专利名称：多工位管端成形机中的成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到多工位管端成形机，尤其涉及到多工位管端成形机中的成形装置。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高，人们对于汽车、空调等产品的要求也越来越高，对于汽车、空调等产品中都会用到的各种管端需要成形的管子而言，表现为对管端成形的精度要求越来越高，管端的形状越来越复杂，大多数管端成形需经过多道扩管和缩管，有的甚至还要经过旋沟和倒角才能完成。管端成形机通常包括床身、成形装置、夹件装置和控制系统，就其功能而言，主要是由其成形装置所决定；如图1、图2所示，一种常用的三工位管端成形机的成形装置，包括基板1，基板1通过其底部的滑块2滑动设置在一组相互平行的直线导轨3上，基板1的左侧面与主推油缸的顶杆5相固定，基板1右侧面的燕尾槽18内设置有扩缩工位座6，基板1上侧面通过换位缸转接板7与换位油缸8的缸体固定在一起，换位油缸8的顶杆的下端通过哈夫圈9和顶杆压盖10与扩缩工位座6的上端面相固定，换位油缸8的顶杆的上部通过螺纹设置有上行程调节螺母11，基板1的下端面通过定位缸转接板12与定位油缸13的缸体固定在一起，定位油缸13的顶杆的上端设置有定位块14，顶杆的下部通过螺纹设置有下行程调节螺母15；所述的扩缩工位座6中设置有三个扩缩工位，每个工位设置有一套模套16和模套盖17，冲头或冲模放置在模套16和与之相连的工位中，这三个工位呈三排单列垂直布置，自下而上依次分别为第一工位21、第二工位22和第三工位23。
其工作原理为首先将待加工管子夹持在夹件装置上，其位置相对于管端成形机来说是固定的，在对管子进行管端成形时，管子的轴线与当前对其进行加工成形的工位的轴线应当重合，因此，在加工过程中，必须将所要使用的工位的位置与待加工管子的高度相适应，通常情况下，当换位油缸8的顶杆向上回缩到底时，第一工位21处于加工位置，即第一工位21与待加工管子的高度相适应；当需使用第二工位22对管子进行加工，而需对第二工位22进行定位时，可以先让定位油缸13工作，定位油缸13的顶杆向上伸出、当置于该顶杆下部的下行程调节螺母15到达设定位置时，定位块14的位置也就被固定下来，然后，让换位油缸8工作，换位油缸8的顶杆不断向下伸出、带动扩缩工位座6向下移动，直至扩缩工位座6的下端面靠压在定位块14上，这样第二工位22就处在于加工位置——图1中第二工位22所在的位置；当需要使用第三工位23对管子进行加工，而需对第三工位23进行定位时，可以让定位油缸13的顶杆向下缩回，然后，让换位油缸8工作，换位油缸8的顶杆不断向下伸出、当置于该顶杆上部的上行程调节螺母11到达设置位置时，扩缩工位座6中的第三工位23到达加工位置；在所需工位定位之后，就可以启动主推油缸工作，通过主推油缸的顶杆5带动基板1沿着直线导轨3左、右移动，使得设置在该工位中的模套16中的冲头或冲模完成相应的扩管或缩管动作。
安装有上述成形装置的多工位管端成形机存在如下缺点1.这种管端成形机的功能比较简单，只能局限于扩管和缩管；2.对于管端形状复杂、需要两三次才能成形的管子，在对其管端进行成形的过程中，就需要对管端成形机的工位进行多次切换，由于上述的管端成形机的工位定位通过上、下调节螺母来实现的，其较低的定位精度势必会影响到管端成形的精度；3.