专利名称：旋转机头式弯丝设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弯丝机的改造，尤其是能进行三维空间内线材弯折加工的旋转机 头式弯丝设备。
背景技术：
习用的可在三维空间内线(管)材弯折加工的弯丝机如图1所示，在进行三维空 间内的线(管)材弯折加工时，先利用夹头1夹住线(管)材2的一端，另一端穿过固定模 座30上的固定模9后，放置在主轮模3上，利用固定模9进行夹固，弯模4靠紧线(管)材 2，传动元件5带动曲手机构6旋转一定角度实现弯曲加工，与此同时，送料机构7沿导轨8 运动，带动线(管)材2进给适量的距离，加工完成后，曲手机构6、固定模9退回到初始位 置，从而实现一个弯头的弯曲加工。在三维空间内弯曲第二弯头时，送料机构7旋转一定角 度，从而带动线(管)材2相对于机架10旋转相同的角度，接着曲手机构6旋转一定角度， 同时送料机构7带动线(管)材2进给适量的距离，从而实现三维空间内的线(管)材弯 折加工。其主要不足在于(一)由于线(管)材在加工时，必须事先装夹到夹头上，所以 线(管)材的长度受到了滑轨长度的限制，这种弯丝机均有最大送料行程这个技术参数，当 线(管)材的长度超过这一参数时，无法正常夹固送料，需根据用户需求定制加长加大的机 型。设备柔性较差、制造成本增加。( 二)由于其进给运动的实质是机架机头部分固定，线材在夹头的带动下相对机 架、机头做旋转和轴向进给运动。所以在弯曲加工之前，线(管)材必须事先按需求裁剪 成一定长度，加工时，由操作人员将裁剪好的线(管)材装夹到夹头上，加工时夹头带动线 (管)材做旋转、轴向进给运动。这样就不能实现连续加工，降低了加工效率、增加了劳动强 度。值得一提的是，部分型号的设备配备了额外的自动装填设备，实现了线(管)材的自动 装夹。但这种方式大大增加了制造成本、控制系统也变得繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型的弯丝设备构造，籍由机架上的旋转装置带动 机头架相对线(管)材做旋转运动，配合机头部分、送料部分实现三维空间内线(管)材连 续的弯曲加工。为了克服现有的弯丝机设备柔性差、不能实现连续加工的不足，本发明提供一种 改进型的弯丝设备构造，不增加设备数量的前提下，该弯丝设备不仅实现了连续加工，而且 线(管)材的弯曲加工长度不受设备结构的限制，可以在弯曲任意长度的工件。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是旋转机头式弯丝设备，包括机架及 安装在机架上的用于对线材弯丝的送料机构、固定模座及曲手机构，其特征在于在所述机 架上设有调直装置和进给装置，进给装置输送端连接旋转装置，设置在该旋转装置上的从 动大齿轮与连接于机架上的主动小齿轮相啮合，主动小齿轮轮轴和固定于机架上的电机输 出轴相连实现动力传输；且旋转装置端面连接有机头架，机头架上设有曲手机构、剪断器、支撑模，曲手机构及剪断器配合支撑模实现对线材的弯曲、剪断。所述进给装置包括一固定在机架台面上的进给轮座，在该进给轮座上下对称分布 相互配合夹持线材的支撑轮组和驱动轮组，进给轮座后侧设有电机，电机和动力齿轮相连， 该驱动轮组通过和动力齿轮啮合实现旋转，驱动轮组配合支撑轮组牵动绕在线盘上的线材 实现轴向进给。所述进给轮组上分别上下对称分布有相互配合夹持线材的支撑轮组和驱动轮组， 线材穿过该支撑轮组和驱动轮组与旋转装置相连；且该驱动轮组通过设置在进给轮座侧端 动力齿轮啮合实现旋转，所述动力齿轮与进给轮座后侧连接的电机输出轴相连。所述旋转装置包括一与机架相连接的固定接头，该固定接头通过一对圆锥滚子轴 承与中心设有通孔的旋转接头相套接，该旋转接头并通过螺钉和端盖相连；从动大齿轮通 过挡圈及键固定在旋转接头法兰端盖内侧；所述圆锥滚子轴承与旋转接头限位台之间设密 封挡圈，且在该两轴承之间设轴承套，在其轴承套上设有矩形槽和通孔，该矩形槽与其外侧 的固定接头上的通孔上所设油杯相对应；所述端盖与旋转接头相连接端面设有石棉橡胶垫 圈，且在端盖法兰内侧与机架相接之间设一止推轴承；在机架与旋转接头外圆周壁相接面 上设有毡圈油封。