一种弯管机的制作方法

本实用新型涉及一种管材加工设备，具体地说，涉及一种弯管机。

背景技术：

公布号为CN103350125A的专利文献中公开了一种四通换向阀D接管的加工方法，该加工方法包括利用弯管机对一段直管进行弯管操的弯管步骤及对弯管之后的管端进行成型加工的成型步骤，以获取结构如图1所示的四通阀D接管01。

在弯管步骤中，通过弯管操作将直管折弯成如图2所示的半成品02，半成品02的尺寸通常为长度120毫米、管径9.2毫米、壁厚0.8-1.0毫米及弯管部010的半径26毫米，其在弯管机上的受夹管部021的长度为L1，由于弯管过程中管件外侧受拉而内侧受应力，对于材料为不锈钢的管件，当L1为7.25毫米时，会导致弯曲后的管端斜度L2达到1.0毫米上，难以达到四通换向阀的使用要求，需要在成型步骤中增设切割步骤，以切除倾斜布置部分管端。不仅增加了处理工序，且由于刀具切割不锈位于断续切割使得刀具损耗很大，通常一个进口刀片寿命只有千支可加工，导致其加工成本难以降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种弯管机，以免弯管时管件端口出现过大的斜度，从而可略去后续处理程序中的管端切割工序，有效地降低管件的弯管处理成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供的弯管机包括控制单元、机架及安装在机架上且受控制单元控制的机头，机头包括导模单元、夹持模具单元、芯棒辅夹单元与弯管电机，夹持模具单元用于夹持管件的受夹管部，弯管电机通过驱动主轴驱动夹持模具单元绕驱动主轴的旋转轴线转动以对管件进行弯管操作；芯棒辅夹单元受驱动主轴驱动地与夹持模具单元绕旋转轴线同步转动，其包括辅夹芯棒，辅夹芯棒用于从管件的前端口伸入并伸至受夹管部中，与夹持模具单元配合以在管件径向上夹持受夹管部。

在夹持模具组件对管件的受夹管部进行夹持前，从管件的前端口向其受夹管部伸入一根辅夹芯棒，基于辅夹芯棒对管件内壁的支撑及夹持模具单元在管件外壁上沿径向朝里的夹持力，以实现对管件径向上的夹持而夹持更紧，从而可在弯管过程中，有效减少管件端部内侧与外侧反向移位的变化程度，同时通过导模在弯管过程中对管件外侧壁施加的辅推力，以减少管件外侧壁所受拉应力，即减少了管件端部在弯管处理之后的倾斜程度至满足工程安装要求，以可略去后续处理中的管端切割工序，有效的降低四通换向阀D接管等零部件的加工成本。

一个具体的方案为芯棒辅夹单元还包括用于驱动辅夹芯棒伸入或抽离管件的驱动器。有效地提高该弯管机的自动化程度。

另一个具体的方案为夹持模具单元包括圆模与夹模，圆模固设在驱动主轴上并与夹模配合而夹持管件；夹模通过夹持驱动机构安装在机头的摆臂上，摆臂受驱动主轴驱动地与圆模同步转动；芯棒辅夹单元安装在摆臂上。通过将芯棒辅夹单元固设在摆臂上，可很好地使其保持与夹持模具单元的同步转动，以简化机头结构。

更具体的方案为摆臂上固设有升降单元，该升降单元用于驱动芯棒辅夹单元相对圆模在竖向上往复升降。通过控制芯棒辅夹机构的上下移动，一方面，可以减少卸料时对管件的干涉；另一方面，可以适用于由两层以上的圆模与夹模构成的夹模模具单元。

另一个具体的方案为机头上设有升降单元，该升降单元用于驱动辅夹芯棒相对夹持模具单元在竖向上往复升降。通过控制辅夹芯棒的上下移动，一方面，可以减少卸料时对管件的干涉；另一方面，可以适用于由两层以上的圆模与夹模构成的夹模模具单元。

优选的方案为升降单元包括到位检测传感器，到位检测传感器用于检测辅夹芯棒是否被升至与送料小车的送料主轴共中心轴线的位置处，并向控制单元输出到位检测信号。有效地提高辅夹芯棒移动到位的准确率。

