中空薄壁管件旋拧设备及其运行方法与流程

本发明涉及机械加工装置技术领域，具体指一种中空薄壁管件旋拧设备及其运行方法。

背景技术：

在建筑装饰行业，铁艺占有很重要的份额，传统的铁艺材料广泛采用实心铸件和锻件。现有绝大部分的麻花型方型杆件都采用旋拧机来加工，市场上现有的电动旋拧机是利用了金属材料在扭曲过程中产生的塑性变形使材料形成麻花状，产生美的艺术效果。旋拧后的方杆可用在艺术楼梯、围栏、铁艺门、阳台等装饰领域。

在一些强度要求不高的装饰领域，目前这种装饰性实心杆件存在造价高，重量大，安装劳动强度大的缺点。生产此种杆件的旋拧机也存在旋拧力不足，浪费能源严重等缺点。但是薄壁方管的旋拧加工一直存在薄壁易破裂、麻花形变形不均匀、生产效率低等技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中空薄壁管件旋拧设备及其运行方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种中空薄壁管件旋拧设备，包括电机、减速机、卡盘、下装卡机构，以及灌砂装置；

所述电机和减速机固定在立式机架的一侧，减速机设置在电机的下方并与电机的输出轴连接，减速机的输出轴连接第一连接板，第一连接板通过连杆与第二连接板连接，第二连接板下表面固定设置卡盘；

立式机架包括竖直设置的光轴和丝杠，在光轴和丝杠上设置有升降架，升降架的一侧固定设置下装卡机构；

所述下装卡机构用于装卡薄壁方管的下部管段，其包括可开合的第一卡块和第二卡块，第一卡块和第二卡块的一侧通过铰接接头铰接，以使两个卡块可以绕铰接接头打开，在第一卡块和第二卡块的另一侧设置有偏心轮压紧机构，偏心轮压紧机构包括一L形连接件，L形连接件的一端与第一卡块铰接，L形连接件的另一端与偏心轮铰接，偏心轮上设置有手柄，在第一卡块和第二卡块之间开设有用于装卡薄壁方管的方孔，当装卡薄壁方管时，将薄壁方管插入方孔中，然后调整偏心轮压紧机构，使偏心轮压紧第二卡块，从而将薄壁方管卡死；

灌砂装置包括漏斗、储砂灌和软管，漏斗通过滑轨滑动连接在第一连接板和第二连接板之间的连杆上，储砂灌固定在立式机架上，储砂灌下端与软管连接。

在上述技术方案中，第一连接板和第二连接板均为圆形，且第一连接板和第二连接板相互平行设置，所述连杆至少为两个，连杆竖直设置，连杆的两端分别连接第一连接板和第二连接板。

在上述技术方案中，在立式机架底端还设置有收集箱，用于收集薄壁方管中的铁砂。

在上述技术方案中，方孔与减速机输出轴同轴。

中空薄壁管件旋拧设备的运行方法：预先根据加工需求，调整好下装卡机构的位置，打开下装卡机构，将薄壁方管放入下装卡机构的方孔中，并将薄壁方管的顶端穿入卡盘，调整薄壁方管穿入卡盘的深度，卡盘的底面到下装卡机构上表面的距离为麻花形变形段，卡盘的底面以上的管段为非变形段，下装卡机构上表面以下的管段亦为非变形段；然后闭合下装卡机构并锁紧卡盘，将薄壁方管固定；然后用下堵头封堵薄壁方管的下端口；然后通过软管向漏斗内注入铁砂，使铁砂注满薄壁方管；注满铁砂后，在薄壁方管上端口封堵上堵头；然后启动电机对薄壁方管进行扭拧，扭拧过程中铁砂起到传递力矩的作用，使薄壁方管旋拧过程受力均匀，保证薄壁方管形变均匀稳定；旋拧完成之后关闭电机，取下上堵头和下堵头，使薄壁方管中的铁砂排出；最后打开下装卡机构和卡盘，取出旋拧后的薄壁方管。

在上述技术方案中，铁砂为小圆柱体形状，圆柱直径为2mm，圆柱长3mm，圆柱体相比球体有助于传递力矩，且圆柱体铁砂自身有一定的形变能力，可以保证薄壁方管旋拧过程受力均匀，保证薄壁方管形变均匀稳定。

本发明的优点和有益效果为：

本发明设计合理、自动化程度较高，可以方便的完成对工件的装卡、注砂、旋拧等一些列操作。通过灌砂装置实现了方便地向薄壁方管内部注入铁砂，其中的漏斗滑动设置，可以任意调节漏斗的高度，以适应薄壁方管插入卡盘的距离，保证漏斗的底端与薄壁方管上端口接触对准；旋拧时利用特殊填充物(铁砂)保证旋拧加工中薄壁方管不会破损，管件扭转变形均匀，解决了管件薄壁易破裂、麻花形变形不均匀、生产效率低等难题；薄壁方管内的特殊填充物性质稳定，可循环利用，无损耗，不会污染环境。

