一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置及其制作方法.pdf

一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置及其制作方法，包括：弯管轮模、导轮、夹轮、束管夹、机头转臂、中心主轴、第一模具架、第二模具架；其机头转臂上部安装有中心主轴，中心主轴上安装有弯管轮模，弯管轮模通过轴承可围绕中心主轴作水平旋转运动；机头转臂上中部安装有第一模具架，第一模具架上的夹轮可围绕中心销轴作水平旋转运动，第一模具架和夹轮通过油缸连杆机构上下运动，机头转臂带动夹轮和第一模具架以弯管轮模的中心主轴为圆心作旋转运动，机身上安装有第二模具架和送料小车，第二模具架上安装有两个导轮，导轮通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动。采用本装置所使用的制作方法便可完成定曲率或变曲率半径钢管弯曲成形的加工。

1.  一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置，包括：弯管轮模（2）、导轮（3）、夹轮（4）、机头转臂（6）、中心主轴（10）、第一模具架（11）、第二模具架（12）；其特征在于：机头转臂（6）上部安装有中心主轴（10），中心主轴（10）上安装有弯管轮模（2），弯管轮模（2）通过轴承围绕中心主轴（10）作水平旋转运动；机头转臂（6）中部安装有第一模具架（11），第一模具架（11）上安装有夹轮（4），夹轮（4）通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动，第一模具架（11）和夹轮（4）通过油缸连杆机构相对于机头转臂（6）与水平方向成15°~30°夹角的直线上下运动，机头转臂（6）带动夹轮（4）和第一模具架（11）以弯管轮模（2）的中心主轴（10）为圆心作旋转运动，机身（7）上安装有第二模具架（12）和送料小车（13），第二模具架（12）上安装有两个导轮（3），导轮（3）通过轴承围绕中心销轴作水平旋转运动。

2.  根据权利要求1所述的一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置，其特征在于：钢管弯曲成形的制作方法如下：
【1】将工件（9）放置在束管夹（5）中，踩下脚踏开关启动工控机（8）；
【2】将管件（9）由束管夹（5）夹紧后，由数控弯管机（1）右上方的送料小车（13）带动束管夹（5）和工件（9）沿送料轴，即Y轴方向一起作直线运动到左下方设定位置；
【3】将机头转臂（6）整体向下方位移，使工件（9）与机头转臂（6）上的弯管轮模（2）型腔贴合；
【4】将机头转臂（6）上的第一模具架（11）和夹轮（4）向上位移后，机身（7）上的第二模具架（12）和导轮（3）也向上位移，至设定位置与弯管轮模（2）共同夹紧工件（9）；
【5】工件（9）在右上方送料小车（13）和束管夹（5）的推力（F）作用下通过弯管轮模（2）、夹轮（4）和导轮（3）后向左位移，同时机头转臂（6）带动其上安装的第一模具架（11）和夹轮（4）按程序设定角度不间断顺时针旋转；
【6】按照弯管程序依次分步调整机头转臂（6）与机身（7）的夹角（α）；
【7】通过打开的角度（α）的变化并在推力（F）和弯管轮模（2）、导轮（3）、夹轮（4）、束管夹（5）组成的弯管模具夹持力的作用下使工件（9）弯曲成形，其成形曲率半径与打开的角度（α）相关，保证工件（9）在通过弯管模具作用后不同的弯曲半径成形，直到弯管成形结束；
【8】送料小车（13）停止向左位移，开始退模，机头转臂（6）上的第一模具架（11）和夹轮（4）向左下位移后，机身（7）上第二模具架（12）和导轮（3）向下位移，送料小车（13）上的束管夹（5）松开工件（9），操作人员人工下料，停止弯管，加工程序结束。

