CN101362177A - 软管弯头芯子的成型工艺及该工艺中使用的加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软管弯头芯子的成型工艺及该工艺中使用的加工装置，属于机械技术领域。它解决了现有的软管弯头芯子压铸加工时不能热处理、寿命低、成本高；红冲加工时产品易开裂的问题。这种软管弯头芯子的成型工艺，通过下列步骤来实现的：a.备料，b.加工凸环，c.管体弯曲，d.法兰成型。这种软管弯头芯子的加工装置包括凸环成型装置和缩口成型装置。凸环成型装置包括支架和设置在支架上用于固定管子的夹具，在夹具的一侧设有滚压机构。缩口成型装置，包括支架和设置在支架上用于固定管子的夹具，夹具的一侧设有成型头。本发明制作方法简单、产品外形美观、成本低、质量稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种软管弯头芯子的成型工艺及该工艺中使用的加工装置。
背景技术
现有的应用在空调或者其他领域中的软管弯头芯子一般是采用压铸和红冲两种加工方式来成型的。采用压铸加工存在着无法克服的缺陷：1、压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，铸件易产生气孔，不能进行热处理；2、压铸而出的产品的寿命较低且不宜小批量生产；3、压铸的产品管壁较厚，原材料用量大，生产成本高。红冲加工方式是利用材料加热后抗拉强度和抗剪强度大大降低、延展性提高的特性而进行冲压加工的工艺方法。由于红冲的目的是为了降低冲压所需的压力，提高冲压加工的尺寸、形状精度，使红冲而得到的产品容易开裂。另外由于红冲而得到的产品尺寸只能根据模具而定，需要不同尺寸的产品就必须另外制造模具，提高了生产成本。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种加工工艺简单、生产成本低、产品管壁较薄、流量大、可节省大量原材料、且制造出的产品外形美观的软管弯头芯子的成型工艺。
本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种结构简单，成型效果好，可方便地加工出软管弯头芯子上的凸环的软管弯头芯子凸环成型装置。
本发明还有一目的是针对上述问题，提供一种结构简单，能够方便地将具有台阶的圆台形管子端部进行缩口加工的软管弯头芯子缩口成型装置。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
一种软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
a、备料：准备一根圆筒状的管子，并将管子进行退火处理；
b、加工凸环：在管子的一端通过径向挤压的方式加工出若干个凸环；
c、管体弯曲：将管子的中部进行弯曲；
d、法兰成型：在管子的另一端的端部加工出法兰，即得成品。
本方案中的管子是在普通的冷塑性较好的金属管上截取一段而得到的，将管子进行退火处理可以提高管子的韧性，防止管子的裂开，也可以从已经经过退火处理的金属管上截取管子进行加工。软管弯头芯子的一端通过径向滚压的方式来形成凸环，取代了浇注而成的软管弯头芯子，这样，可以使本方法制作出的软管弯头芯子的管壁做得较薄，节省了材料，同时也防止了因浇注而使软管出现气孔。将管子的中部进行弯曲，弯曲的程度可以随实际的需要而定。上述的四个步骤的加工顺序都可以根据实际的需要调换。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，在管子的一端***当管子转动时能相对于管子内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头，滚压头具有一个滚压凸环，在滚压头绕管子内壁周向移动过程中滚压凸环能对管子内壁施加径向向外的作用力，从而在管子上形成一个向外突出的凸环。夹具夹住管子后滚压头插在管子的一端内并且滚压头的滚压凸环沿着径向向外对管子内壁施加作用力，使管子向外凸，随着管子的转动，在滚压凸环所在的位置处加工出一个凸环。滚压凸环和管子的内壁采用滚动摩擦，减少两者之间的摩擦力和产生的热量。本发明中，在步骤b之前，可以先在管子的一端进行收缩加工，使该端的口径变小，然后在收缩的一端加工出凸环。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，完成一个凸环的加工后，调整管子与滚压头之间的位置，再次转动管子同时由滚压头对管子内壁施加径向向外的作用力，加工出另一个凸环；重复上述操作，在管子上加工出多个凸环。管子和滚压头之间的位置是沿着管子的轴心线方向调整，调整的间距可根据实际的需要来确定；多个凸环的加工顺序可以是从内到外，也可以从外到内，这种滚压的方式在加工凸环的个数和凸环之间的间距都是可以变化调整，适用范围广。
