一种直线型加热炉炉管的弯曲工艺的制作方法
【专利摘要】一种直线型加热炉管的弯曲加工工艺，其使用一种炉管弯曲设备，所述炉管弯曲设备包括左机架（13）和推压机构（10），推压机构（10）在左机架（13）右方，所述左机架（13）的右侧后部固定连接有燕尾导轨（15），燕尾导轨（15）在左右方向上水平延伸，燕尾导轨（15）的左端与所述左机架（13）固定连接，燕尾导轨（15）的右端与推压机构（10）的后部中的燕尾槽滑动连接，所述左机架（13）的前部设置有供炉管穿过的一个通孔；所述燕尾导轨（15）上在所述左机架（13）和推压机构（10）之间从左至右依次滑动设置有三个弯曲液压装置（9）。
【专利说明】 一种直线型加热炉炉管的弯曲工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本申请涉及加热炉炉管的制作，具体为一种直线型的加热炉炉管弯曲工艺。
[0003]【背景技术】
[0004]加热炉在工业中有着广泛的应用，例如钢坯加热、工件热处理等。为了增加加热炉的加热均匀性，加热炉炉管往往采用弯曲的形式。
[0005]在现有技术中，为了保证对具体加热炉形状的要求以及满足对具体加热热量分别的要求，通常需要对炉管的形状进行具体形状的弯曲。对于加热炉炉管的弯曲，在现有技术中往往采用冲压成型的方式。这种成型方式可以高效快速地实现弯曲加工,并且加工精度高，成本较低，在现有技术中具有广泛应用。但是，这种加热方式容易在加热炉炉管的纵向方向上产生显著大量的不均匀变形，导致加热炉炉管的横截面面积在炉管的纵向方向上具有较大变动，这使得在加热过程中加热均匀性难以控制，而且，容易在使用的过程中产生不均匀的应力集中，从而导致加热炉的使用稳定性、安全性大大降低，而且缩短了加热炉的使用寿命。
[0006]在现有技术中也具有使用弯折滚对工件进行弯折的方案。但是，这种方案往往对工件采用逐个弯的弯曲，由于工件的纵向尺寸较大，在工件的完整转动过程中，这种加工往往需要较大的加工空间，而且，由于加工过程为采用逐个弯的方式，加工过程较长，加工效率较低，由此导致加工成本上升，而且难以保证加工的形状精度。
【发明内容】
[0007]本发明一种加热炉炉管弯曲工艺，其旨在解决现有技术中加工变形不均匀和加工过程长、形状精度低等缺陷，并提供一种具有具体形状的加热炉炉管的弯曲工艺。
[0008]本发明采用的技术方案如下:
用弯曲滚距离传感器并以加热流体加热的直线型炉管的弯曲，其使用一种炉管弯曲设备，所述炉管弯曲设备包括左机架和推压机构，推压机构在左机架右方，所述左机架的右侧后部固定连接有燕尾导轨，燕尾导轨在左右方向上水平延伸，燕尾导轨的左端与所述左机架固定连接，燕尾导轨的右端与推压机构的后部中的燕尾槽滑动连接，所述左机架的前部设置有供炉管穿过的一个通孔；所述燕尾导轨上在所述左机架和推压机构之间从左至右依次滑动设置有三个弯曲液压装置；推压机构的左侧前部固定设置有第一夹具，左机架的右侧前部固定设置有第二夹具，在所述左机架和推压机构之间设置有前导轨，所述前导轨在第二夹具和第一夹具之间直线延伸，并且当推压机构沿着所述燕尾导轨滑动时，第一夹具能够沿着前导轨朝向第二夹具滑动；所述前导轨上在第二夹具和第一夹具之间还滑动地设置有第三夹具和第四夹具，四个所述夹具均包括夹具基体、后夹块和前夹块，每个所述夹具的所述后夹块和前夹块均沿着在所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面中的前后方向而相对地设置，并在夹具基体上能够实现接触夹紧和分离松开的动作；其中，所述后夹块均位于所述前导轨后方，并且为长方体形状，所述前夹块、均位于所述前导轨前方，且为圆柱体形状；所述长方体形状和圆柱体形状的纵向轴线均垂直于所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面。