另一个优选的方案为机头的导模单元包括导模靠山及导模，导模通过沿竖向布置的燕尾键槽机构安装在导模靠山上，导模靠山在导模的上下两侧位置处各固设有悬臂式支撑座；悬臂式支撑座上安装有螺杆端抵靠导模的调节螺钉，位于导模两侧的调节螺钉用于对导模在竖向上的位置进行协同调节。便于对导模在竖向上位置的调整。

更优选的方案为机架上设有辅弯芯棒单元，辅弯芯棒单元包括从管件后端口伸入管件中待弯管部处的辅弯芯棒；受夹管部为管件的前端部。有效地减少弯管部出现截面椭圆化或壁皱的问题，进一步提高管件的弯管质量。

附图说明

图1为现有一种四通换向阀D接管的结构示意图；

图2为现有一种四通换向阀D接管半成品的结构示意图；

图3为本实用新型弯管机实施例的立体图；

图4为图3的A局部放大图；

图5为图3的B局部放大图；

图6为本实用新型弯管机实施例中机头在略去导模单元后的结构分解图；

图7为本实用新型弯管机实施例中导模单元的立体图；

图8为使用本实用新型实施例对管件进行弯管处理的流程图；

图9为使用本实用新型弯管机实施例对管件进行弯管操作的初始状态示意图；

图10为使用本实用新型弯管机实施例对管家进行弯管操作的结束状态示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

弯管机实施例

参见图3至图7，本实用新型弯管机为双弯头式数控弯管机，包括机架11、控制单元及安装在机架11上且受控制单元控制的左送料小车12、左机头13、右送料小车14、右机头15、左辅弯芯棒单元17及右辅弯芯棒单元18。右送料小车14与左送料小车12的结构相同，右机头15的结构与左机头13的结构页相同，有辅弯芯棒单元18的结构与左辅弯芯棒单元17的结构相同，下面将以左送料小车12、左机头13、左辅弯单元17的结构为例对它们结构与工作过程进行详细说明。

如图3至图5所示，左送料小车12包括固定在机架11上的两根相互平行布置的直线导轨21，可滑动地安装在直线导轨21上的送料滑台22，沿平行于直线导轨21的长度方向布置地固定在机架11上的送料齿条23，可绕自身轴线转动地安装在送料滑台22上的送料主轴24，安装在送料主轴24前端且由夹爪气缸27驱动的三瓣式夹爪240，用于驱动送料主轴24转动的旋转伺服电机25，及通过设于转子轴上的齿轮与送料齿条23配合而驱动送料滑台22沿直线导轨21往复移动的送料伺服电机26。

如图3、图5、图6及图7所示，左机头13包括安装座30、摆臂31、夹持模具单元4、芯棒辅夹单元5、升降单元6、导模单元7及通过同根驱动主轴驱动摆臂31与夹持模具单元4绕驱动主轴的旋转轴线01转动的弯管电机32。其中，驱动主轴包括传动轴33及与传动轴33固定连接的连接轴34，传动轴33通过齿轮传动机构或链条传动机构与弯管电机32传动连接。

安装座30通过固定螺栓固定在机架11上，以将整个左机头13固定在机架11上。摆臂31通过固定螺栓固定在传动轴33上，以随驱动主轴转动。

如图3、图5及图6所示，夹持模具单元4包括圆模41与夹模42，圆模41固定在连接轴34，以在驱动主轴的驱动下而与摆臂31绕旋转轴线01同步转动；夹模42固定在夹模靠山43上，夹模靠山43通过夹持驱动机构安装在摆臂31上；夹持驱动机构包用于驱动夹模42靠近圆模41而实现闭合或远离圆模41而实现张开，以控制圆模41上的圆模腔410与夹模42上的夹模腔在横向上闭合而实现对管件的夹持或张开而实现对管件的释放。

如图3、图5及图6所示，芯棒辅夹单元5包括安装座50、辅夹芯棒51及驱动器52，辅夹芯棒51可沿送料主轴24的轴向滑动地安装在安装座50上；驱动器52通过其定子固设在安装座50上，且其动子与辅夹芯棒51固定连接，以推拉辅夹芯棒51沿轴向往复移动。其中，驱动器52为直线位移输出装置，可选自直线电机、油缸、气缸或旋转电机与丝杆螺母机构的组合，在本实施例中选用油缸。