作为另一种方案，在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，在管子的一端***当管子转动时能相对于管子内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头，滚压头具有若干个滚压凸环，在滚压头绕管子内壁周向移动过程中滚压凸环能对管子内壁施加径向向外的作用力，从而在管子上形成若干个向外突出的凸环。通过滚压头上的滚压凸环同时加工出多个凸环，滚压一次即可达到要求，明显地提高了加工效率。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，在管子的一端先通过轴向挤压的方式加工出一个凸环，然后通过径向滚压的方式加工出其余凸环。通过挤压的方式加工出的凸环的外径要大于通过滚压方式加工出的凸环的外径，且滚压方式加工出的凸环位于挤压的方式加工出的凸环和管子的端口之间。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，当加工管子最外端一个凸环时，管子的端部同时受到径向和轴向的作用力并在管子最外端形成圆台形的缩口接头。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤d中，将管子未设置凸环一端的端部撑大，并将撑大的端部缩口形成圆台形端部，将圆台形端部沿轴向压扁，形成法兰。
在上述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤d中，将管子未设置凸环一端的端部撑大，再将撑大部分的外端继续撑大一次或多次，然后将再次撑大的部分进行缩口形成具有台阶的圆台形端部，并将具有台阶的圆台形端部沿轴向压扁，从而在管子端部形成具有台阶的法兰。
一种软管弯头芯子的凸环成型装置，包括支架和设置在支架上用于固定管子的夹具，夹具合拢后形成与管子形状相适应的腔室，其特征在于，所述的夹具与旋转驱动装置相联并可在旋转驱动装置作用下带动管子转动，在夹具的一侧设有滚压机构，该滚压机构包括一根转轴，转轴的一端固定有可***管子端部并且部分顶靠在管子内壁的滚压头，另一端与径向移动驱动器相连，滚压头具有至少一个滚压凸环，当旋转驱动装置带动管子转动时滚压头相对于管子内壁周向移动并在摩擦力作用下转动，同时径向移动驱动器带动转轴径向移动对管子内壁施加径向向外的作用力。
将管子固定在夹具上，通过与夹具相连的旋转驱动器带动管子转动，在转动过程中，滚压头的轴心线与管子的轴心线相偏离且滚压凸环部分紧贴在管子内壁，同时通过径向移动驱动器带动滚压头沿管子径向移动，使滚压头在管子转动过程中对管子内壁施加向外的径向挤压力，从而在管子上形成一个向外突出的凸环。
当滚压头只有一个滚压凸环时，在加工过程中需要将夹具和滚压机构之间的位置进行调整，为此可以在滚压机构和机座之间设有用于调整夹具和滚压机构之间间距的间距调整机构。滚压头通过间距调整机构进入和退出管子的内端。
一种软管弯头芯子的缩口成型装置，包括支架和设置在支架上用于固定管子的夹具，夹具合拢后形成与管子形状相适应的腔室，其特征在于，所述的夹具的一侧设有成型头，该成型头包括一个固定座和一个顶压柱，顶压柱部分插于固定座中并相对于固定座轴向滑动，在顶压柱和固定座之间设有复位弹簧，顶压柱的外端呈锥台形，在固定座插有顶压柱一端的端部设有位于顶压柱***的锥台形凹槽。
与现有的技术相比，的优点在于：
1、本软管弯头芯子的成型工艺采用普通的管子通过冷挤压的方式来制作软管弯头芯子，取代了浇铸成型的方法，使本软管接头没有无气孔，提高了产品的质量；同时，由于采用冷挤压的方式，使软管的管壁在保证质量的前提下可以做得薄些，节省了材料。