[0009]其中，所述第二夹具的后夹块的右侧面上设置有向右侧延伸的右延伸限位块，所述第一夹具的后夹块的左侧面上均设置有向左侧延伸的左延伸限位块，第三夹具和第四夹具的后夹块的左、右侧面上均分别地设置有向左侧延伸的左延伸限位块和向右侧延伸的右延伸限位块。
[0010]所述三个弯曲液压装置中的每个均包括驱动液压缸，所述驱动液压缸相对于燕尾导轨的纵向轴线垂直设置，并且能够在燕尾导轨上滑动；所述驱动液压缸的液压杆末端铰接有弯曲滚，并且驱动液压缸能够沿着与燕尾导轨垂直的方向驱动对弯曲滚施加向前的弯管推力；所述三个弯曲液压装置中的每个均还包括行走驱动机构，用以分别地驱动相应的弯曲液压装置沿着燕尾导轨滑动到不同位置；所述三个弯曲液压装置中每个弯曲液压装置的弯曲滚的枢转轴附近设置有弯曲滚距离传感器，所述弯曲滚距离传感器能够分别检测弯曲滚的枢转轴与弯曲滚两侧夹具的距离，所述行走驱动机构能够根据所述弯曲滚距离传感器给出的距离信息控制相应弯曲液压装置的位置，以使得相应弯曲液压装置的弯曲滚居于相邻两个夹具的中间位置；所述弯曲滚距离传感器可以例如是光学传感器、霍尔效应传感器或磁场传感器。
[0011]所述推压机构的右侧设置有支撑管伸缩机构，支撑管伸缩机构设置在所述燕尾导轨的前方，支撑管伸缩机构具有伸缩性支撑管，伸缩性支撑管从推压机构的右侧穿过离开推压机构的左侧并能够用于伸入到所述炉管内，从而起到支撑炉管防止炉管发生不期望弯曲的作用，并能够在支撑管伸缩机构的驱动下在左右方向上往复移动；所述伸缩性支撑管能够从炉管的右端伸入炉管内并向炉管内供应加热流体，并且所述炉管弯曲设备还包括加热流体回收装置，加热流体回收装置能够从所述炉管的左端回收所述加热流体，所述加热流体能够对炉管进行升温从而利于弯曲变形。
[0012]所述炉管弯曲工艺包括如下步骤:
A.提供直线型炉管；
B.将所述直线型炉管穿入所述左机架上的一个通孔并向右推进，直至所述直线型炉管要进行弯曲加工的长度部分伸出于所述左机架；
C.所述第二夹具将所述直线型炉管的左端夹紧；
D.推压机构运动，以使得第一夹具夹紧直线型炉管的右端；
E.第三夹具和第四夹具在第二夹具和第一夹具之间对直线型炉管夹紧，并使得第二夹具、第三夹具、第四夹具和第一夹具将直线型炉管的所述前臂分隔成长度相等的三个长度段；
F.所述三个弯曲液压装置中的每个使其弯曲滚分别接触所述三个长度段中相应的每个长度段的中点；
G.推压机构的支撑管伸缩机构将伸缩性支撑管伸入直线型炉管的管内，并留下所述三个长度段中的左起第一个长度段未被支撑，左起第二和第三个长度段被支撑；所述伸缩性支撑管开始向所述炉管内供应加热流体，并且加热流体回收装置开始从所述炉管内回收加热流体，所述加热流体对所述炉管进行升温；
H.左侧的弯曲液压装置的弯曲滚开始向外顶压所述第一个长度段，从而使其发生直线形弯曲，推压机构随着弯曲的进行而同步地跟随推压，同时，第三夹具、第四夹具也同步地跟随运动；在顶压的过程中，左侧的弯曲液压装置在其行走驱动机构的驱动下向左运动，从而使其弯曲滚保持对应于所述第一个长度段中点的位置；到第一夹具的右延伸限位块和第三夹具的左延伸限位块接触时，所述左侧的弯曲液压装置的弯曲滚停止顶压，并且推压机构停止继续向前推压；
