本发明涉及薄壁金属管件弯曲成形技术领域，尤其是涉及一种磁性球冠面非嵌入式芯棒以及芯棒连接装置。
背景技术：
随着数控弯管技术广泛应用于空调、汽车、航空、船舶等多个领域，弯管在工业发展中占有越来越重要的地位，因此弯管的质量和性能将直接影响工业产品的结构合理性，安全性以及可靠性。
管件弯曲成形过程中会出现很多缺陷，主要有弯曲段外侧材料受拉壁厚减薄甚至拉裂，内侧受压壁厚增大起皱，管件的回弹及横截面扁化。薄壁管弯制中芯棒的主要作用是防止弯曲段横截面过度扁化，而芯棒的使用也会对管件的回弹角、弯曲段内外侧壁厚产生影响。芯棒的设计与应用合理地解决了弯曲成形中出现的部分问题，芯棒的设计对管件质量有重要影响。
目前，在有芯冷弯的薄壁管件弯曲成形过程中经常使用的芯棒形式为球窝式芯棒。球窝式芯棒能够多方挠曲，能适应各种变形，适用于薄壁管的单一、多次和复合弯曲。但是，球窝式芯棒的各个芯头以及芯头与芯轴之间的采用多个球节进行连接，球节顶端为球状体凸起，尾端为内凹的球形窝槽，各球节之间是球面铰接，其中一个球节顶端的球状体凸起嵌装在另一个球节尾端的内凹球形窝槽内。授权公告号为cn200967072y的专利文献公开了一种冷弯芯棒，为管材冷弯工艺中的芯棒，包括芯棒、芯棒弯头和固定球芯的固定块，固定块通过螺栓固定在芯棒的空腔内，其中，所述的芯杆弯头由芯头和活芯组成，所述芯头通过活芯与固定块连接，所述的活芯一端为球头，嵌入固定块底部中心设置的与之匹配的球窝中，另一端底部中心设有供另一活芯的球头嵌入的球窝。
但是球窝式芯棒节形状结构复杂，球节尾端是内凹的球形窝槽，制造加工困难，且加工精度难以保证；另外各个球节之间的连接采用的是球状体凸起嵌装在内凹球形窝槽内的方式，装配过程中需要将球节剖分为两半，然后在其尾部的内凹窝槽中嵌入另一球节的球状体凸起，装配拆卸困难；对于球窝式芯棒，其球状凸体和球体窝槽之间的连接处是一个薄弱部位，在弯曲成型后的抽芯过程中，由于芯棒与管件之间的摩擦力非常大，球状凸起和球体窝槽的连接处会受到很大的力，严重时会导致被拉断。
技术实现要素：
本发明提供了一种磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置，结构简单易制造加工，易装配拆卸，可解决现有技术的球窝式芯棒制造加工难和装配拆卸难的问题。
一种磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置，包括：
第一连接体，固定在芯棒的芯轴端部或者芯头上，背向所述芯轴的一侧开设有球冠的高小于球半径的第一球冠面凹槽，带有使第一球冠面凹槽具有吸附力的第一磁体；
第二连接体，固定在芯棒的芯头上，朝向所述芯轴的一侧开设有球冠的高小于球半径的第二球冠面凹槽，带有使第二球冠面凹槽具有吸附力的第二磁体；
导磁体球，两端分别嵌入所述第一球冠面凹槽和第二球冠面凹槽。
本发明的芯棒连接装置利用磁体把导磁体球(例如钢珠球)分别吸附在第一连接体、第二连接体的球冠面凹槽内，使得第一连接体、第二连接体与导磁体球之间的连接均为磁性球冠面非嵌入式连接；
本发明的芯棒连接装置的第一连接体、第二连接体与芯头、芯轴之间可以采用螺钉连接固定或其他紧固方式，从而构成整个芯棒。
本发明的芯棒连接装置结构简单易加工，且易于装配拆卸，提高了加工精度。
为了方便制造和安装，优选的，所述第一连接体朝向所述芯轴的一侧开有第一安装孔，所述第一安装孔内装有所述第一磁体。
优选的，所述第一连接体背向所述芯轴的一侧向外凸起形成凸台，所述凸台上开设有所述第一球冠面凹槽。外凸的凸台设计可以灵活控制两个相邻的芯头之间的距离，从而可以实现在管件弯曲过程中芯头发生相对转动时，相邻芯头之间不发生碰撞，同时也能够较好的实现芯头对管件的支撑作用。
为了方便制造和安装，优选的，所述第二连接体背向所述芯轴的一侧开有第二安装孔，所述第二安装孔内装有所述第二磁体。
优选的，所述第二连接体朝向所述芯轴的一侧开设有所述第二球冠面凹槽。第二连接体嵌入芯头一侧的圆柱凹槽内并采用螺钉连接固定两者，从而在保证相邻芯头之间的合适距离的前提条件下，使得第一连接体的设计、制造更加灵活可控。
优选的，所述第一球冠面凹槽的球冠的高大于第二球冠面凹槽的球冠的高。第一连接体的外凸凸台中心处的第一球冠面凹槽的球冠高大于第二连接体朝向芯轴的一侧的中心处的第二球冠面凹槽的球冠高，可以保证第一连接体、第二连接体与导磁体球之间的磁性球冠面非嵌入式连接更为可靠，不易松脱，同时也适应于第一连接体与第二连接体的尺寸设计。