所述主动小齿轮轴通过分设于其的两侧支撑座固定在机架台面一侧端面上，且该 支撑座内设有深沟球轴承，该主动小齿轮轮轴通过联轴器与电机相连。所述机头架上设置有曲手机构、固定模座，曲手机构上设置有液压缸和弯模及固 定于机头架底部的电机，液压缸与弯模相连实现对线材的加紧；电机通过与传动元件相连 带动曲手机构旋转；固定模座上设有固定模通过与所设液压缸相连实现对线材的固定。作为对本发明的进一步改进，本弯丝设备机头架部分还设置有支撑模和剪断器； 其中，所述支撑模通过旋转与所设丝杆末端相连的手柄实现靠紧线材；所述剪断器通过与 所设液压缸相连实现对线材的剪切。所述剪断器上设有剪刀，剪刀端头与机头架中线材引出端相接。本发明为一种改进型的弯丝设备，在机架上的送料机构上设调直装置与进给装 置，并在进给装置输送端机架和机头架之间设置了一种旋转装置，该旋转装置与设置在机 架上的主动小齿轮轴啮合，主动小齿轮轴并通过设置在机架电机输出轴相连实现动力传 输；且旋转装置端面设机头架，机头架上设有曲手机构、固定模座，并通过该曲手机构弯曲 线材，通过固定模座实现对线材的固定，通过支撑模实现靠紧线材，通过剪断器实现线材的 剪切，从而实现该弯丝设备连续旋转弯丝。旋转运动时，线材不旋转，动力由电机提供，经联轴器传给主动小齿轮轴，从而带 动从动大齿轮旋转，实现了机头架相对于线材做旋转运动，其进给运动的实质是线(管)材 在进给轮带动下做轴向进 给运动，机头架在主动小齿轮轴的带动下相对线(管)材做旋转 运动。本发明的主要优点是(1)机头架相对线(管)材做旋转运动不但可以实现三维 空间内线(管)材连续的弯折加工，而且，由于旋转运动中线(管)材不转动，这样就可以 实现线(管)材的连续进给，在加工完一个工件后，由剪断器剪断后，就可直接进行下一个 工件的弯曲加工。在不增加额外设备前提下，实现了连续进给、连续加工。(2)轴向进给由进给轮组配合支撑轮组实现，工件的长度不再受机架的制约，在结构上的调整的前提下可以加工任意长度的工件，提高了设备柔性。
图1是现有技术弯丝机的立体图。
图2是本发明典型实施例弯曲第一弯时的立体图。图3是本发明典型实施例弯曲第二弯时的立体图。图4是旋转装置的装配示意图。图5是主动小齿轮轴轴部分的局部剖面图。图中1、夹头；2、线材；3、主轮模；4、弯模；5、传动元件；6、曲手机构；7、送料机 构；8、导轨；9、固定模；10、机架；11、深沟球轴承；12、线盘；13、线盘座；14、调直轮座；15、 调直轮组；16、进给轮座；17、动力齿轮；18、驱动轮组；19、支撑轮组；20、电机；21、固定接 头；22、螺栓；23、从动大齿轮；24、旋转接头；25、机头架；26、螺栓；27、剪断器；28、液压缸； 29、传动元件；30、固定模座；31、电机；32、主动小齿轮；33、支撑座；34、电机；35、支撑模； 36、丝杆；37、手柄；38、活动模轮；39、液压缸；40、剪刀；41、键；42、挡圈；43、轴用弹性挡 圈；44、密封挡圈；45、轴承套；46、通孔；47、油杯；48、圆锥滚子轴承；49、毡圈油封；50、止 推轴承；51、石棉橡胶垫圈；52、端盖；53、中心通孔；54、矩形槽；55、石棉橡胶垫圈；56、螺 钉；57、液压缸；58、轴承端盖；59、毡圈油封；60、联轴器。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。如图2所示，本发明旋转机头式弯丝设备，包括机架10及安装在机架10上的用于 对线材2弯丝的送料机构7、固定模座30及曲手机构6，其中作为对现有结构的改进，在所 述机架10上设有调直装置和进给装置，进给装置输送端连接旋转装置，设置在该旋转装置 上的从动大齿轮23与连接于机架10上的主动小齿轮32相啮合，主动小齿轮32轮轴和固 定于机架10上的电机34输出轴相连实现动力传输；且旋转装置端面连接有机头架25，机 头架25上设有曲手机构6、剪断器27、支撑模35，曲手机构6及剪断器27配合支撑模35实 现对线材2的弯曲、剪断。