小直径管用滚波芯轴装置的制作方法

本实用新型属于管件端头成型技术领域，具体应用在小直径、薄壁厚管件的端头滚波成型，可应用飞机、火箭等高精度、高质量要求的系统管件的加工。

背景技术：

飞机、火箭等航空、航天飞行器，是集高技术、高精度、高可靠性零件、元器件为一体的重要运输工具。一旦其中的零件出现失效极可能造成巨大的人员伤亡以及财产损失，因此对于飞机、火箭等飞行器上任何一项零件，都有着极为苛刻的质量和可靠性要求。管路零件作为其中的一部分，更承担着燃料供应、系统控制、防火除冰、供氧通风的功能，一旦出现故障就可能带来巨大的危险。传统的小直径管波纹成型，主要的成型方法是冷镦，即将管件两端固定，通过将管件两个固定端相向沿轴线方向挤压，使管件产生塑性变形，从而产生波纹。这一方式对于长度较小、强度较高钢管较为适合，也不会在管件上产生过多的挤压痕迹，但对于长度较长、强度较低的铝合金管件则成型非常困难，极易在两个固定部位产生过大的夹印和缩颈。这些缺陷对于飞机、火箭等要求成型尺寸和精度非常高的系统管路而言是不可接受的。如果设计普通的偏心式滚波芯轴则由于管件内径非常小，偏心式的滚波芯轴的外径需要设计的非常小极易断裂，因此，普通的偏心式的滚波芯轴通常用于Φ12以上的管件成型。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决小直径管件滚波成型尺寸和质量较差的不足，提出一种保证滚波高度的可调性和一致性的小直径管用滚波芯轴装置。

本实用新型采用的技术方案是：小直径管用滚波芯轴装置，包括滚波芯轴、转接锥柄和限位器。

所述的滚波芯轴由引导芯轴、壳体、钢珠和压缩弹簧构成；所述的壳体制成阶梯状，一端制有弹簧限位区，另一端制有钢珠限位孔；所述的引导芯轴，一端深入转接锥柄内并与转接锥柄螺纹连接，另一端套装压缩弹簧后伸入壳体内并且端部制成斜面，压缩弹簧位于壳体的弹簧限位区内，引导芯轴斜面的位置与钢珠限位孔的位置相对应；钢珠置于壳体内钢珠限位孔处，通过钢珠限位孔和斜面控制钢珠的上下移动。

限位器一端固定在壳体上，另一端与转接锥柄滑动连接。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，引导芯轴的中部制有滑槽Ⅰ，壳体中部制有销孔，定位销Ⅰ穿过壳体中部的销孔后与滑槽Ⅰ活动连接。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，转接锥柄与限位器连接端制有滑槽Ⅱ，限位器上制有销孔，定位销Ⅱ穿过销孔与滑槽Ⅱ活动连接。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，包括上滚波夹板和下滚波夹板；上滚波夹板与待加工管件的接触端面上制有凹槽Ⅰ；下滚波夹板与待加工管件的接触端面上制有凹槽Ⅱ；上滚波夹板和下滚波夹板贴合后，凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ构成完整的环形槽。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，上滚波夹板与限位器接触的一侧设有挡片Ⅰ；下滚波夹板与限位器接触的一侧设有挡片Ⅱ。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，包括上固定器和下固定器，上滚波夹板与上固定器固定，下滚波夹板与下固定器固定。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，包括车床主轴、导轨、车床平台和手柄；转接锥柄的锥形端头与车床主轴固定连接，下固定器安装在车床平台上，手柄带动车床平台沿导轨移动。

进一步的，上述的小直径管用滚波芯轴装置，车床平台上设有标尺。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型适用于在普通车床上成型。适用于直径为6-50mm，壁厚为0.5-3.5mm的小直径管件。

2、本实用新型小直径管用滚波芯轴装置，采用同心式的滚波成型方式，壳体外径比管径略小，因此整体强度较高。成型时，通过引导芯轴将成型的钢珠从壳体上的钢珠限位孔中挤出，滚波芯轴伸到管子内部的长度受到按滚波位置尺寸设计的限位器的限制，保证了滚波位置尺寸的一致性。波纹的高度可以通过引导芯轴的伸出量带动钢珠伸出的高度进行控制，而伸出量可以通过固定滚波夹板的车床平台上的刻度尺进行控制，从而保证滚波高度的可调性和一致性。

3、本实用新型在不改变原有滚波夹板结构和形式的前提下，设计可在普通车床上进行滚波成型的滚波芯轴，在达到节省工装和设备成本的前提下，实现小直径管件滚波成型的目的。

附图说明

图1为本实用新型小直径管用滚波芯轴装置结构示意图。

图2为本实用新型小直径管用滚波芯轴装置详细描述示意图。

图3为本实用新型滚波芯轴分解示意图。

图4为本实用新型滚波芯轴结构示意图。

图5为转接锥柄外观示意图。

图6为转接锥柄结构示意图。

图7为限位器结构示意图。

图8为本实用新型滚波芯轴、转接锥柄和限位器连接结构示意图。

图9为上下滚波夹板结构示意图。

图10为加工后管件结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，小直径管用滚波芯轴装置，包括滚波芯轴1、转接锥柄2、限位器3、上滚波夹板4、下滚波夹板5，车床主轴6、上固定器7、下固定器8、导轨9、车床平台10和手柄11。

