本发明涉及一种胀管机上的夹紧装置，特别涉及一种胀管机上管端夹紧装置及其夹紧方法。
背景技术
胀管机是加热交换器空调机里一个重要部件的关键设备，其原理是：利用一根胀杆，在其端面设置大于铜管直径的胀球，在外力的作用下，胀球往铜管挤压，将铜管胀大，使之与散热片紧密接触，避免产生松动。
目前，市场上的胀管机在胀热交换器的铜管时，铜管由于定位夹紧不当，当胀管时由于胀球大于铜管，在铜管胀大后，就会自然地缩小了3~4％。因此，在这种生产模式之下所生产出来的热交换器往往就会浪费掉3~4％的原材料；并且采用大功率液压系统，浪费大量的电力资源，此外，胀管工艺是先在一个工位上胀管，然后在另一根工位上对管端扩口，需要两个工位，浪费时间。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中热交换器的金属管件径向胀大的同时会纵向收缩且每根金属管收缩的尺寸不一致，就会造成热交换器的金属管参差不齐及热交换器缩短的不足，现提供一种胀管机上管端夹紧装置及其夹紧方法，将管件上端夹紧保证管件轴向不会发生收缩的同时对管件的端口实现扩口。
本发明的技术方案如下：
一种胀管机上管端夹紧装置，该装置包括套筒、夹头组件、扩口冲头、胀管冲头、套筒安装板、夹头安装板、扩口冲头安装板和胀管冲头安装板，其特征是：
所述的套筒是一个薄壁圆柱筒，夹头组件包括夹头、夹头内圈、夹头外圈和n个球形滚动体，夹头是一个下端有台阶面的薄壁圆柱筒，夹头的外径与套筒的内径相同，夹头套装在套筒筒体的内圆柱面上，夹头下端外表面有一周深度均匀的台阶面，夹头下端内表面也有一周深度均匀的台阶面，在台阶面上设置n个沿圆周方向上均匀分布且贯穿于夹头的球形孔，夹头内圈安装在夹头内表面上的台阶面上，夹头外圈安装在夹头外表面上的台阶面上，夹头内圈和夹头外圈设有与上述球形孔位置对应的限位孔，夹头内圈和夹头外圈上的限位孔的最小直径小于球形滚动体的直径，夹头内圈和夹头外圈上的限位孔将球形滚动体通过间隙配合安装在夹头薄壁上的球形孔里，球形滚动体的直径大于夹头的壁厚，滚动体能够在夹头组件的径向方向上窜动，扩口冲头是一个下端带有一周沿径向方向上的凸台的薄壁圆柱筒，扩口冲头下端凸台的下端带有一周内收的倒斜面，扩口冲头下端凸台的外径小于夹头组件的内径，扩口冲头套装在夹头组件的内圆柱腔里。
优选的，所述的套筒上端与套筒安装板固定连接，所述的夹头上端与夹头安装板固定连接，所述的扩口冲头上端与扩口冲头固定板固定连接。
优选的，所述的夹头内圈的内径和夹头的内径相同，所述的夹头外圈的外径和夹头的外径相同。
优选的，所述的夹头外圈沿其轴线方向有一条切缝，在切缝的两侧各设有两个沿夹头径向方向贯穿于夹头外圈、夹头和夹头内圈的销钉孔，销钉通过销钉孔将夹头外圈、夹头和夹头内圈三者固定在一起。
优选的，所述的球形滚动体的数量与所述的夹头上的球形孔的数量相同。
优选的，所述的胀管冲头套装在扩口冲头的内圆柱腔里，胀管冲头的上端与胀管冲头连接板固定连接。
优选的，所述的套筒、夹头组件、扩孔冲头和胀管冲头四者的轴线相重合。
一种应用前面所述的胀管机上管端夹紧装置的夹紧方法，包括如下步骤：
①将待胀的管件的上管端朝上固定在竖直方向上，并且使待胀管件的直管端的轴线与夹头组件的轴线重合；
②夹头组件向下移动将待胀管件的上管端套装在夹头组件的内圆柱腔里，球形滚动体的位置完全通过管件的上端口；