1.推压机构的支撑管伸缩机构将伸缩性支撑管回缩，从而使得留下所述三个长度段中的左起第一个长度段和左起第二个长度段均未被支撑，左起第三个长度段被支撑；
J.中间的弯曲液压装置开始顶压所述左起第二个长度段，直至第三夹具的右延伸限位块与第四夹具的左延伸限位块接触；
K.推压机构使得所述支撑管完全回缩，以使三个长度段均未被支撑；
L.右侧的弯曲液压装置开始顶压所述左起第三个长度段，直至第四夹具的右延伸限位块与第一夹具的左延伸限位块接触；
M.各个夹具松开，取走弯曲加工完毕的加热炉炉管。
[0013]由于本发明中，在每个夹具上采用了延伸限位块，从而使得限位块接触后，能够对成型后的炉管进行一个锁定，在后续的加工作用力的作用下，不会对精确成型后的弯曲形状造成影响；而采用了一边为长方体形、一边为圆柱形的夹具，使得保证了足够的夹紧力的同时，又能够对成形的炉管形成平滑的弯曲变形；整个过程，一边在纵向方向送料，一边利用弯折滚动作进行折弯，因此，其避免了现有技术中在炉管的纵向方向上在所加工弯曲的部位产生较大纵向变形的问题，而且，在加工过程中，其采用独特的加工形式，一边送料，弯曲滚在垂直纵向方向中进行动作并且在平行纵向方向上进行移动，从而保持弯曲滚与所弯曲部位的相对位置关系，而炉管在其他夹紧装置的整体移动下被纵向送入，因此，保证了炉管整体保持纵向方向而被逐个弯进行弯折，整个弯曲过程连续，无需重复对炉管进行装夹和拆卸，使得整个加工过程加工空间小，加工过程短而且保证了加工的形状精度。而且，多个夹具能够在加工过程中滑动，保证了在加工过程中始终对炉管具有夹持定位的锁定。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的弯曲装置的俯视示意图。
[0015]图2是本发明的图1中弯曲装置在对炉管弯曲完成后的俯视示意图。
[0016]图3是弯曲完成后的炉管形状的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1-3对本发明进行详细说明。
[0018]用弯曲滚距离传感器并以加热流体加热的直线型炉管的弯曲，其使用一种炉管弯曲设备，所述炉管弯曲设备包括左机架13和推压机构10，推压机构10在左机架13右方，所述左机架13的右侧后部固定连接有燕尾导轨15，燕尾导轨15在左右方向上水平延伸，燕尾导轨15的左端与所述左机架13固定连接，燕尾导轨15的右端与推压机构10的后部中的燕尾槽滑动连接，所述左机架13的前部设置有供炉管穿过的一个通孔；所述燕尾导轨15上在所述左机架13和推压机构10之间从左至右依次滑动设置有三个弯曲液压装置9 ;推压机构10的左侧前部固定设置有第一夹具1，左机架13的右侧前部固定设置有第二夹具4，在所述左机架13和推压机构10之间设置有前导轨，所述前导轨在第二夹具4和第一夹具I之间直线延伸，并且当推压机构10沿着所述燕尾导轨15滑动时，第一夹具I能够沿着前导轨朝向第二夹具4滑动；所述前导轨上在第二夹具4和第一夹具I之间还滑动地设置有第三夹具3和第四夹具2，四个所述夹具1、2、3、4均包括夹具基体、后夹块41和前夹块42，每个所述夹具的所述后夹块41和前夹块42均沿着在所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面中的前后方向而相对地设置，并在夹具基体上能够实现接触夹紧和分离松开的动作；其中，所述后夹块41均位于所述前导轨后方，并且为长方体形状，所述前夹块82、42均位于所述前导轨前方，且为圆柱体形状；所述长方体形状和圆柱体形状的纵向轴线均垂直于所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面。