2、在制作软管弯头芯子的凸环可根据实际的需要来确定所需要的个数，且制作的方法简单，制作出来的外形美观。
3、本软管弯头芯子的成型工艺采用冷挤压的方式来制作，可以加工出各种不同长度的软管弯头芯子，而不需要更换模具，降低了制造的成本，同时能更好适应市场的需求。
4、本软管弯头芯子成型工艺所采用的设备结构简单，易于操作，且加工所得的产品质量稳定可靠。
附图说明
图1是本软管弯头芯子的成型工艺提供的流程结构示意图。
图2至图10分别是本软管弯头芯子的成型工艺在加工过程中软管弯头芯子的各种状态的结构示意图。
图11是本软管弯头芯子的成型工艺中软管弯头芯子的凸环成型装置的结构示意图。
图12是本软管弯头芯子的成型工艺中软管弯头芯子的凸环成型装置另一种结构示意图。
图13是本软管弯头芯子的成型工艺中软管弯头芯子的缩口成型装置的结构示意图。
图中，管子1、凸环2、法兰3、夹具4、滚压头5、杆体51、座体52、滚压凸环6、支架7、机座8、转轴9、成型头10、固定座11、顶压柱12、复位弹簧13、凹槽14、圆台形端部15、电机16、主轴17、气缸一18、横托板19、气缸二20、纵托板21、移动架22、气缸三23、转盘24、定位顶杆25。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
如图1至图10所示，本软管弯头芯子的成型工艺，该工艺包括如下步骤：a备料、b加工凸环2、c管体弯曲、d法兰成型，加工出软管弯头芯子。在加工凸环2之前可进行在端部先进行缩口。图1虚线框中的步骤是可以根据实际需要实施的。
具体来说，在a备料步骤中，准备一根圆筒状的管子1，通常是在普通的冷塑性较好的金属管上截取一段而得的，防止管子1的裂开，将管子1进行退火处理；或者是从已经经过退火处理的金属管上截取一段管子1得到。将管子1进行退火处理可以提高管子1的韧性。
在步骤b之前，可以先在管子的一端进行收缩加工，使该端的口径变小，然后在收缩的一端加工出凸环。在b加工凸环2步骤中，在管子1的一端加工出若干个凸环2。其详细过程是：在管子1的一端先通过轴向挤压的方式加工出一个凸环2，然后在该凸环2和管子1的端口之间通过径向滚压的方式加工出其余三个凸环2。上述通过轴向挤压方式形成的凸环2的外径可以大于通过径向滚压方式加工出的凸环2的外径。管子1和滚压头之间的位置是沿着管子1的轴心线方向调整，加工顺序是从内到外。
轴向挤压是指在管子1的一端或两端同时施加轴向的压力，使管子部分在径向向外凸出，形成凸环。
如图11所示，径向滚压的方式如下：将管子1固定在夹具4上，在管子1的一端***当管子1转动时能相对于管子1内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头5，滚压头5具有一个滚压凸环6，在径向移动驱动器的作用下，滚压头5的轴心线与管子1的轴心线相偏离且滚压凸环6部分紧贴在管子1内壁并对管子1内壁施加径向向外的作用力，通过与夹具4相连的旋转驱动器带动管子1转动，在滚压头5绕管子1内壁周向移动过程中滚压凸环6能对管子1内壁施加径向向外的作用力，从而在管子1上形成一个向外突出的凸环2。完成一个凸环2的加工后，调整管子1与滚压头5之间的位置，再次转动管子1同时由滚压头5对管子1内壁施加径向向外的作用力，加工出另一个凸环2；重复上述操作，在管子1上加工出多个凸环2。当加工管子1最外端一个凸环2时，管子1的端部同时受到径向和轴向的作用力并在管子1最外端形成圆台形的缩口接头。
用径向滚压的方式加工凸环2时用到的设备为一种软管弯头芯子的凸环成型装置，包括支架7和设置在支架7上用于固定管子1的夹具4，夹具4合拢后形成与管子1形状相适应的腔室，夹具4与能带动夹具4旋转的旋转驱动装置相联接，在夹具4的一侧设有滚压机构，该滚压机构包括一根转轴9，转轴9的一端固定有可***管子1端部内的滚压头5，转轴9的另一端伸入到座体91中且通过轴承与座体91相连接。滚压凸环6和管子1的内壁采用滚动摩擦，减少两者之间的摩擦力和产生的热量。
滚压头5具有一个滚压凸环6，机座8上设有推动滚压凸环6顶靠在管子1内壁并对管子1内壁施加径向向外的作用力的径向移动驱动器。