③扩口冲头和胀管冲头同时向下移动，扩口冲头向下移动至待胀管件的上端口处时停止向下移动，此时胀管冲头在管件的内腔里继续向下移动直至胀管冲头的冲头完全通过夹头组件的下端口时，将胀管冲头停止向下移动；
④套筒向下移动直至套筒的下端口与夹头组件的下端口在同一位置时，将套筒停止向下移动，此时在套筒内筒面的挤压力的作用下，夹头组件上的所有滚动体在夹头组件的直径方向上向夹头组件的中心移动，在夹头组件的内筒面上形成一周凸起顶住管件的外圆柱面；
⑤扩口冲头在步骤③的位置下继续向下移动，在扩口冲头的倒斜面的作用下，扩口冲头从管件的上端口导入管件的内圆柱面，向下移动至与夹头组件上的球形滚动体形成将管件夹紧的状态后停止移动，此时管件外圆柱面在球形滚动体向内的挤压力和内圆柱面在胀管冲头的倒斜面向外的挤压力的共同作用下将管件夹紧，因为扩口冲头的最大直径大于管件的内径，所以扩口冲头在向下移动的时候是对管件扩口的一个过程；
⑥胀管冲头在步骤③的位置下继续向下移动完成整个胀管过程，由于管件的扩口段与未扩口段之间有一个过渡曲面，夹头组件上的滚动体作用在该曲面上的力在管件轴线方向上有一个向上的分力，即可以保证胀管冲头胀管时管件的整体长度不会发生改变。
本发明的有益效果
一种胀管机上管端夹紧装置及其夹紧方法，该装置包括套筒、夹头组件、扩口冲头和胀管冲头，夹头组件的夹头孔里通过夹头外圈和夹头内圈间隙配合安装n个球形滚动体，将夹头组件套在管件的端口处，将内圆柱面直径和夹头组件的外圆柱面直径相同的套筒套装在夹头组件的外圆柱面上，此时夹头组件上的球形滚动体在套筒内圆柱面挤压力的作用下在夹头直径的方向上向中心移动，此时在夹头组件的内圆柱面上形成一周的凸起，该凸起顶柱管件的外表面，直径大于管件直径的扩口冲头在管件的内圆柱面上将管件扩口，且沿管件轴线方向上向下移动直至与球形滚动体形成将管件夹紧的状态。
本发明采用球形滚动体作为一个夹紧力点，使该夹紧装置安装和拆装更加方便，因为球形滚动体的着力点为曲面，所以对管件的损伤较小；在扩口冲头夹紧的过程中也是对管件端口的扩口过程，不需要另设工位进行管端扩口，节约成本和时间，提高工作效率；由于扩口冲头扩口后，管件的扩口段与未扩口段之间有一个过渡曲面，夹头组件上的球形滚动体作用在该曲面上的力在管件轴线方向上有一个向上的分力，所以能够可以保证胀管冲头胀管时管件的整体长度不会发生改变，节省材料，提高产品质量。
附图说明
图1为一种胀管机上管端夹紧装置剖面示意图；
图2为图1中a的放大示意图；
图3为夹头组件的结构示意图；
图4为夹头组件的爆炸视图；
图5为扩口冲头的结构示意图；
图6为胀管冲头的结构示意图；
图中1.胀管冲头、2.管件、3.散热片、4.套筒、5.夹头、6.扩口冲头、7.夹头外圈、8.滚动体、9.夹头内圈、10.套筒安装板、11.夹头安装板、12.扩口冲头安装板、13.胀管冲头安装板、14.销钉、15.销钉孔、16.切缝、17.倒斜面。
具体实施方式
实施案例一：
参见图1-6，图中一种胀管机上管端夹紧装置，该装置包括套筒、夹头组件、扩口冲头、胀管冲头、套筒安装板、夹头安装板、扩口冲头安装板和胀管冲头安装板。