一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置及其制作方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，涉及一种钢管弯曲成形的钣金加工装置及其制作方法，尤其涉及一种变曲率大半径弯曲成形装置及其制作方法。
背景技术
圆形钢管或者非圆异型钢管如方、矩形管的定曲率半径弯曲成形，一般采用的成形设备选择为数控弯管机，根据管件规格和成形半径的不同选取与弯管机相配套的弯管模具进行数控编程、弯管参数调整、固化、批量加工生产。在钢管弯曲半径小于六倍管件最大直径的情况下选择上述设备是合适的，当弯曲半径大于六倍管件最大直径时由于弯管模具尺寸过大及自重问题，一般会选择三辊滚圆机等弯曲成形设备。为了减少设备种类，降低资金投入，提供一种在数控弯管设备上既可实现定曲率半径的钢管弯曲成形，又可实现变曲率大半径的钢管弯曲成形装置，必将受到生产厂家的青睐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装在数控弯管设备上的钢管弯曲成形装置及其制作方法，该装置既可以加工定曲率半径的钢管弯曲成形，又可以加工变曲率大半径的钢管弯曲成形，大大扩展了数控弯管设备的加工能力，且根据不同弯管模具的选择和组合具备较宽范围弯管加工的条件。
本发明的技术方案是： 一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置，包括：弯管轮模、导轮、夹轮、束管夹、机头转臂、中心主轴、第一模具架、第二模具架；机头转臂上部安装有中心主轴，中心主轴上安装有弯管轮模，弯管轮模通过轴承可围绕中心主轴作水平旋转运动；机头转臂上中部安装有第一模具架，第一模具架上安装有夹轮，夹轮通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动，第一模具架和夹轮通过油缸连杆机构相对于在机头转臂与水平方向成15°~30°夹角的直线上下运动，机头转臂带动夹轮和第一模具架以弯管轮模的中心主轴为圆心作旋转运动，机身上安装有第二模具架和送料小车，第二模具架上安装有两个导轮，导轮通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动。
本发明的加工方法如下：
【1】将工件放置在束管夹中，踩下脚踏开关启动工控机；
【2】将管件由束管夹夹紧后，由数控弯管机右上方的送料小车带动束管夹和工件沿送料轴，即Y轴方向一起作直线运动到左下方设定位置；
【3】将机头转臂整体向下方位移，使工件与机头转臂上的弯管轮模型腔贴合；
【4】将机头转臂上的第一模具架和夹轮向上位移后，机身上的第二模具架和导轮也向上位移，至设定位置与弯管轮模共同夹紧工件；
【5】工件在右上方送料小车和束管夹的推力作用下通过弯管轮模、夹轮和导轮后向左位移，同时机头转臂带动其上安装的第一模具架和夹轮按程序设定角度不间断顺时针旋转；
【6】按照弯管程序依次分步调整机头转臂与机身的夹角；
【7】通过打开的角度的变化并在推力和弯管轮模、导轮、夹轮、束管夹组成的弯管模具夹持力的作用下使工件弯曲成形，其成形曲率半径与打开的角度相关，保证工件在通过弯管模具作用后不同的弯曲半径成形，直到弯管成形结束；
【8】送料小车停止向左位移，开始退模，机头转臂上的第一模具架和夹轮向左下位移后，机身上第二模具架和导轮向下位移，送料小车上的束管夹松开工件，操作人员人工下料，停止弯管，加工程序结束。
本发明采用上述技术方案后可达到如下有益效果：通过数控弯管机的电气伺服驱动两轴的联动功能，扩展了弯管机设备的加工能力，既具有弯管机定曲率半径钢管的加工能力，又具有变曲率大半径钢管加工的能力，并且减少了钢管弯曲成形设备品种的投入，降低了生产运行成本，更进一步扩充了管件的柔性加工能力。
附图说明
图1为本发明一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置的安装结构示意图；