如图3、图5及图6所示，升降单元6包括通过固定螺栓固定在摆臂31上的安装板60，通过沿竖向布置的导轨滑块机构61可滑动地安装在安装板60上的竖向滑板62，用于驱动竖向滑板62在竖向上往复移动的驱动器63，及用于检测辅夹芯棒51在竖向上是否移动到与送料主轴24共中心轴线的位置处的到位检测传感器，该到位检测传感器向控制单元输出到位检测信号，以使控制单元根据到位检测信号控制驱动器63的动子在竖向上的位移量。驱动器63为直线位移输出装置，可选自直线电机、油缸、气缸，在本实施例中选为油缸。芯棒辅夹单元5通过其安装座50固定在竖向滑板62上，从而通过驱动器63驱动竖向滑板62沿直线导轨滑块机构61在竖向上往复移动而推动芯棒辅夹单元5在竖向上往复移动，继而推动辅夹芯棒51升至与送料主轴24共中心轴线的位置，以实现驱动器52能推动辅夹芯棒51从管件的前端口处伸入管件中，或下降至位于送料主轴24的下方位置，以避让管件的卸料。且在摆臂31与夹持模具单元4在驱动主轴的驱动下绕旋转轴线01转动时，使整个芯棒辅夹单元5能绕旋转轴线01与二者绕旋转轴线01同步转动。在本实施例中，到位检测传感器选用行程开关。

如图3、图5、图6及图7所示，导模单元7包括导模靠山70、导模71、二维驱动机构72及调整机构73，其中，导模71通过沿竖向布置的燕尾键槽机构710安装在导模靠山71上，导模靠山71通过二维驱动机构72安装在安装座30上，二维驱动机构72用于驱动导模靠山72沿送料主轴24的轴向及垂直与该轴向的横向上移动，以实现对装夹在送料主轴24上的管件的单侧夹持及在弯管过程中沿轴向的辅推。

该二维驱动机构72包括通过沿横向布置的导轨滑块机构720安装在机头30上的横向滑板721，推动横向滑板721沿横向移动的横向驱动器，固定在横向滑板721上的L型安装座722，及推动导模靠山71沿轴向滑动的轴向驱动器；横向驱动器为直线位移输出装置，可选自直线电机、油缸、气缸等，在本实施例中选自气缸。导模靠山71通过沿送料主轴24的轴向布置的直线导轨滑块机构724安装在L型安装座722上，轴向驱动器为直线位移输出装置，可选自直线电机、油缸、气缸等，在本实施例中，轴向驱动器选为包括固设在L型安装座722上的旋转电机723、固设在旋转电机723的转子轴上的齿轮及固设在导模靠山71上且与齿轮相配合的直齿条，该直齿条沿送料主轴24的轴向布置。

导模靠山70在导模71的上下两侧位置处各固设有悬臂式支撑座，分别为下悬臂式支撑座725与上悬臂式支撑座727，在下悬臂式支撑座725上的螺孔内安装有螺杆端抵靠导模71下表面上的下调节螺钉726，在上悬臂式支撑座727上的螺孔内安装有螺杆端抵靠导模71上表面上的上调节螺钉728，从而通过上下两根调节螺钉协同往下拧动而使导模70往下移动或协同往上拧动而使导模70上移，从而达到对导模71相对导模靠山70在竖向上的位置进行调整。

如图3及图4所示，左辅弯单元17包括安装在机架11上的L型安装座80、辅弯芯棒及安装在安装座80上用于推拉辅弯芯棒的驱动器82，在本实施例中，辅弯芯棒选用圆柱球头芯棒，驱动器82为油缸。

在本实施例中，当本弯管机1放置在水平面上时，即驱动主轴沿垂向布置时，送料主轴24的轴向沿水平方向布置，文中所列“横向”是指与送料主轴24的轴向相垂直的水平方向，也与装夹在送料主轴24上管件的轴向相正交；所列“竖向”是指垂向，即其也与送料主轴24的轴向相正交。管件的“前端口”与“后端口”是指，沿送料主轴24指向圆模41的方向，即沿送料主轴指向夹持模具单元的方向，管件的下游端口为前端口，上游端口为后端口。