[0019]其中，所述第二夹具4的后夹块的右侧面上设置有向右侧延伸的右延伸限位块43，所述第一夹具I的后夹块的左侧面上均设置有向左侧延伸的左延伸限位块14，第三夹具3和第四夹具2的后夹块的左、右侧面上均分别地设置有向左侧延伸的左延伸限位块和向右侧延伸的右延伸限位块。
[0020]所述三个弯曲液压装置9中的每个均包括驱动液压缸，所述驱动液压缸相对于燕尾导轨15的纵向轴线垂直设置，并且能够在燕尾导轨15上滑动；所述驱动液压缸的液压杆末端铰接有弯曲滚91，并且驱动液压缸能够沿着与燕尾导轨15垂直的方向驱动对弯曲滚91施加向前的弯管推力；所述三个弯曲液压装置9中的每个均还包括行走驱动机构，用以分别地驱动相应的弯曲液压装置9沿着燕尾导轨15滑动到不同位置；所述三个弯曲液压装置9中每个弯曲液压装置9的弯曲滚91的枢转轴附近设置有弯曲滚距离传感器，所述弯曲滚距离传感器能够分别检测弯曲滚91的枢转轴与弯曲滚91两侧夹具的距离，所述行走驱动机构能够根据所述弯曲滚距离传感器给出的距离信息控制相应弯曲液压装置9的位置，以使得相应弯曲液压装置9的弯曲滚91居于相邻两个夹具的中间位置；所述弯曲滚距离传感器可以例如是光学传感器、霍尔效应传感器或磁场传感器。
[0021]所述推压机构10的右侧设置有支撑管伸缩机构12，支撑管伸缩机构12设置在所述燕尾导轨15的前方，支撑管伸缩机构12具有伸缩性支撑管120，伸缩性支撑管120从推压机构10的右侧穿过离开推压机构10的左侧并能够用于伸入到所述炉管内，从而起到支撑炉管防止炉管发生不期望弯曲的作用，并能够在支撑管伸缩机构12的驱动下在左右方向上往复移动；所述伸缩性支撑管能够从炉管的右端伸入炉管内并向炉管内供应加热流体，并且所述炉管弯曲设备还包括加热流体回收装置121，加热流体回收装置121能够从所述炉管的左端回收所述加热流体，所述加热流体能够对炉管进行升温从而利于弯曲变形。
[0022]所述炉管弯曲工艺包括如下步骤:
A.提供直线型炉管19；
B.将所述直线型炉管穿入所述左机架13上的一个通孔并向右推进，直至所述直线型炉管要进行弯曲加工的长度部分伸出于所述左机架13 ；
C.所述第二夹具4将所述直线型炉管的左端夹紧；
D.推压机构10运动，以使得第一夹具I夹紧直线型炉管的右端； E.第三夹具3和第四夹具2在第二夹具4和第一夹具I之间对直线型炉管夹紧，并使得第二夹具4、第三夹具3、第四夹具2和第一夹具I将直线型炉管的所述前臂分隔成长度相等的三个长度段；
F.所述三个弯曲液压装置9中的每个使其弯曲滚91分别接触所述三个长度段中相应的每个长度段的中点；
G.推压机构10的支撑管伸缩机构12将伸缩性支撑管120伸入直线型炉管的管内，并留下所述三个长度段中的左起第一个长度段未被支撑，左起第二和第三个长度段被支撑；所述伸缩性支撑管开始向所述炉管内供应加热流体，并且加热流体回收装置121开始从所述炉管内回收加热流体，所述加热流体对所述炉管进行升温；
H.左侧的弯曲液压装置9的弯曲滚开始向外顶压所述第一个长度段，从而使其发生直线形弯曲，推压机构10随着弯曲的进行而同步地跟随推压，同时，第三夹具3、第四夹具2也同步地跟随运动；在顶压的过程中，左侧的弯曲液压装置9在其行走驱动机构的驱动下向左运动，从而使其弯曲滚保持对应于所述第一个长度段中点的位置；到第一夹具4的右延伸限位块43和第三夹具3的左延伸限位块接触时，所述左侧的弯曲液压装置9的弯曲滚停止顶压，并且推压机构10停止继续向前推压；
