95mm。
31.本发明还涉及一种金属软管的成型方法，包括如下步骤：
32.首先不锈钢带进入卷圆机构3卷圆，通过钢管整圆机构5整圆后引入旋压成型装置，且通过整圆机构5后通过润滑机构6对管坯滴入润滑油，经过三道次旋压后，无缝钢管被成型为具有深波的波纹管，然后进入密波成型机构10进行辊压，把深波波纹管辊压成密波波纹管，最后对成型之后的波纹管进行油污清洗，成型后通过成品盘卷机构12将金属管卷成盘装。
33.本发明的工作原理是：
34.使用时，首先不锈钢带进入卷圆机构3卷圆，通过钢管整圆机构5整圆后引入旋压成型装置，经过三道次旋压后，无缝钢管被成型为具有深波的波纹管，然后进入密波成型机构10进行辊压，把深波波纹管辊压成密波波纹管，最后对成型之后的波纹管进行油污清洗，成品盘卷，旋压成型是利用螺旋模具对管壁施加径向压力，在管壁局部发生连续的塑性变形从而成型出所需形状尺寸的塑性成型方式，旋压模具绕着管坯旋转，旋压模具14绕着管坯旋转压制出波纹，三个辊压模具21的轴线与波纹管的轴线平行围绕波纹管的轴线按120
°
平均分布，这样有利于波纹管的咬入，为了减轻波纹管母线的扭曲程度，三个辊压模具21设置在转盘18上，相比传统的组合内旋压模式，三辊成型过程可以有效地减少模具与管体之间的相对滑移量、减少管体的损伤，三辊成型过程中，每旋转一周波纹管经受辊压模具21的三次加工，因此波纹管获得很大的变形量，由于外螺旋齿加工精度更高，从而可以成型出波距更小、更精密的高柔性波纹管，该工艺取消了传统的出料口定向牵引装置，前三道次浅波波纹管采用内旋压左旋模具，波纹管扭曲为逆时针方向，为了减轻成型后的波纹管纵向扭曲，密波成型螺旋齿为右旋、顺时针随动旋压，实现第四道次波纹管反向扭转，三辊辊压模具的直径越大成型效果越好，辊压模具的直径极限值为管坯的6倍，但是实际生产中生产效率主要受辊压模具的限制，辊压模具直径越大，成型质量越好，但是成型效率越低，降低辊压直径能提高生产效率但影响成型出波纹管的质量，波纹管的磨损也主要发生在三辊辊压，在实际生产中通常采用降低辊压模具直径提高生产效率，然后对成型波纹管热处理的方式提高波纹管质量，所以在质量允许的范围内，应尽可能的缩小辊压模具直径，同时减少螺圈数。
35.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。