当遇到管端形状特别复杂、需要四次以上才能成形的管子，由于工位所限，就需要多台管端成形机才能完成其管端的成形，这种多次定位无疑会对管端成形的精度造成影响，同时，还会给调试工作带来很大的麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种定位精度更高、功能更加齐全的管端成形机的成形装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为多工位管端成形机中的成形装置，包括基板，基板上设置有一对相互平行的水平导轨，安装框架滑动设置在这对水平导轨上，其一侧侧面与设置在基板上的平移定位装置相固定，安装框架的内壁上设置有升降导轨，安装框架底板上设置有升降定位装置，设置在升降定位装置上的成形箱通过升降导轨与安装框架滑动连接，成形箱的前部设置有扩缩工位座，扩缩工位座中设置有呈至少两排和至少两列布置的至少三个扩缩工位，安装框架的后侧面上设置有与水平导轨相配合的滑行导轨，主推油缸的顶杆滑动设置在滑行导轨上。
上述的平移定位装置的具体结构包括设置在基板上的平移电机，平移电机的输出轴上设置有与上述水平导轨平行的滚珠丝杆，活动设置在滚珠丝杆上的丝杆螺母通过丝杆螺母座与安装框架固定在一起。
上述的扩缩工位座中设置有呈两排布置的至少四个扩缩工位，与此相适应，所述的升降定位装置的具体结构包括设置在安装框架底板上的升降油缸和设置在安装框架底部的基准凸块，基准凸块上滑动设置有定位垫块，升降油缸的顶杆与成形箱的箱体相固定。
上述的成形箱中还设置有旋沟工位和倒角工位，旋转工位包括旋沟头和与旋沟头相连的旋沟轴，倒角工位包括倒角头和与倒角头相连的倒角轴；成形箱中还设置有驱动旋沟轴和倒角轴的旋转驱动装置。
上述的旋转驱动装置的具体结构为成形箱的箱体上设置有旋转电机和与旋转电机相联的减速机，减速机的输出轴上设置有旋转轴，旋转轴上设置有双联变换齿轮，双联变换齿轮包括旋沟驱动齿轮、倒角驱动齿轮和拨叉凹槽，成形箱中还设置有拨叉，拨叉一侧的支撑端铰接在成形箱上，拨叉另一侧的两个拨叉端的内侧分别设置有卡柱，这一对卡柱卡设在拨叉凹槽中，拨叉的中部与固定设置在成形箱箱体上的拨叉气缸的顶杆相铰接；与所述双联变换齿轮的结构相适应，旋沟轴上设置有与旋沟驱动齿轮相配合的旋沟齿轮，倒角轴上设置有与倒角驱动齿轮相配合的倒角齿轮。
本发明的有益效果是本发明所述的上下垂直方向即排与排之间是通过基准凸块和定位垫块来定位的，左右水平方向通过滚珠丝杆来定位，整个成形装置的定位精度得到了可靠的保障；安装了本发明所述的成形装置的多工位管端成形机，其调试非常简单，并且克服了上、下行程调节螺母造成的误差，提高了工位切换时工位的定位精度，从而提高了多工位管端成形机的管端成形精度；而且通过增加旋沟和倒角工位，使得该管端成形机的功能更加齐全，从而该管端成形机能够加工那些以前不能加工的复杂管端，进一步提升了管端成形机的加工能力。
图1是背景技术中所述的三工位管端成形机的成形装置的主视结构示意图；图2是图1的A-A向爆炸结构示意图；图1、图2中1、基板，2、滑块，3、直线导轨，5、主推油缸的顶杆，6、扩缩工位座，7、换位缸转接板，8、换位油缸，9、哈夫圈，10、顶杆压盖，11、上行程调节螺母，12、定位缸转接板，13、定位油缸，14、定位块，15、下行程调节螺母，16、模套，17、模套盖，18、燕尾槽，21、第一工位，22、第二工位，23、第三工位；图3是本发明的主视结构示意图；图4是图3的俯视结构示意图；图5是图4的B-B剖视结构示意图；图6是图4的C-C剖视结构示意图；图7是图6中拨叉的俯视放大爆炸结构示意图；图8是升降定位装置、滑动框架、成形箱、旋沟工位和倒角工位以及旋转驱动装置等部分的爆炸结构示意图；图9是平移定位装置、滑动框架和成形箱等部分的爆炸结示意图；图10是本发明的立体结构示意图；