优选的，所述第一球冠面凹槽的球冠的高与球冠的半径之比为0.6～0.8。此范围内的第一球冠面凹槽的球冠的高与球冠的半径的比值实现了第一连接体与导磁体球之间的连接为磁性球冠面非嵌入式连接，同时也能够保证在管件弯曲过程中第一连接体与导磁体球之间的磁性连接较为牢固可靠，不易松脱。
优选的，所述第二球冠面凹槽的球冠的高与球冠的半径之比为0.2～0.4。此范围内的第二球冠面凹槽的球冠的高与球冠的半径的比值实现了第二连接体与导磁体球之间的连接为磁性球冠面非嵌入式连接，同时也能够保证第二连接体的尺寸大小尽可能的小从而使得整个芯棒的设计更加灵活。
为了便于制造和安装，优选的，所述第一磁体和第二磁体为永磁体。永磁体结构简单，使用寿命长。常见的永磁体采用磁铁。磁铁形状可以为圆饼磁铁。
本发明还提供了一种磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置，包括依次连接的芯轴和多个芯头，所述芯轴和芯头之间以及相邻芯头之间通过上述的连接装置连接。
本发明的有益效果：
本发明的磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置，能够解决传统的球窝式芯棒所存在的制造加工难、装配拆卸难的问题，使芯棒的芯头与芯头、芯头与芯轴之间的连接方式为磁性球冠面非嵌入式连接，简单可靠且灵活，且结构简单易加工，易装配拆卸，还提高了加工精度。
附图说明
图1为本发明的磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置的爆炸示意图。
图2为本发明的磁性球冠面非嵌入式的芯棒的结构示意图。
图3为本发明的磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置的第一连接体的剖面示意图。
图4为本发明的磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置的第二连接体的剖面示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置包括第一圆饼磁铁1、第一连接体2、钢珠球3、第二连接体4和第二圆饼磁铁5。
其中，第一连接体2的左侧端圆柱部分开有圆孔，孔内装有第一圆饼磁铁1，第一连接体2的右侧端设有圆台，圆台顶面的中心处开有球冠的高小于球半径的第一球冠面凹槽201，钢珠球3被吸附在第一球冠面凹槽201内。
第二连接体4右侧端开有圆孔，孔内装有第二圆饼磁铁5，其左侧端面中心处开有球冠的高小于球半径的第二球冠面凹槽401，钢珠球3被吸附在第二球冠面凹槽401内。
本实施例通过第一圆饼磁铁1与第二圆饼磁铁5把钢珠球4分别吸附在第一连接体2与第二连接体4的球冠面凹槽内，形成了第一连接体2与第二连接体4与钢珠球3之间的磁性球冠面非嵌入式连接；然后通过螺钉连接使得本实施例的芯棒连接装置的第一连接体2和第二连接体4与芯轴6和芯头7之间连接固定，从而构成了芯棒，如图2所示。
如图3所示，第一连接体2的左侧端圆柱部分内开有圆孔，圆孔用于装第一圆饼磁铁1，右侧端圆台上顶面中心处开有球冠的高小于球半径的第一球冠面凹槽201，用于安装钢珠球3，形成了钢珠球3与第一连接体2之间的磁性球冠面非嵌入式连接。第一球冠面凹槽201的球冠的高与球冠的半径之比为0.8。
如图4所示，第二连接体4右侧端开有圆孔，圆孔用于装第二圆饼磁铁5，左侧端面中心处开有球冠的高小于球半径的第二球冠面凹槽401，用于安装钢珠球3，形成了钢珠球3与第二连接体4之间的磁性球冠面非嵌入式连接。第二球冠面凹槽401的球冠的高与球冠的半径之比为0.4。
综上所述，本实施例的磁性球冠面非嵌入式芯棒及其连接装置，能够解决传统的球窝式芯棒所存在的制造加工难、装配拆卸难的问题；通过第一连接体以及第二连接体内的圆饼磁铁把钢珠球分别吸附在各自的球冠面凹槽内，从而使得第一连接体、第二连接体与钢珠球之间形成了磁性球冠面非嵌入式连接，又通过螺钉连接把芯头、芯轴与该芯棒连接装置的第一连接体、第二连接体连接固定成一体，从而构成芯棒；芯棒的芯头与芯头、芯头与芯轴之间的连接方式为磁性球冠面非嵌入式连接，简单可靠且灵活；磁性球冠面非嵌入式芯棒连接装置结构简单易加工，且易装配拆卸，提高了加工精度。