所述的套筒是一个薄壁圆柱筒，套筒上端与套筒安装板固定连接，夹头组件包括夹头、夹头内圈、夹头外圈和n个球形滚动体，夹头是一个下端有台阶面的薄壁圆柱筒，夹头上端与夹头安装板固定连接，夹头的外径与套筒的内径相同，夹头套装在套筒筒体的内圆柱面上，夹头下端外表面有一周深度均匀的台阶面，夹头下端内表面也有一周深度均匀的台阶面，在台阶面上设置n个沿圆周方向上均匀分布且贯穿于夹头的球形孔，夹头内圈安装在夹头内表面上的台阶面上，夹头外圈安装在夹头外表面上的台阶面上，夹头内圈的内径和夹头的内径相同，夹头外圈的外径和夹头的外径相同，夹头外圈沿其轴线方向有一条切缝，当夹头上的球形孔内放入滚动体后，夹头外圈更容易安装上去，在切缝的两侧各设有两个贯穿于夹头外圈、夹头和夹头内圈的销钉孔，销钉通过销钉孔将夹头外圈、夹头、夹头内圈三者进行固定，防止夹头外圈和夹头内圈发生相对转动，夹头内圈和夹头外圈设有与上述球形孔位置对应的限位孔，夹头内圈和夹头外圈上的限位孔的最小直径小于球形滚动体的直径，限制滚动体在球形孔内且还能在球形孔内窜动，夹头内圈和夹头外圈上的限位孔将球形滚动体通过间隙配合安装在夹头薄壁上的球形孔里，球形滚动体的直径大于夹头的壁厚，球形滚动体的数量与所述的夹头上的球形孔的数量相同，滚动体能够在夹头组件的径向方向上窜动，扩口冲头是一个下端带有一周凸台的薄壁圆柱筒，扩口冲头上端与扩口冲头固定板固定连接，扩口冲头下端凸台的下端带有一周内收的倒斜面，扩口冲头下端凸台的外径小于夹头组件的内径，扩口冲头套装在夹头组件的内圆柱腔里，胀管冲头套装在扩口冲头的内圆柱腔里，套筒、夹头组件、扩孔冲头和胀管冲头四者的轴线相重合。
实施案例二：
参见图1-6，图中一种根据实施案例一所述的胀管机上管端夹紧装置的夹紧方法，包括如下步骤：
①将待胀的管件的上管端朝上固定在竖直方向上，并且使待胀管件的直管端的轴线与夹头组件的轴线重合；
②夹头组件向下移动将待胀管件的上官端套装在夹头组件的内圆柱腔里，球形滚动体的位置完全通过管件的上端口；
③扩口冲头和胀管冲头同时向下移动，扩口冲头向下移动至待胀管件的上端口处时停止向下移动，此时胀管冲头在管件的内腔里继续向下移动直至胀管冲头的冲头完全通过夹头组件的下端口时，将胀管冲头停止向下移动；
④套筒向下移动直至套筒的下端口与夹头组件的下端口在同一位置时，将套筒停止向下移动，此时在套筒内筒面的挤压力的作用下，夹头组件上的所有滚动体在夹头组件的直径方向上向夹头组件的中心移动，在夹头组件的内筒面上形成一周凸起顶住管件的外圆柱面；
⑤扩口冲头在步骤③的位置下继续向下移动，在扩口冲头的倒斜面的作用下，扩口冲头从管件的上端口导入管件的内圆柱面，向下移动至与夹头组件上的球形滚动体形成将管件夹紧的状态后停止移动，此时管件外圆柱面在球形滚动体向内的挤压力和内圆柱面在胀管冲头的倒斜面向外的挤压力的共同作用下将管件夹紧，因为扩口冲头的最大直径大于管件的内径，所以扩口冲头在向下移动的时候是对管件扩口的一个过程；
⑥胀管冲头在步骤③的位置下继续向下移动完成整个胀管过程，由于管件的扩口段与未扩口段之间有一个过渡曲面，夹头组件上的滚动体作用在该曲面上的力在管件轴线方向上有一个向上的分力，即可以保证胀管冲头胀管时管件的整体长度不会发生改变；
⑦胀管过程完成后，胀管冲头向上移动至步骤③的位置后停止，扩口冲头向上移动至移出管件的内圆柱面，然后套筒向上移动至通过夹头组件上的滚动体的位置，夹头组件向上移动至离开管件的外圆柱筒面，最后胀管冲头向上移动至移出管件的内圆柱腔，胀管过程结束。