图11是本发明的六个扩缩工位以及旋沟和倒角工位的排序和布置示意图；图3至图10中1、基板，2、滑块，3、进退导轨，4、水平导轨，5、成形箱，6、升降导轨，7、安装框架，8、扩缩工位座，9、滑行导轨，10、主推油缸的顶杆，11、平移电机，12、轴承，13、安装支架，14、联轴器，15、丝杆螺母，16、丝杆螺母座，17、锁紧螺母，18、滚珠丝杆，21、升降油缸，22、基准凸块，24、定位垫块，25、定位气缸，31、旋沟头，32、旋沟轴，33、轴承，34、锁紧螺母，35、旋沟齿轮，41、倒角头，42、倒角轴，43、轴承，44、锁紧螺母，45、倒角齿轮，51、旋转电机，52、减速机，53、联轴器，54、旋转轴，55、双联变换驱动齿轮，551、旋沟驱动齿轮，552、倒角驱动齿轮，554、拨叉凹槽，56、轴承，57、成形箱盖板，58、拨叉销轴，61、拨叉电机，62、拨叉，621、卡柱，622、轨迹轴承，623、卡柱螺帽，624、通孔，627、拨叉端，628、支撑端，71、安装框架底板，72、斜筋侧板，81、第一工位，82、第二工位，83、第三工位，84、第四工位，85、第五工位，86、第六工位，87、第七工位，88、第八工位，91、冲头，101、耳环，102、耳环座，103、滑行块，104、锁定销。
具体实施例方式
如图3、图4、图5和图10所示，本发明所述的多工位管端成形机的成形装置，包括基板1，基板1通过其底部的滑块2滑动设置在三根相互平行的进退导轨3上，基板1上设置有一对相互平行的水平导轨4、且水平导轨4与进退导轨3相互垂直，安装框架7滑动设置在这对水平导轨4上，其左侧面与设置在基板1左侧的平移定位装置相固定，安装框架7的左右两侧面的内壁上各设置有一根升降导轨6，其后侧面的内壁上设置有三根升降导轨6，以保证安装框架7升降时的平稳度和垂直度，安装框架底板71上设置有升降定位装置，设置在升降定位装置上的成形箱5通过升降导轨6与安装框架7滑动连接，成形箱5的前部设置有扩缩工位座8，扩缩工位座8中设置有六个呈两排三列布置的扩缩工位即第一至第六工位81～86，其中第一、第二和第三工位81～83在下排，第四、第五和第六工位84～86在上排，第一工位81和第六工位86成一列，第二工位82和第五工位85成一列，第三工位83和第四工位84成一列；安装框架7的后侧面的外壁上设置有一根与水平导轨4相配合的滑行导轨9，主推油缸的顶杆10滑动设置在滑行导轨9上，如图9所示，其滑动设置的具体结构为主推油缸的顶杆10上设置有耳环101，耳环101镶入耳环座102中、并通过锁定销104将耳环101和耳环座102锁定在一起，耳环座102通过滑行块103滑动设置在滑行导轨9上，使得在移动框架7平移时，主推油缸的顶杆10的位置始终保持不变，即其轴线始终与夹持装置中管子的轴线相重合，以保证管端成形的同轴度；如图3、图4、图5、图9、图10所示，所述的平移定位装置的具体结构包括设置在基板1左侧的平移电机11以及通过轴承12、安装支架13和锁紧螺母17活动设置在基板1上、与水平导轨4平行的滚珠丝杆18，平移电机11的输出轴通过联轴器14与滚珠丝杆18固定在一起，丝杆螺母15通过螺纹活动设置在滚珠丝杆18上，丝杆螺母15通过丝杆螺母座16与安装框架7固定在一起；平移定位装置的这种结构可将平移电机11的输出轴的转动转化为安装框架7在水平导轨4上的直线运动，具体地讲，平移电机11通过联轴器14带动滚珠丝杆18一起转动，由于丝杆螺母15是通过丝杆螺母座16固定在安装框架7上的，使得丝杆螺母15不能跟转、只能沿着滚珠丝杆18作直线运动，从而带动移动框架7和成形箱5一起沿着水平导轨4作直线运动；如图5、图8所示，所述的升降定位装置的具体结构包括设置在安装框架底板71上的升降油缸21和设置在安装框架7底部的基准凸块22，基准凸块22的顶部开设有T型导槽，该T型导槽中滑动设置有一个定位垫块24，升降油缸21的顶杆与成形箱5的箱体相固定；安装框架7上还设置有定位气缸25，定位气缸25的顶杆与定位垫块24固定在一起。