如图1至图10所示，控制单元包括处理器、存储器及用于接收操作人员输入指令的触摸屏，存储器存储有计算机程序，处理器在接收到在触摸屏上输入的操作指令后，执行存储在存储器中对应的计算机程序，实现如图8所示的夹持步骤S1、弯管步骤S2及卸料步骤S3，以对管件执行弯管操作。

夹持步骤S1，左送料小车12沿送料主轴24的轴向前移，将装夹在送料主轴24上的待弯管件02的前端部送至夹持模具单元4的夹持模腔中；驱动器52驱动辅夹芯棒51从管件02的前端口021伸入并伸至管件的受夹管部中，辅弯芯棒单元17将辅弯芯棒81从管件02的后端口020伸入并伸至管件02的待弯管部处；夹持模具单元4控制夹模42向圆模41靠近而夹持管件02的受夹管部022，导模单元7驱动导模70沿横向移动以单侧夹持管件。

在该步骤中，管件的受夹管部为其前端部，从而可弯管出四通换向阀D接管的半成品。夹持后各主要部件的分布示意图如图9所示，其中，辅夹芯棒51对受夹管部022的内壁进行支撑，而夹模42与圆模41在受夹管部022的外壁上施加沿其径向朝里的夹持力，从而在管件径向上对受夹管部022进行夹持，以有效地减少受夹管部022在弯管过程中内侧管壁受应力而外侧管壁受拉力而出现前端口021的端面出现倾斜度。

弯管步骤S2，弯管电机32驱动夹持模具单元4绕旋转轴线01转动以对管件02进行弯管操作，同时，导模单元7驱动导模70沿轴向移动以辅推管件02。

在弯管过程中，辅弯芯棒81的球头端可对管件弯管部进行抵靠限位而有效地避免其横截面变椭圆等问题。完成弯管后各主要部件的分布示意图如图10所示。

卸料步骤S3，夹持模具单元4控制夹模42远离圆模41而张开，驱动器52将辅夹芯棒51从管件中抽出，驱动器63控制整个芯棒辅夹单元5下移以减少对管件卸料的干涉。

通过增设上述芯棒辅夹单元5，即在弯管过程中，通过辅夹芯棒51与圆模41、夹模42里外夹持配合而提高对受夹管部的夹持力度，即可减少管部移位距离，并辅以导模70在弯管过程中的辅推力，以减少弯管部外侧所受拉应力，对如图2所示尺寸管件进行弯管处理后，其端面斜度L2可从当前技术的1毫米缩小至0.2-0.3毫米，从而可直接在工程中进行转配使用，无需再进行端部进行平面加工，不仅省去端部切割程序，且减少材料浪费。

本实用新型的主要构思是通过在机头上增设芯棒辅夹单元，与夹持模具单元配合而在管件径向上夹持管件，以能很好的夹紧管件的受夹管部，有效地减少管件的受夹管部在弯管过程中内侧与外侧变形移位量，达到省去端面平整工序与节约材料的要求，根据本构思，夹持模具组件、导模单元、升降单元、辅弯芯棒单元、送料小车的结构还有多种显而易见的变化。其中，机头与机架之间的安装关系并不局限于上述实施例中的直接固定连接关系，还可通过中间机构而间接地安装在机架上，例如在机架上安装有用于控制整个机头在送料主轴的轴向上、垂直于该轴向上的竖向、或垂直于该轴向的横向上中的一个方向或两个以上方向上的移动。夹持模具单元并不局限于上述实施例中由圆模与夹模组成的横向启闭式夹持机构，还可设置成在竖向上的上下合模式结构。此外，弯管电机构成本实用新型中的弯管驱动器，但弯管驱动器的结构并不局限于上述实施例中的电机结构，还可采用其他旋转动力输出装置构成本实用新型中的弯管驱动器，比如通过齿轮齿条机构将气缸、油缸等直线运动转换成齿轮的旋转运动而输出旋转动力。