在加工过程中需要将夹具4和滚压机构之间的位置进行调整，为此可以在滚压机构和机座8之间设有用于调整夹具4和滚压机构之间间距的间距调整机构。在滚压头5通过调整机构进入和退出管子1的内端。调整的间距可根据实际的需要来确定；多个凸环2的这种滚压的方式在加工凸环2的个数和凸环2之间的间距都是可以变化调整，适用性强。
旋转驱动装置包括电机16和与电机16的转轴相连的主轴17，夹具4固定在主轴17上。径向移动驱动器包括气缸一18和与气缸一18的活塞杆相连接的横托板19，调整机构设置在横托板19上。间距调整机构包括气缸二20和与气缸二20的活塞杆相连接的纵托板21，滚压头5固定在纵托板21上。为了便于控制间距，在机座8上设置一个间距定位机构，该间距定位机构是一个转动连接在机座8上的转盘24，在转盘24上固定若干根定位顶杆25，定位顶杆25可以与横托板19相抵靠。定位顶杆25的长度不同，且相邻两根定位顶杆25的长度差即为凸环2的间距。这样当加工凸环2时，定位顶杆25与横托板19相抵靠实现定位。当加工完成一个凸环2后，转动转盘24，使另外一根定位顶杆25与横托板19相抵靠。如此转换，直至加工完成所有的凸环2。
夹具4夹住管子1后滚压头5插在管子1的一端内并且滚压头5的滚压凸环6沿着径向向外对管子1内壁施加作用力，使管子1向外凸，随着管子1的转动，在滚压凸环6所在的位置处加工出一个凸环2。
在c管体弯曲步骤中，将管子1的中部进行弯曲。在另一端加工出软管弯头芯子的缩口。
如图13所示，在加工缩口时用到的设备为一种软管弯头芯子的缩口成型装置，包括支架7和设置在支架7上用于固定管子1的夹具4，夹具4合拢后形成与管子1形状相适应的腔室，夹具4的一侧设有成型头10，该成型头10包括一个固定座11和一个顶压柱12，顶压柱12部分插于固定座11中并相对于固定座11轴向滑动，在顶压柱12和固定座11之间设有复位弹簧13，顶压柱12的外端呈锥台形，在固定座11插有顶压柱12一端的端部设有位于顶压柱12***的锥台形凹槽14。
该缩口成型装置设置移动架22上，在支架7上固定有气缸三23，通过气缸三23推动缩口成型装置移动。这里的缩口成型也可以采用冲床进行加工。
在d法兰成型步骤中，在管子1的另一端的端部加工出法兰3，即得成品。过程是将管子1未设置凸环2一端的端部撑大，并将撑大的端部缩口形成圆台形端部15，将圆台形端部15沿轴向压扁，形成法兰3。将管子1未设置凸环2一端的端部撑大，再将撑大部分的外端继续撑大一次，形成具有台阶的圆台形端部15，然后将再次撑大的部分进行缩口，并将缩口部分沿轴向压扁，从而在管子1端部形成具有台阶的法兰3。
实施例2：
如图12所示，实施例2的内容基本同实施例1，不同点在于，在步骤b中，在管子1的一端***当管子1转动时能相对于管子1内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头5，滚压头5具有若干个滚压凸环6，在滚压头5绕管子1内壁周向移动过程中滚压凸环6能对管子1内壁施加径向向外的作用力，从而在管子1上形成若干个向外突出的凸环2。通过滚压头5上的滚压凸环6同时加工出多个凸环2，滚压一次即可达到要求，明显地提高了加工效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了管子1、凸环2、法兰3、夹具4、滚压头5、杆体51、座体52、滚压凸环6、支架7、机座8、转轴9、成型头10、固定座11、顶压柱12、复位弹簧13、凹槽14、圆台形端部15、电机16、主轴17、气缸一18、横托板19、气缸二20、纵托板21、移动架22、气缸三23、转盘24、定位顶杆25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1、一种软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
a、备料：准备一根圆筒状的管子(1)，并将管子(1)进行退火处理；
b、加工凸环(2)：在管子(1)的一端通过径向挤压的方式加工出若干个凸环(2)；
c、管体弯曲：将管子(1)的中部进行弯曲；
d、法兰(3)成型：在管子(1)的另一端的端部加工出法兰(3)，即得成品。