为了能加工那些扩管和缩管不能成形的复杂管端，如图3所示，所述的成形箱5的箱体上还设置有分别单独成列的旋沟工位即第七工位87和倒角工位即第八工位88，其中第七工位87与第四工位84、第五工位85、第六工位86在上排，第八工位88与第一工位81、第二工位82、第三工位83在下排；如图6、图8所示，旋沟工位87包括旋沟头31和与旋沟头31相连的旋沟轴32，旋沟轴32通过轴承33和锁紧螺母34活动设置在成形箱5中，旋沟轴32上设置有旋沟齿轮35；倒角工位88包括倒角头41和与倒角头41相连的倒角轴42，倒角轴42通过轴承43和锁紧螺母44活动设置在成形箱5中，倒角轴42上设置有倒角齿轮45；在所述的成形箱5的箱体上还设置有旋转电机51，旋转电机51与减速机52相联接，减速机52的输出轴通过联轴器53与旋转轴54相连接，旋转轴54通过轴承56活动设置在成形箱5中，旋转轴54上滑动设置有双联变换驱动齿轮55，该双联变换驱动齿轮55包括驱动旋沟齿轮35的旋沟驱动齿轮551、驱动倒角齿轮45的倒角驱动齿轮552和拨叉凹槽554，拨叉62一侧的两个拨叉端627的内壁上设置有一对与拨叉凹槽554相配合的卡柱621，如图5所示，其具体结构为两个拨叉端627分别开设有通孔624，所述的卡柱621设置成阶梯形、形成粗细两段，细段上设置有螺纹，卡柱621的细段从拨叉端627的内侧穿出、与拨叉螺帽623螺纹连接，这一对卡柱621的粗段卡设在拨叉凹槽554中，拨叉62的支撑端628与成形箱5的成形箱盖板57上的拨叉销轴58相铰接，拨叉62的中部与固定设置在成形箱5箱体上的拨叉气缸61的顶杆相铰接。本实施例中，为了减小卡柱621的粗段与拨叉凹槽554之间的摩擦，在卡柱621的粗段上还套装有轨迹轴承622。本实施例中，对于旋转轴54而言，其转速通常是固定的，由于旋沟和倒角所要求的转速不相同，旋沟轴32的转速要高于倒角轴42的转速，为了满足这一需要，可以通过增大旋沟驱动齿轮551与旋沟齿轮35的齿轮半径比或者减小倒角驱动齿轮552与倒角齿轮45的齿轮半径比来实现。另外，如图8、图10所示，为了增加安装框架7的刚性，在实际制作过程中，在安装框架7的两个侧面各增设了一块斜筋侧板72。在实际应用时，在成形箱5中的扩缩工位、旋沟工位87和倒角工位88不局限于本实施例中的数量，工位的布置也不局限于本实施例中的两排和五列，当改变工位的列数时，不需增加任何部件，但是，当增加工位的排数时，就需增设与多出的排数相同数量的定位垫块24和定位气缸25。此外，旋沟工位87和倒角工位88也可以由两套相互独立的旋转驱动装置驱动，而不必象本实施例那样，通过拨叉气缸61推拉拨叉62来改变双联变换驱动齿轮55的位置，当旋沟驱动齿轮551与旋沟齿轮35啮合时，旋转电机51可驱动旋沟头31旋转，而当倒角驱动齿轮552与倒角齿轮45啮合时，旋转电机51驱动倒角头41旋转。