1.推压机构10的支撑管伸缩机构12将伸缩性支撑管120回缩，从而使得留下所述三个长度段中的左起第一个长度段和左起第二个长度段均未被支撑，左起第三个长度段被支撑；
J.中间的弯曲液压装置9开始顶压所述左起第二个长度段，直至第三夹具3的右延伸限位块与第四夹具2的左延伸限位块接触；
K.推压机构10使得所述支撑管120完全回缩，以使三个长度段均未被支撑；
L.右侧的弯曲液压装置9开始顶压所述左起第三个长度段，直至第四夹具2的右延伸限位块与第一夹具I的左延伸限位块接触；
M.各个夹具松开，取走弯曲加工完毕的加热炉炉管。
【权利要求】
1.用弯曲滚距离传感器并以加热流体加热的直线型炉管的弯曲，其使用一种炉管弯曲设备，所述炉管弯曲设备包括左机架(13)和推压机构(10)，推压机构(10)在左机架(13)右方，所述左机架(13)的右侧后部固定连接有燕尾导轨(15)，燕尾导轨(15)在左右方向上水平延伸，燕尾导轨(15)的左端与所述左机架(13)固定连接，燕尾导轨(15)的右端与推压机构(10)的后部中的燕尾槽滑动连接，所述左机架(13)的前部设置有供炉管穿过的一个通孔；所述燕尾导轨(15)上在所述左机架(13)和推压机构(10)之间从左至右依次滑动设置有三个弯曲液压装置(9);推压机构(10)的左侧前部固定设置有第一夹具(I )，左机架(13)的右侧前部固定设置有第二夹具(4)，在所述左机架(13)和推压机构(10)之间设置有前导轨，所述前导轨在第二夹具(4)和第一夹具(I)之间直线延伸，并且当推压机构(10)沿着所述燕尾导轨(15)滑动时，第一夹具(I)能够沿着前导轨朝向第二夹具(4)滑动；所述前导轨上在第二夹具(4)和第一夹具(I)之间还滑动地设置有第三夹具(3)和第四夹具(2)，四个所述夹具(1、2、3、4)均包括夹具基体、后夹块(41)和前夹块(42)，每个所述夹具的所述后夹块(41)和前夹块(42)均沿着在所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面中的前后方向而相对地设置，并在夹具基体上能够实现接触夹紧和分离松开的动作；其中，所述后夹块(41)均位于所述前导轨后方，并且为长方体形状，所述前夹块(82、42)均位于所述前导轨前方，且为圆柱体形状；所述长方体形状和圆柱体形状的纵向轴线均垂直于所述炉管发生平面弯曲时的弯曲平面； 其中，所述第二夹具(4)的后夹块的右侧面上设置有向右侧延伸的右延伸限位块(43)，所述第一夹具(I)的后夹块的左侧面上均设置有向左侧延伸的左延伸限位块(14)，第三夹具(3)和第四夹具 (2)的后夹块的左、右侧面上均分别地设置有向左侧延伸的左延伸限位块和向右侧延伸的右延伸限位块； 所述三个弯曲液压装置(9)中的每个均包括驱动液压缸，所述驱动液压缸相对于燕尾导轨(15)的纵向轴线垂直设置，并且能够在燕尾导轨(15)上滑动；所述驱动液压缸的液压杆末端铰接有弯曲滚(91)，并且驱动液压缸能够沿着与燕尾导轨(15)垂直的方向驱动对弯曲滚(91)施加向前的弯管推力；所述三个弯曲液压装置(9)中的每个均还包括行走驱动机构，用以分别地驱动相应的弯曲液压装置(9)沿着燕尾导轨(15)滑动到不同位置；所述三个弯曲液压装置(9 )中每个弯曲液压装置(9 )的弯曲滚(91)的枢转轴附近设置有弯曲滚距离传感器，所述弯曲滚距离传感器能够分别检测弯曲滚(91)的枢转轴与弯曲滚(91)两侧夹具的距离，所述行走驱动机构能够根据所述弯曲滚距离传感器给出的距离信息控制相应弯曲液压装置(9)的位置，以使得相应弯曲液压装置(9)的弯曲滚(91)居于相邻两个夹具的中间位置；所述弯曲滚距离传感器可以例如是光学传感器、霍尔效应传感器或磁场传感器； 所述推压机构(10)的右侧设置有支撑管伸缩机构(12)，支撑管伸缩机构(12)设置在所述燕尾导轨(15)的前方，支撑管伸缩机构(12)具有伸缩性支撑管(120)，伸缩性支撑管(120)从推压机构(10)的右侧穿过离开推压机构(10)的左侧并能够用于伸入到所述炉管内，从而起到支撑炉管防止炉管发生不期望弯曲的作用，并能够在支撑管伸缩机构(12)的驱动下在左右方向上往复移动；所述伸缩性支撑管能够从炉管的右端伸入炉管内并向炉管内供应加热流体，并且所述炉管弯曲设备还包括加热流体回收装置(121 )，加热流体回收装置(121)能够从所述炉管的左端回收所述加热流体，所述加热流体能够对炉管进行升温从而利于弯曲变形； 所述炉管弯曲工艺包括如下步骤: A.提供直线型炉管(19); B.将所述直线型炉管穿入所述左机架(13)上的一个通孔并向右推进，直至所述直线型炉管要进行弯曲加工的长度部分伸出于所述左机架(13)； C.所述第二夹具(4)将所述直线型炉管的左端夹紧； D.推压机构(10)运动，以使得第一夹具(1)夹紧直线型炉管的右端； E.第三夹具(3)和第四夹具(2)在第二夹具(4)和第一夹具(I)之间对直线型炉管夹紧，并使得第二夹具(4)、第三夹具(3)、第四夹具(2)和第一夹具(I)将直线型炉管的所述前臂分隔成长度相等的三个长度段； F.所述三个弯曲液压装置(9)中的每个使其弯曲滚(91)分别接触所述三个长度段中相应的每个长度段的中点； G.推压机构(10)的支撑管伸缩机构(12)将伸缩性支撑管(120)伸入直线型炉管的管内，并留下所述三个长度段中的左起第一个长度段未被支撑，左起第二和第三个长度段被支撑；所述伸缩性支撑管开始向所述炉管内供应加热流体，并且加热流体回收装置(121)开始从所述炉管内回收加热流体，所述加热流体对所述炉管进行升温； H.左侧的弯曲液压装置(9)的弯曲滚开始向外顶压所述第一个长度段，从而使其发生直线形弯曲，推压机构(10)随着弯曲的进行而同步地跟随推压，同时，第三夹具(3)、第四夹具(2)也同步地跟随运动；在顶压的过程中，左侧的弯曲液压装置(9)在其行走驱动机构的驱动下向左运动，从而使其弯曲滚保持对应于所述第一个长度段中点的位置；到第一夹具(4)的右延伸限位块(43)和第三夹具(3)的左延伸限位块接触时，所述左侧的弯曲液压装置(9)的弯曲滚停止顶压，并且推压机构(10)停止继续向前推压；L.推压机构(10)的支撑管伸缩机构(12)将伸缩性支撑管(120)回缩，从而使得留下所述三个长度段中的左起第一个长度段和左起第二个长度段均未被支撑，左起第三个长度段被支撑； J.中间的弯曲液压装置(9)开始顶压所述左起第二个长度段，直至第三夹具(3)的右延伸限位块与第四夹具(2)的左延伸限位块接触； K.推压机构(10)使得所述支撑管(120)完全回缩，以使三个长度段均未被支撑； L.右侧的弯曲液压装置(9)开始顶压所述左起第三个长度段，直至第四夹具(2)的右延伸限位块与第一夹具(1)的左延伸限位块接触； M.各个夹具松开，取走弯曲加工完毕的加热炉炉管。
【文档编号】B21D11/07GK103920774SQ201410147491
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】俞灿 申请人:俞灿