2、根据权利要求1所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤b中，在管子(1)的一端***当管子(1)转动时能相对于管子(1)内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头(5)，滚压头(5)具有一个滚压凸环(6)，在滚压头(5)绕管子(1)内壁周向移动过程中滚压凸环(6)能对管子(1)内壁施加径向向外的作用力，从而在管子(1)上形成一个向外突出的凸环(2)。
3、根据权利要求2所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤b中，完成一个凸环(2)的加工后，调整管子(1)与滚压头(5)之间的位置，再次转动管子(1)同时由滚压头(5)对管子(1)内壁施加径向向外的作用力，加工出另一个凸环(2)；重复上述操作，在管子(1)上加工出多个凸环(2)。
4、根据权利要求1所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的软管弯头芯子的成型工艺中，在上述的步骤b中，在管子(1)的一端***当管子(1)转动时能相对于管子(1)内壁周向移动并可在摩擦力作用下自行转动的滚压头(5)，滚压头(5)具有若干个滚压凸环(6)，在滚压头(5)绕管子(1)内壁周向移动过程中滚压凸环(6)能对管子(1)内壁施加径向向外的作用力，从而在管子(1)上形成若干个向外突出的凸环(2)。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤b中，在管子(1)的一端先通过轴向挤压的方式加工出一个凸环(2)，然后通过径向滚压的方式加工出其余凸环(2)。
6、根据权利要求5所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤b中，当加工管子(1)最外端一个凸环(2)时，管子(1)的端部同时受到径向和轴向的作用力并在管子(1)最外端形成圆台形的缩口接头。
7、根据权利要求5所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤d中，将管子(1)未设置凸环(2)一端的端部撑大，并将撑大的端部缩口形成圆台形端部(15)，将圆台形端部(15)沿轴向压扁，形成法兰(3)。
8、根据权利要求7所述的软管弯头芯子的成型工艺，其特征在于，所述的步骤d中，将管子(1)未设置凸环(2)一端的端部撑大，再将撑大部分的外端继续撑大一次或多次，然后将再次撑大的部分进行缩口形成具有台阶的圆台形端部(15)，并将具有台阶的圆台形端部(15)沿轴向压扁，从而在管子(1)端部形成具有台阶的法兰(3)。
9、一种软管弯头芯子的凸环(2)成型装置，包括支架(7)和设置在支架(7)上用于固定管子(1)的夹具(4)，夹具(4)合拢后形成与管子(1)形状相适应的腔室，其特征在于，所述的夹具(4)与旋转驱动装置相联并可在旋转驱动装置作用下带动管子(1)转动，在夹具(4)的一侧设有滚压机构，该滚压机构包括一根转轴(9)，转轴(9)的一端固定有可***管子(1)端部并且部分顶靠在管子(1)内壁的滚压头(5)，另一端与径向移动驱动器相连，滚压头(5)具有至少一个滚压凸环(6)，当旋转驱动装置带动管子(1)转动时滚压头(5)相对于管子(1)内壁周向移动并在摩擦力作用下转动，同时径向移动驱动器带动转轴(9)径向移动对管子(1)内壁施加径向向外的作用力。
10、一种软管弯头芯子的缩口成型装置，包括支架(7)和设置在支架(7)上用于固定管子(1)的夹具(4)，夹具(4)合拢后形成与管子(1)形状相适应的腔室，其特征在于，所述的夹具(4)的一侧设有成型头(10)，该成型头(10)包括一个固定座(11)和一个顶压柱(12)，顶压柱(12)部分插于固定座(11)中并相对于固定座(11)轴向滑动，在顶压柱(12)和固定座(11)之间设有复位弹簧(13)，顶压柱(12)的外端呈锥台形，在固定座(11)插有顶压柱(12)一端的端部设有位于顶压柱(12)***的锥台形凹槽(14)。
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