图2及图3中，调直装置包括一固定在机架台面上的调直轮座14，在该调直轮座 14上均布有两两对应配合的调直轮构成的调直轮组15，线材2穿过该调直轮组15中心与 进给装置相连，当线材通过时，对其进行调直。作为对本发明的进一步改进，本弯丝设备的所述进给装置包括一固定在机架10 台面上的进给轮座16，在该进给轮座16上下对称分布相互配合夹持线材2的支撑轮组19 和驱动轮组18，进给轮座16后侧设有电机20，电机20和动力齿轮17相连，该驱动轮组18 通过和动力齿轮17啮合实现旋转，驱动轮组18配合支撑轮组19牵动绕在线盘12上的线 材2，从而实现轴向的进给。如图4所示，作为本发明的核心发明点，设计一旋转装置，该旋转装置包括一与机 架10相连接的固定接头21，机架10与旋转装置中的固定接头21通过8个螺栓22连接(图 2所示)。该固定接头21并通过一对圆锥滚子轴承48与中心设有通孔53的旋转接头24 相套接，该旋转接头24通过螺钉56和端盖52相连；从动大齿轮23通过挡圈42及键41固定在旋转接头24法兰端盖内侧。所述圆锥滚子轴承48与旋转接头24限位台之间设密封 挡圈44，且在两轴承之间设轴承套45，在其轴承套45上设有矩形槽54和通孔46，该矩形槽 54与其外侧的固定接头21上的通孔上所设油杯47相对应；所述端盖52与旋转接头24相 连接端面设有石棉橡胶垫圈51，且在端盖52法兰内侧与机架相接之间设一止推轴承50 ；在 机架10内侧端面设有毡圈油封49。如图5所示，本发明的主动小齿轮32的齿轮部分与旋转装置的从动大齿轮23相 啮合，其主动小齿轮32轮轴通过分设于其的两侧支撑座33固定在机架10上，且两支撑座 33上设有深沟球轴承11，主动小齿轮32轮轴通过联轴器60与电机34相连。在深沟球轴 承11外设有轴承端盖58，且在该轴承端盖58内封有毡圈油封59 ；在主动小齿轮32轮轴端 头的支撑座33上的轴承端盖58内侧还设置有石棉橡胶垫圈55。本弯丝设备的机头架25上设置有曲手机构6、固定模座30，曲手机构6上设置有 液压缸28和弯模4及固定于机头架25底部的电机31，液压缸28与弯模4相连实现对线材 2的加紧；电机31通过与传动元件29相连带动曲手机构6旋转；固定模座30上设有固定 模9通过与所设液压缸28相连实现对线材2的固定。
作为本发明的另一核心发明点在于，在现有的机头架25上设置了支撑模35和剪 断器27 ；所述支撑模35通过旋转与所设丝杆36末端相连的手柄37实现靠紧线材2 ；所述 剪断器27通过与所设液压缸57相连，剪断器27上设有剪刀40，剪刀40端头与机头架25 中线材2引出端相接，实施对线材2的剪切。本发明的工作原理是本发明在机架10和机头架25之间设置了一种旋转装置，机 头架25与旋转装置中的旋转接头24通过螺栓26连接，机架10部分与旋转装置中的固定 接头21通过螺栓22连接，旋转装置上的从动大齿轮23与旋转接头24通过键41相连接， 从动大齿轮23与主动小齿轮32的齿轮部分配合，主动小齿轮32轮轴通过联轴器60和固 定在机架10上的电机34相连。旋转运动时，在所述机架10 —端所设的线盘座13上的线 盘12缠绕线材2不旋转，动力由电机34提供，经联轴器60传给主动小齿轮32，从而带动从 动大齿轮23旋转，实现了机头架25相对于线材2做旋转运动，其进给运动的实质是线材在 进给装置带动下做轴向进给运动，机头架25在主动小齿轮轴32轮轴的带动下相对线材做 旋转运动。旋转装置中固定接头21与机架10相连接，从动大齿轮23和旋转接头24通过键 41相连接，可以同步旋转，从动大齿轮23的轴向固定由挡圈42和轴用弹性挡圈43来实现。 一对圆锥滚子轴承48如图4所示安装于旋转接头24和固定接头21之间，轴向固定通过密 封挡圈44、轴承套45、机架10实现。密封挡圈44与固定接头21的内孔的密封采用迷宫形 式，靠紧机架10 —端使用毡圈油封49、石棉橡胶垫圈51进行密封。在机架10的内侧、旋转 接头24上装有止推轴承50、端盖52，端盖52和旋转接头24之间通过螺钉56相连接，同时 实现对止推轴承50的轴向固定。