本发明生产的空心装饰管件，在外形上与实心杆件完全相同，在绝大多数装饰领域，完全可以替代实心杆件，可以节约大量玛钢铸铁，还可以减少在其炼制、运输、安装等环节中产生的费用和能源消耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是下装卡机构的俯视图。

图3是本发明的局部放大视图。

其中，A为薄壁方管，1为电机，2为减速机，3为第一连接板，4为连杆，5为第二连接板，6为卡盘，7为下装卡机构，8为漏斗，9为收集箱，10为立式机架，11为滑轨，12为升降架，13为光轴，14为丝杠，15为储砂灌，16为软管，

7-1为第一卡块，7-2为第二卡块，7-3为铰接接头，7-4为L形连接件，7-5为偏心轮，7-6为手柄，7-7为方孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

参见附图1，本发明所涉及的一种中空薄壁管件旋拧设备，参见附图1，包括电机1、减速机2、卡盘6、下装卡机构7、以及灌砂装置，

所述电机1和减速机2固定在立式机架10的一侧，减速机2设置在电机1的下方并与电机的输出轴连接，减速机2的输出轴连接第一连接板3，第一连接板3通过连杆4与第二连接板5连接，第二连接板5下表面固定设置卡盘6；其中，第一连接板3和第二连接板5均为圆形，且第一连接板3和第二连接板5相互平行设置，所述连杆4至少为两个，连杆4竖直设置，连杆4的两端分别连接第一连接板3和第二连接板5；

立式机架10包括竖直设置的光轴13和丝杠14，在光轴13和丝杠14上设置有升降架12，升降架12的一侧固定设置下装卡机构7；

参见附图2，所述下装卡机构7用于装卡薄壁方管的下部管段，其包括可开合的第一卡块7-1和第二卡块7-2，第一卡块7-1和第二卡块7-2的一侧通过铰接接头7-3铰接，以使两个卡块可以绕铰接接头7-3打开，在第一卡块7-1和第二卡块7-2的另一侧设置有偏心轮压紧机构，偏心轮压紧机构包括一L形连接件7-4，L形连接件7-4的一端与第一卡块7-1铰接，L形连接件的另一端与偏心轮7-5铰接，偏心轮上设置有手柄7-6，在第一卡块7-1和第二卡块7-2之间开设有用于装卡薄壁方管的方孔7-7，当装卡薄壁方管时，将薄壁方管插入方孔7-7中，然后调整偏心轮压紧机构，使偏心轮7-5压紧第二卡块7-2，从而将薄壁方管卡死。

参见附图3，灌砂装置包括漏斗8、储砂灌15和软管16，漏斗8通过滑轨11滑动连接在第一连接板3和第二连接板5之间的连杆4上，储砂灌15固定在立式机架10上，储砂灌15下端与软管连接；

在立式机架10底端还设置有收集箱9，用于收集薄壁方管A中的铁砂。

使用时，参见附图1，预先根据加工需求，调整好下装卡机构7的位置，打开下装卡机构7，将薄壁方管A放入下装卡机构7的方孔中，并将薄壁方管A的顶端穿入卡盘6，调整薄壁方管A穿入卡盘6的深度，卡盘6的底面到下装卡机构7上表面的距离为麻花形变形段，卡盘6的底面以上的管段为非变形段A-1，下装卡机构7上表面以下的管段亦为非变形段A-2(所以可以通过调整薄壁方管A穿入卡盘6的深度，以及下装卡机构7的上下位置，来控制薄壁方管的中间变形段和上、下非变形段的长度)；然后闭合下装卡机构7并锁紧卡盘6，将薄壁方管A固定；然后用下堵头封堵薄壁方管的下端口(图中未标出下堵头)；然后通过软管16向漏斗8内注入铁砂(铁砂为小圆柱体形状，圆柱直径为2mm，圆柱长3mm)，使铁砂注满薄壁方管A；注满铁砂后，在薄壁方管A上端口封堵上堵头(图中未标出上堵头)；然后启动电机对薄壁方管A进行扭拧，扭拧过程中铁砂起到传递力矩的作用，使薄壁方管旋拧过程受力均匀，保证薄壁方管形变均匀稳定；旋拧完成之后关闭电机，取下上堵头和下堵头，使薄壁方管A中的铁砂排出(需要人工对管壁进行敲打，以促进铁砂排出)；最后打开下装卡机构7和卡盘，取出旋拧后的薄壁方管A。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。