图11直观地描述了本发明所述的八个工位的排序布置，这八个工位在管端成形的工作过程中，通常按照从一至八的升序方式进行工位切换，其具体工作过程为第一工位81首先启动升降油缸21正向工作，升降油缸21的顶杆将成形箱5不断向上顶起，直至成形箱5的底部高于定位垫块24的上表面，这时升降油缸21停止工作，启动定位气缸25正向工作，将定位垫24沿着开设在基准凸块22中的T型导槽向基准凸块22靠拢，到过合适位置后，定位气缸25停止工作，然后启动升降油缸21反向工作，让成形箱5缓慢回落，当其底部抵靠在定位垫块24时，停止升降油缸21工作；接着启动平移电机11工作，平移电机11通过滚珠丝杆18带动安装框架7和设置在安装框架7中的成形箱5一起作直线移动，直至第一工位81的轴线与夹件装置中的管子的轴线重合；这时，便可以启动主推油缸工作，将安装框架7、成形箱5沿着进退导轨3进退一次，这样，通过设置在成形箱5中的第一工位81中的冲头或冲模——其装上冲头91的状态参见图8中的第六工位86，完成扩或缩成形动作。
第二工位82由平移电机11带动滚珠丝杆18向左横向移动一个冲模间距，然后启动主推油缸动作，进退一次完成扩或缩成形动作。
第三工位83动作过程与第二工位82相同。
第四工位84升降油缸21先顶起成形箱5，使得成形箱5的底面离开定位垫块24，这时启动定位气缸25反向工作，将定位垫块24抽出，然后再启动升降油缸21反向工作，成形箱5跟随升降油缸21的顶杆不断向下回落，当其底部抵靠在基准凸块22上时，升降油缸21停止工作。这样，第四工位84的轴线就与夹件装置中的管子的轴线重合；这时便可以启动主推油缸工作，进退一次完成扩或缩成形动作。
第五工位85由平移电机11带动滚珠丝杆18向右横向移动一个冲模间距后，主推油缸动作，进退一次完成扩或缩成形动作。
第六工位86动作过程与第五工位85相同。
旋沟工位即第七工位87首先通过平移电机11带动滚珠丝杆18将第七工位87向右横向移动，使得其轴线与夹件装置中的管子的轴线重合；然后启动拨叉气缸61正向工作，拨叉气缸61通过其顶杆带动拨叉62绕着拨叉销轴58顺时针旋动，使得双联变换驱动齿轮55中的旋沟驱动齿轮551与旋沟齿轮35啮合，这时启动旋转电机51工作，旋转电机51通过减速机52和旋转轴54将动力传送到旋沟头31上，使旋沟头31旋转，然后主推油缸工作，向前推进完成旋沟后退回，旋沟成形完成，关闭旋转电机51。
倒角工位即第八工位88首先通过升降油缸21和定位气缸25协同工作，将成形箱5抵靠在定位垫块24上，接着启动拨叉气缸61反向工作，拨叉气缸61通过其顶杆带动拨叉62绕着拨叉销轴58逆时针旋动，使得双联变换驱动齿轮55中的倒角驱动齿轮551与倒角齿轮45啮合；通过平移电机11带动滚珠丝杆18将第八工位88向左横向移动，使得其轴线与夹件装置中的管子的轴线重合；这时启动旋转电机51工作，旋转电机51通过减速机52和旋转轴54将动力传送到倒角头41上，使倒角头41旋转，然后主推油缸工作，向前推进完成倒角后退回，倒角成形完成，关闭旋转电机51。
安装有本发明所述的成形装置的多工位管端成形机，与传统的管端成形机相比，具有如下优点1.不仅能够完成六次扩管或缩管，而且还可根据需要完对管端实施旋沟和倒角成形，功能更加齐全，使得该管端成形机能加工那些以前不能加工的复杂管端，进一步提升了管端成形机的加工能力。
2.水平方向动作由平移电机11通过滚珠丝杆18来实现，切换工位的水平精度得到了保障；上下方向升降油缸21和定位气缸25协同工作，通过定位垫块24和基准凸块22定位，切换工位的上下垂直精度得到了保证；与传统成形装置相比，本发明所述的成形装置更能准确完成工位切换动作，重复定位精度能达到±0.01毫米以内，确保了每个工位成形后的同轴度要求。
3.整个成形装置的刚性较强，其安装、调试也十分方便。
权利要求