本结构可以保证固定接头21不旋转的情况下，旋转接头 24做旋转运动，止推轴承50和端盖52的连接形式可以承受推弯时产生的轴向力。可以实 现一边进料一边线材受力弯曲从而形成较为复杂的工件。在固定接头21上设有一个油杯 47，配合轴承套45上的矩形槽54、通孔46，可以方便地补充润滑油。从动大齿轮23和主动小齿轮32的齿轮部分配合，主动小齿轮32轮轴和支撑座33 之间设有深沟球轴承11，其一端采用轴承端盖58配合毡圈油封59、石棉橡胶垫圈55进行密封，另一端使用轴肩和支撑座33之间的迷宫形式密封。主动小齿轮32轮轴的右端与电 机34通过联轴器60连接，电机34与机架10连接。机头架25和旋转接头24通过螺栓26相连接，可以同步旋转。机头架25上设有 剪断器27和支撑模35，剪断器27由剪刀40、液压缸57组成，用于工件弯曲加工结束后的 剪断操作。机架10上设有调直轮座14、进给轮座16，调直轮座14上设有数对调直轮组15， 用于调直线材，进给轮座16上设有电机20、支撑轮组19、驱动轮组18、动力齿轮17，动力由 电机20传给动力齿轮17，动力齿轮17带动驱动轮组18旋转，配合支撑轮组19实现线材的 轴向连续进给。机头架25上设有一对支撑模35，手动旋转手柄37通过丝杆36带动支撑模35贴 住线材2 (两者间隙尽可能小，但应保证线材2可在支撑模35内无摩擦移动)，其作用是在 剪断器27进行剪断操作时支撑线材2，配合剪断器27执行剪断操作。固定模座30用于弯 曲加工时夹紧线材2。曲手机构6上设有弯模39。线材2通过机头架25上的旋转接头24 的通孔53引出，并经支撑模35靠紧，线材2经固定模座30将其夹紧并经活动模轮38和弯 模4弯曲加工为一个成品后，剪断器27通过液压缸57带动实施剪切。 本发明具体实施过程为先将线材2插入支撑轮组19和驱动轮组18之间，支撑轮 组19配合驱动轮组18在动力齿轮17的带动下，牵动绕在线盘12上的线材2经过调直轮 组15调直后，穿过旋转装置的中心通孔53、支撑模35、固定模座30，前端固定置于活动轮模 38内，手动旋转手柄37使支撑模35贴住线材2。接着曲手机构6上的液压缸28动作，使 弯模4压紧线材2，固定模座30上的液压缸39动作，使固定模9靠紧线材2。驱动轮18进 给一段距离后，电机31通过传动元件29带动曲手机构6旋转一定角度，加工出第一弯(见 图2所示)。然后，曲手机构6上的液压缸28动作，取消夹紧，退回初始位置(贴近固定模 座30)，同时固定模座30上的液压缸39动作，使固定模9取消夹紧，接着驱动轮18带动线 材2进给一定长度，电机34带动主动小齿轮32轮轴转动适当角度，使得从动大齿轮23也 转动相应角度，机头架25使之转动相应角度，然后各液压缸动作，夹紧线材2，电机31通过 传动元件29带动曲手机构6旋转一定角度，加工出三维空间内的第二弯(见图3所示)。 在弯曲加工过程中，也可以采用一边进料一边线材受力弯曲从而形成较为复杂的工件。在 加工完成后由剪断器27上液压缸57动作带动剪刀40剪断线材2。如此反复，进行下一工 件的加工。
权利要求
旋转机头式弯丝设备，包括机架(10)及安装在机架(10)上的用于对线材(2)弯丝的送料机构(7)、固定模座(30)及曲手机构(6)，其特征在于在所述机架(10)上设有调直装置和进给装置，进给装置输送端连接旋转装置，设置在该旋转装置上的从动大齿轮(23)与连接于机架(10)上的主动小齿轮(32)相啮合，主动小齿轮(32)轮轴和固定于机架(10)上的电机(34)输出轴相连实现动力传输；且旋转装置端面连接有机头架(25)，机头架(25)上设有曲手机构(6)、剪断器(27)、支撑模(35)，曲手机构(6)及剪断器(27)配合支撑模(35)实现对线材(2)的弯曲、剪断。
2.根据权利要求1所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述进给装置包括一固 定在机架(10)台面上的进给轮座(16)，在该进给轮座(16)上下对称分布相互配合夹持线 材(2)的支撑轮组(19)和驱动轮组(18)，进给轮座(16)后侧设有电机(20)，电机(20)和 动力齿轮(17)相连，该驱动轮组(18)通过和动力齿轮(17)啮合实现旋转，驱动轮组(18) 配合支撑轮组(19)牵动绕在线盘(12)上的线材(2)实现轴向进给。
