铝合金环形管光整圆弧成型装置的制作方法

本发明涉及铝合金管成型技术，特别是一种铝合金环形管光整圆弧部成型装置。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着工业经济的飞速发展，铝合金焊接结构件以及圆管制品需求日益增多，而目前对金属管的环(弧)形制造均无法避免圆弧段的形变。如专利公开号为cn107695686a，一种u形铜管成型机，包括底座，底座上设置有液压缸，液压缸的下方设置有压杆，压杆的下方设置有可旋转的转盘，转盘上均匀环形设置有5个工位，5个工位内都设置有紧固装置，紧固装置由弧形片和气缸杆构成，弧形片环形设置在工位的内部，5个工位包括按压工位、切割工位、端面摩擦工位、弯管工位和推出工位。这种设备也只能实现挤压、切割、端面摩擦和弯管一体化，无法避免弯管部位的尺寸变化，即在内径外径变化过程中，弯管部位的横截面并不是完整的整圆，而是非正圆结构。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决铝合金管体环形圆弧加工过程中的形变问题，提供一种铝合金环形管光整圆弧部成型装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种铝合金环形管光整圆弧成型装置，包括机架，其特征是所述机架上水平设有成型主模，成型主模包括固定在机架上的圆形定模，圆形定模圆周上设有与铝合金圆管外径配合的弧形模槽，与圆形定模配合水平设有沿所述圆形定模圆周运动的行星模；机架上还设有铝合金圆管固定模，并设有注砂机，所述注砂机设有与所述铝合金圆管端部配合喷砂嘴；在机架上相对注砂机位置的另一端设有加塞机构；所述加塞机构在铝合金圆管处于预备状态下在所述铝合金圆管一端加装缓冲堵头；所述注砂机中装有天然河砂，天然河砂的粒径为0.2～4mm。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述成型主模中行星模的运动轨迹是以圆形定模中心为圆心做圆周运动。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述的成型主模中圆形定模为快装式结构，行星模距圆形定模的中心距离为可调节结构。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述的圆管固定模沿铝合金圆管初始状态的垂直方向设有调距导轨，圆管固定模中还设有可拆式定位模。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述注砂机包括设置在底部的x\y两个方向的双向移动导轨，注砂机上设有储砂斗，储砂斗底端设有伸缩式出砂管，喷砂嘴连接在伸缩出砂管上。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述加塞机构包括基座，基座内设有缓冲堵头进料槽，基座一端沿缓冲堵头轴线方向设有计量加压枪。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，其特征在于，所述的缓冲堵头包括管式套座，管式套座朝铝合金圆管一端外圆为圆锥面，管式套座外圆上设有具有环形内腔的收紧箍，所述收紧箍环形内腔和铝合金圆管壁厚过盈配合。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述的缓冲堵头包括管式套座，管式套座外圆上设有具有环形内腔的收紧箍，管式套座内孔中设有缓压杆，缓压杆通过位于管式套座内的弹性件复位。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述缓压杆中设有气孔，所述气孔孔径＜0.2mm。

前述的铝合金环形管光整圆弧成型装置中，作为优选，所述的天然河砂含水量为5～20％。

铝合金材料密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。尤其是一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。本技术方案针对具有优良热塑性的锻造类铝合金管子，在进行弯弧成型过程中时，其内径变小、表面凹陷等问题进行设计，把整个装置布置在易操作的机架上，以机架上的成型主模为中心，成型主模由一个圆形定模和移动中的行星模组成，圆形定模圆周上的弧形模槽作为铝合金圆管成型过程的底模，行星模与圆形定模配合并沿圆形定模的圆周对管体进行压延。本装置管体直线一段作为铝合金圆管的基本固定部位，由固定模完成。

进一步，为了铝合金圆管在弧度成型过程中内径保持不变，本装置设计了注砂机，即先向管体内注入天然河砂，使河砂充满管体内腔。河沙是天然石在自然状态下，经水的作用力长时间反复冲撞、摩擦产生的，其成份较为复杂、表面有一定光滑性，特别是河沙颗粒圆滑，洁净，来源广，无味，流动性好。在弯曲过程中管壁会受到较大的挤压力，这些挤压力通过河砂传递到管体内腔各个方向，颗粒较细的河砂也同时随着管体的变形作细小移位，避免管体内部受到硬压，形成一种“软”缓冲+内支撑的效果，由于管体内腔体积所限，弯曲段变形完全由管壁厚度自身形变补充，由此获得内孔为基本整圆的弯弧段，当然管体外表同样会平滑光整。

本装置通过加塞机构对预备状态下的铝合金圆管进行封头，在管体一端加装缓冲堵头，这种缓冲堵头的内部压力可以通过弹性体进行调节，针对不同直径的铝合金圆管适当调整承压力。在使用时，由于弯管成型速度比较慢，即行星模自转、公转速度必须配合铝合金管壁形变速度，所以在工作过程中，内部河砂的体积微变、气体等因素均由缓冲堵头一一排除。