如图3所示，滚波芯轴1由引导芯轴1-1、壳体1-2、钢珠1-3、压缩弹簧1-4和定位销Ⅰ1-5构成。

所述的引导芯轴1-1，一端为与转接锥柄2固定的连接部，中部制有滑槽Ⅰ1-8，另一端的端部制成斜面1-7。

所述的壳体1-2制成阶梯状，一端的内部制有弹簧限位区，另一端的壳体壁上制有钢珠限位孔1-6。壳体1-2中部制有销孔。

如图4所示，引导芯轴1-1的中部套装压缩弹簧1-4后，将引导芯轴1-1制有斜面1-7的一端伸入壳体1-2内，压缩弹簧1-4置于壳体1-2的弹簧限位区。引导芯轴斜面1-7的位置与钢珠限位孔1-6的位置相对应。钢珠1-3置于壳体1-2内的钢珠限位孔1-6处，钢珠1-3的直径大于钢珠限位孔1-6的直径，通过引导芯轴伸入壳体1-2的深度，斜面1-7推动钢珠1-3沿钢珠限位孔1-6上下移动。定位销Ⅰ1-5穿过壳体1-2中部的销孔后与引导芯轴1-1中部的滑槽Ⅰ1-8活动连接。壳体1-2相对于引导芯轴1-1滑动。

如图5和图6所示，转接锥柄2与车床主轴6连接端制成锥形端头2-1，与限位器3连接端制有滑槽Ⅱ2-2。

如图7所示，限位器3上制有销孔和引导壳体1-2穿过的圆孔。

如图8所示，引导芯轴1-1的一端通过连接部与转接锥柄2螺纹连接，壳体1-2穿过限位器3并与限位器3的一端固定，限位器3的另一端通过定位销Ⅱ3-1与转接锥柄2的滑槽Ⅱ2-2滑动连接。

如图9所示，上滚波夹板4与待加工管件20接触的端面上制有凹槽Ⅰ4-1，与限位器3接触的一侧设有挡片Ⅰ4-2。下滚波夹板5与待加工管件20接触的端面上制有凹槽Ⅱ5-1，与限位器3接触的一侧设有挡片Ⅱ5-2。上滚波夹板4和下滚波夹板5贴合后凹槽Ⅰ4-1和凹槽Ⅱ5-1形成完整的环形凹槽。上滚波夹板4和下滚波夹板5合体后，中部形成待加工管件的插入孔。

如图1和图2所示，上滚波夹板4与上固定器7固定，下滚波夹板5与下固定器8固定。转接锥柄2的锥形端头2-1与车床主轴6固定连接，下固定器8安装在车床平台10上，手柄11带动车床平台10沿导轨9移动。

车床平台10上设有标尺。

本实用新型的工作过程如下：

1、将分半的上滚波夹板4和下滚波夹板5分别安装到车床平台10上的上固定器7和下固定器8上，并固定好。

2、将引导芯轴1-1、壳体1-2、钢珠1-3、压缩弹簧1-4和定位销Ⅰ1-5组装成为滚波芯轴。

3、将引导芯轴的一端拧入到转接锥柄2的螺孔中，将滚波芯轴与转接锥柄固定。

4、将限位器3穿入滚波芯轴，一端与壳体1-2固定，另一端用定位销Ⅱ1-3通过转接锥柄的上的滑槽Ⅱ2-2与转接锥柄2活动连接。

5、将组合后的滚波芯轴安装到车床主轴上，也就是将转接锥柄2的锥形端头2-1与车床主轴6固定。

6、打开车床平台10上的上固定器7，将待加工管件20安装到上滚波夹板4和下滚波夹板5之间，并将滚波芯轴插入待加工管件20内，同时保证待加工管件端面贴紧上、下滚波夹板上的挡片。

7、上固定器7下移，使上滚波夹板4和下滚波夹板5完全贴合后，关闭上固定器，并锁紧上固定器。

8、启动车床，将车床主轴6的转数调节到30-50转/分。

9、转动车床平台的手柄11，使车床平台10沿导轨9向车床主轴6方向移动，使滚波芯轴的壳体1-2伸入待加工管件20内，直到限位器与滚波夹板挡片(4-2/5-2)接触，此时钢珠1-3的位置与凹槽Ⅰ4-1和凹槽Ⅱ5-1形成的完整的环形凹槽的位置相对应。

10、接通车床主轴使车床主轴6转动，然后缓慢继续向车床主轴6方向移动车床平台10。

11、车床平台10的移动使限位器3和壳体1-2向车床主轴移动并压缩弹簧1-4，同时，钢珠1-3被斜面1-7推动，不断的向上挤压并从壳体1-2上的钢珠限位孔1-6中挤出，从而缓慢挤压管件20，使管件产生塑性变形直至管子外表面完全贴合由凹槽Ⅰ4-1和凹槽Ⅱ5-1构成的完整环形凹槽的内型面。

12、关闭车床主轴6，转动手柄11反向移动车床平台10，上滚波夹板4和下滚波夹板带动待加工管件20逐渐从壳体1-2中退出，同时，压缩弹簧释放应力，推动限位器3和壳体1-2恢复到初始位置。

13、打开车床平台10上的上固定器7，将管件20从到滚波夹板中取出，如图10，完成管件的滚波成型。