3.根据权利要求2所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述进给轮组上分别上 下对称分布有相互配合夹持线材(2)的支撑轮组(19)和驱动轮组(18)，线材(2)穿过该 支撑轮组(19)和驱动轮组(18)与旋转装置相连；且该驱动轮组(18)通过设置在进给轮座 (16)侧端动力齿轮(17)啮合实现旋转，所述动力齿轮(17)与进给轮座(16)后侧连接的电 机(20)输出轴相连。
4.根据权利要求1所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述旋转装置包括一与 机架(10)相连接的固定接头(21)，该固定接头(21)通过一对圆锥滚子轴承(48)与中心 设有通孔(53)的旋转接头(24)相套接，该旋转接头(24)并通过螺钉(56)和端盖(52)相 连；从动大齿轮(23)通过挡圈(42)及键(41)固定在旋转接头(24)法兰端盖内侧。
5.根据权利要求4所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述圆锥滚子轴承(48) 与旋转接头(24)限位台之间设密封挡圈(44)，且在该两轴承之间设轴承套(45)，在其轴承 套(45)上设有矩形槽(54)和通孔(46)，该矩形槽(54)与其外侧的固定接头(21)上的通 孔上所设油杯(47)相对应。
6.根据权利要求4所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述端盖(52)与旋转接 头(24)相连接端面设有石棉橡胶垫圈(51)，且在端盖(52)法兰内侧与机架(10)相接之间 设一止推轴承(50)；在机架(10)与旋转接头(24)外圆周壁相接面上设有毡圈油封(49)。
7.根据权利要求1所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述主动小齿轮(32)通 过分设于其的两侧支撑座(33)固定在机架(10)台面一侧端面上，且该支撑座(33)内设有 深沟球轴承(11)，该主动小齿轮(32)轮轴通过联轴器(60)与电机(34)相连。
8.根据权利要求1所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述机头架(25)上设有 支撑模(35)和剪断器(27)；所述支撑模(35)通过旋转与所设丝杆(36)末端相连的手柄 (37)实现靠紧线材(2)；所述剪断器(27)通过与所设液压缸(57)相连实现对线材(2)的 剪切。
9.根据权利要求8所述的旋转机头式弯丝设备，其特征在于所述剪断器(27)上设有 剪刀(40)，剪刀(40)端头与机头架(25)中线材(2)引出端相接。
全文摘要
本发明公开了一种旋转机头式弯丝设备，包括机架及安装在机架上的用于对线材弯丝的送料机构、固定模座及曲手机构，其特征在于在所述机架上设有调直装置和进给装置，进给装置输送端连接旋转装置，设置在该旋转装置上的从动大齿轮与连接于机架上的主动小齿轮相啮合，主动小齿轮轮轴和固定于机架上的电机输出轴相连实现动力传输；且旋转装置端面连接有机头架，机头架上设有曲手机构、剪断器、支撑模，曲手机构及剪断器配合支撑模实现对线材的弯曲、剪断。该弯丝设备由电机输出动力，通过主动小齿轮带动从动大齿轮、旋转接头、机头架旋转，实现了机头架相对于线材做旋转运动，配合进给机构实现连续加工，并提高了设备柔性。
文档编号B21F1/00GK101862800SQ20101019831
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者吴晓君, 张晋文, 郑丹凤, 郑超, 韩刚 申请人:西安建筑科技大学