1.多工位管端成形机中的成形装置，包括基板[1]，其特征在于基板[1]上设置有一对相互平行的水平导轨[4]，安装框架[7]滑动设置在这对水平导轨[4]上，其一侧侧面与设置在基板[1]上的平移定位装置相固定，安装框架[7]的内壁上设置有升降导轨[6]，安装框架底板[71]上设置有升降定位装置，设置在升降定位装置上的成形箱[5]通过升降导轨[6]与安装框架[7]滑动连接，成形箱[5]的前部设置有扩缩工位座[8]，扩缩工位座[8]中设置有呈至少两排和至少两列布置的至少三个扩缩工位，安装框架[7]的后侧面上设置有与水平导轨[4]相配合的滑行导轨[9]，主推油缸的顶杆[10]滑动设置在滑行导轨[9]上。
2.如权利要求1所述的多工位管端成形机中的成形装置，其特征在于所述的平移定位装置的具体结构包括设置在基板[1]上的平移电机[11]，平移电机[11]的输出轴上设置有与所述水平导轨[4]平行的滚珠丝杆[18]，活动设置在滚珠丝杆[18]上的丝杆螺母[15]通过丝杆螺母座[16]与安装框架[7]固定在一起。
3.如权利要求1或2所述的多工位管端成形机中的成形装置，其特征在于所述的扩缩工位座[8]中设置有呈两排布置的至少四个扩缩工位，与此相适应，所述的升降定位装置的具体结构包括设置在安装框架底板[71]上的升降油缸[21]和设置在安装框架[7]底部的基准凸块[22]，基准凸块[22]上滑动设置有定位垫块[24]，升降油缸[21]的顶杆与成形箱[5]的箱体相固定。
4.如权利要求3所述的多工位管端成形机中的成形装置，其特征在于所述的成形箱[5]中还设置有旋沟工位[87]和倒角工位[88]，旋转工位[87]包括旋沟头[31]和与旋沟头[31]相连的旋沟轴[32]，倒角工位[88]包括倒角头[41]和与倒角头[41]相连的倒角轴[42]；成形箱[5]中还设置有驱动旋沟轴[32]和倒角轴[42]的旋转驱动装置。
5.如权利要求4所述的多工位管端成形机中的成形装置，其特征在于所述的旋转驱动装置的具体结构为成形箱[5]的箱体上设置有旋转电机[51]和与旋转电机[51]相联的减速机[52]，减速机[52]的输出轴上设置有旋转轴[54]，旋转轴[54]上设置有双联变换齿轮[55]，双联变换齿轮[55]包括旋沟驱动齿轮[551]、倒角驱动齿轮[552]和拨叉凹槽[554]，成形箱[5]中还设置有拨叉[62]，拨叉[62]一侧的支撑端[628]铰接在成形箱[5]上，拨叉[62]另一侧的两个拨叉端[627]的内侧分别设置有卡柱[621]，这一对卡柱[621]卡设在拨叉凹槽[554]中，拨叉[62]的中部与固定设置在成形箱[5]箱体上的拨叉气缸[61]的顶杆相铰接；与所述双联变换齿轮[55]的结构相适应，旋沟轴[32]上设置有与旋沟驱动齿轮[551]相配合的旋沟齿轮[35]，倒角轴[42]上设置有与倒角驱动齿轮[552]相配合的倒角齿轮[45]。
全文摘要
本发明公开了一种定位精度更高、功能更加齐全的多工位管端成形机中的成形装置，包括基板，基板上设置有一对相互平行的水平导轨，安装框架滑动设置在这对水平导轨上，其一侧侧面与设置在基板上的平移定位装置相固定，安装框架的内壁上设置有升降导轨，安装框架的底板上设置有升降定位装置，设置在升降定位装置上的成形箱通过升降导轨与安装框架滑动连接，成形箱的前部设置有扩缩工位座，扩缩工位座中设置有呈至少两排和至少两列布置的至少三个扩缩工位，安装框架的后侧面上设置有与水平导轨相配合的滑行导轨，主推油缸的顶杆滑动设置在滑行导轨上。该装置主要用于各种管端成形机中。
文档编号B21D15/04GK101020217SQ200710020529
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月7日 优先权日2007年3月7日
发明者林洪才, 林永才, 陶志高 申请人:张家港市合丰机械制造有限公司