图2为本发明一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置的工作状态示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明作进一步说明。如图1~2所示： 在发明中，数控弯管设备选用可数字控制的至少两轴电气伺服驱动的数控弯管机1，数控弯管机1上安装本发明一种变曲率大半径钢管弯曲成形装置，包括：弯管轮模2、导轮3、夹轮4、束管夹5、机头转臂6、中心主轴10、第一模具架11、第二模具架12；其特征在于：机头转臂6上部安装有中心主轴10，中心主轴10上安装有弯管轮模2，弯管轮模2通过轴承可围绕中心主轴10作水平旋转运动；机头转臂6上中部安装有第一模具架11，第一模具架11上安装有夹轮4，夹轮4通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动，第一模具架11和夹轮4通过油缸连杆机构相对于机头转臂6与水平方向成15°~30°夹角的直线上下运动，机头转臂6带动夹轮4和第一模具架11以弯管轮模2的中心主轴10为圆心作旋转运动形成以中心主轴10为圆心，以机身7为原点轴线的机头转臂旋转轴（C轴），并且在弯管成形过程中机头转臂6及其上安装的模具可整体上下位移，方便上、下料；机身7上安装有第二模具架12和送料小车13，第二模具架12上安装有两个导轮3，导轮3通过轴承可围绕中心销轴作水平旋转运动，第二模具架12和导轮3共同在机身7上上下直线运动，束管夹5安装在送料小车13上，随同送料小车13作左右直线运动，送料小车13及安装的束管夹5的左右直线运动形成送料轴（Y轴），并且电气伺服马达驱动的送料轴（Y轴）和机头转臂旋转轴（C轴）具有联动功能，是变曲率大半径钢管的弯曲成形的基本保证；根据管件的管型特征设计的弯管轮模2、夹轮4、导轮3、束管夹5共同装夹工件9，通过机头转臂6和机身7打开的角度α不同来共同完成模具对管件的弯曲成形，打开角度α的多少是通过工控机8数字化编程来控制的，随着程序不同设定的角度不同，随时可调，具有弯管成形的柔性化。
本发明的加工方法如下：
【1】将工件9放置在束管夹5中，踩下脚踏开关启动工控机8；
【2】将管件9由束管夹5夹紧后，由数控弯管机1右上方的送料小车13带动束管夹5和工件9沿送料轴，即Y轴方向一起作直线运动到左下方设定位置；
【3】将机头转臂6整体向下方位移，使工件9与机头转臂6上的弯管轮模2型腔贴合；
【4】将机头转臂6上的第一模具架11和夹轮4向上位移后，机身7上的第二模具架12和导轮3也向上位移，至设定位置与弯管轮模2共同夹紧工件9；
【5】工件9在右上方送料小车13和束管夹5的推力F作用下通过弯管轮模2、夹轮4和导轮3后向左位移，同时机头转臂6带动其上安装的第一模具架11和夹轮4按程序设定角度不间断顺时针旋转；
【6】按照弯管程序依次分步调整机头转臂6与机身7的夹角α；
【7】通过打开的角度α的变化并在推力F和弯管轮模2、导轮3、夹轮4、束管夹5组成的弯管模具夹持力的作用下使工件9弯曲成形，其成形曲率半径与打开的角度α相关，保证工件9在通过弯管模具作用后不同的弯曲半径成形，直到弯管成形结束；
【8】送料小车13停止向左位移，开始退模，机头转臂6上的第一模具架11和夹轮4向左下位移后，机身7上第二模具架12和导轮3向下位移，送料小车13上的束管夹5松开工件9，操作人员人工下料，停止弯管，加工程序结束。
上述加工方法为一个加工周期，待下一轮管件上料后，踩下脚踏开关重复上一周期的上料、装夹、定位、位移成形、退模、下料工作，如此循环作业。
本发明通过数控弯管机的工艺加工能力扩展，实现了在弯管机上的变曲率大半径弯管成形，减少了成形设备、工装投入；弯管模具及数控编程的柔性化， 可操作性强，柔性化程度高，能够适应多品种不同类型的钢管弯曲成形，质量稳定，一致性、互换性好，能满足市场快速转型和新产品调试需求及批量生产的要求。