本发明的有益效果是：在被弯曲的管体内部形成一种“软”缓冲和内支撑，使管体弧段成型时内腔所产生的变量被抵御，从而获得内径、外径均为整圆的弯弧产品，且外形美观，提供了一种现有技术对弯头基本采用铸造、锻造等制造方式之外的方法，整个装置稳定可靠，可实现全自动化作业。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图(俯视图)。

图2是本发明的一种注砂机结构示意图。

图3是本发明的一种成型主模结构示意图。

图4是本发明的一种固定模结构示意图。

图5是本发明的一种缓冲堵头结构示意图。

图中：1.机架，2.注砂机，201.双向移动导轨，202.喷砂枪，203.放砂阀，204.储砂斗，205.伸缩式出砂管，206.喷砂嘴，3.固定模，301.模架，302.定位模，303.定位模座，304.调距导轨，4.铝合金圆管，5.加塞机构，6.成型主模，601.圆形定模，602.行星模，603.行星电机，604.支撑调节板，605.公转电机，606.主动齿轮，7.缓冲堵头，701.管式套座，702.缓压杆，703.收紧箍，704.弹性件，705.气孔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种铝合金环形管光整圆弧成型装置，参见图1，设有机架1工作台，在机架1上设有水平布置的成型主模6，成型主模6一侧的机架1上设有铝合金圆管固定模3，固定模3的一侧安装注砂机2，在机架1上相对注砂机2位置的另一端设置加塞机构5。

具体地说，注砂机2包括设置在底部的x\y两个方向的双向移动导轨201，注砂机2上设有储砂斗204，如图2所示，储砂斗204下方设有放砂阀203，放砂阀203下端连接有伸缩式出砂管205，伸缩出砂管205端部连接有喷砂嘴206，喷砂嘴206具有两个外接接头，一个接头在上方与伸缩出砂管205连接，另一个接头沿喷砂嘴206轴向布置，与气动喷砂枪202连接，喷砂嘴206的出砂嘴与被加工件铝合金圆管4端部配合。喷砂枪202的喷砂速度可以调节，一般设置在3米每分钟。储砂斗204内装有天然河砂，天然河砂的粒径为0.2～4mm；天然河砂含水量为5～20％。

圆管固定模3通过模架301连接在机架1上，沿铝合金圆管4初始状态的垂直方向设置调距导轨304，通过调距导轨304对铝合金圆管4进行夹装拆卸，圆管固定模3中设有可拆式定位模302，如图4所示，以满足不同规格铝合金圆管4夹持模的更换，可拆式定位模302通过垂直插槽方式连接到定位模座303，定位模座303通过调节丝杆与调节动力连接，本装置可手轮调节也可实现电机自动调节。

参见图3，成型主模6包括固定在机架1上的圆形定模601，圆形定模601圆周上设有与铝合金圆管4外径配合的弧形模槽，与圆形定模601配合水平设有沿圆形定模601圆周运动的行星模602，成型主模6中行星模602的运动轨迹是以圆形定模601中心为圆心做圆周运动。圆形定模601为快装式结构，以满足不同直径管体加工的需要。行星模602距圆形定模601的中心距离为可调节结构。进一步，在圆形定模601下方平行设置一件支撑调节板604，行星模602下端由行星电机603驱动，且行星电机603与支撑调节板604之间设置支架，该支架在支撑调节板604上位置可调整，即向着圆形定模601中心方向可调节。支撑调节板604的一端设计从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮606啮合，主动齿轮606由公转电机605驱动。

加塞机构5在铝合金圆管4处于预备状态下在铝合金圆管一端加装缓冲堵头7，其结构包括基座，基座底部设有水平x/y两个方向的调节导轨，以满足加塞机构5不同工作点位的需要，基座内设有缓冲堵头7进料槽，基座朝铝合金圆管4一侧的另一端沿缓冲堵头7轴线方向设有计量加压枪，计量加压枪为液压枪，其推头压力可调节，对不同规格的缓冲堵头7选择不同的推压力。

缓冲堵头7如图5所示，包括管式套座701，管式套座701朝铝合金圆管4一端的外圆为圆锥面，管式套座701外圆上设有具有环形内腔的收紧箍703，收紧箍703环形内腔和铝合金圆管4管壁厚度过盈配合，且环形内腔的内壁为粗糙摩擦面，通过收紧箍703夹紧铝合金圆管4。管式套座701内孔中设有缓压杆702，缓压杆702通过位于管式套座内的弹性件704复位，且缓压杆702中沿轴向设有气孔705，气孔孔径＜0.2mm，避免粒径0.2及0.2以上的河砂进入气孔。

工作时，把铝合金圆管4装上成型主模6初始位置，用圆管固定模3顶紧，调节加塞机构5位置，对铝合金圆管4一端加装缓冲堵头7，然后由注砂机2向管体内加满河砂，开启行星电机603和公转电机605，由成型主模6对铝合金圆管4弯曲成型。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的工艺、方法、结构等均属于本发明的保护范围。