专利名称：S型金属蜂窝载体的制作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种专用加工设备，尤其是涉及一种尾气净化器用的S型金属蜂窝载 体的制作装置。
背景技术：
随着国家对汽车排放标准的提高，对尾气净化器金属蜂窝载体也提出了更高的 技术要求。我国所生产的金属蜂窝载体基本采用螺旋式结构，由于其抗热蠕变、抗热变形 能力和机械耐久性较差，在国外已大量为S型金属蜂窝载体所取代。目前S型金属蜂窝载 体以其可靠的耐久性能、较好的形成紊流作用成为金属蜂窝载体的基本结构，但S型金属 蜂窝载体的加工较为困难。S型金属蜂窝载体由S型金属蜂窝内芯及外壳构成，申请号为 200710148010. X、名称为《制作S型金属蜂窝的装置》专利申请文件公开了一种制作S型金 属蜂窝的装置，其仅涉及S型金属蜂窝内芯的制作，而未曾涉及将S型金属蜂窝内芯安装到 外壳内，其无法实现S型金属蜂窝载体的自动化生产。目前，国内的一些厂家正在对S型金 属蜂窝载体的生产工艺及生产设备进行研究，其生产工艺多为半机械化过程，生产效率低， 合格率也较低。
发明内容
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种S型金属蜂窝载体的制作 装置，实现自动化生产，提高生产效率，提高产品合格率。为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案一种S型金属蜂窝载体的制作装置，包括机架及控制系统；推装机构固定安装在 机架的工作台板下方，下卷制机构连接所述推装机构并由推装机构驱动上下运动；换位机 构安装在机架工作台板上方的支座上，上卷制机构及卡爪机构连接换位机构，并由换位机 构驱动上下运动及转动换位；2根卷制芯轴平行设置，2根卷制芯轴固定连接下卷制机构并 与上卷制机构活动连接；成形机构安装在机架的工作台板上，成形机构的成形块设置在所 述2根卷制芯轴的四周；制作时，金属蜂窝内芯叠片放入两根卷制芯轴之间，由上卷制机构及下卷制机构 同步旋转驱动卷制芯轴带动金属蜂窝内芯叠片在成形机构中卷制成S型金属蜂窝内芯，卡 爪机构卡紧外壳，由换位机构驱动卡爪机构与上卷制机构换位，由推装机构推动下卷制机 构将S型金属蜂窝内芯推入外壳内。进一步的所述2根卷制芯轴两侧的工作台板上设有用于定位金属蜂窝内芯叠片的定位槽。所述成形机构包括2个内成形块及4个外成形块，2个内成形块及4外成形块分别 连接滑移机构，滑移机构固定安装在所述机架的工作台板上，2个内成形块相对设置在上卷 制机构与下卷制机构回转中心的两侧，4个外成形块对称设置在上卷制机构与下卷制机构 回转中心的四周，所述内成形块的前端呈S型金属蜂窝内芯的中心曲线形，所述外成形块的前端呈四分之一圆弧形。所述外成形块由至少一片外成形片叠装构成，所述内成形块由至少一片内成形片 叠装构成。所述换位机构包括固定连接所述支座的换位支架，立柱的下端固定连接所述换位支架，提升气缸的活塞杆连接立柱的上端，转体滑套在立柱上，提升气缸的缸体通过连接板 连接所述转体；换位驱动机构安装在换位支架上，驱动齿轮连接换位驱动机构并与换位齿 轮啮合，换位齿轮固定连接在转体上，所述驱动卡爪机构与所述上卷制机构分别连接转体。所述换位齿轮为扇形齿轮。所述驱动卡爪机构与所述上卷制机构呈90°位置设置。所述卡爪机构包括连接换位机构的连接板，内支架设置在支座内并通过支座固定 安装在连接板上，至少三个摆爪对称分布在支座内并铰接在内支架上，圆锥形推头抵装在 摆爪内侧的圆锥面上，摆爪与支座之间抵装有复位弹簧，推头连接固定安装在连接板上的 气缸。所述推装机构包括固定连接所述工作台板的推装支座，推装气缸的缸体固定安装 在推装支座上，推装气缸的活塞杆连接导向滑轨，所述下卷制机构安装在所述导向滑轨上。所述下卷制机构包括电机、减速器、联轴节及下卷轴，下卷轴前端安装下固定座，2 根卷制芯轴固定安装在下固定座上；上卷制机构包括电机、减速器及轴头，上固定座连接轴 头，上固定座前端设有两个限位所述卷制芯轴的限位孔。本发明的技术效果在于本发明公开的一种S型金属蜂窝载体的制作装置，其由卷制机构、成形机构、推装 机构协同动作，实现S型金属蜂窝载体制作的自动化，提高生产效率；同时在制作过程中， 受力均勻，提高了产品质量，提高产品合格率。
图1为本发明的三维结构示意图。图2为本发明的主视图。图2A为图2的C处放大图。图2B为图2A的D向视图。图3为图2的俯视图。图4为图2的A-A处剖视图。图4A为图4的E处放大图。图5为图2的B-B处剖视图。图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F为S型金属蜂窝载体的制作过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。如图1 5所示，本发明包括机架1及控制系统(未在图中画出)，控制系统按现 有技术设计制造，控制协同各个部件的动作。推装机构2固定安装在机架1的工作台板101 下方，下卷制机构3连接推装机构2并可由推装机构2驱动上下运动。推装机构2包括固定连接工作台板101的推装支座201，推装气缸202的缸体固定安装在推装支座201上，推 装气缸202的活塞杆连接导向滑轨203，下卷制机构3安装在导向滑轨203上，下卷制机构 3由推装气缸202驱动沿导向滑轨203作上下运动。换位机构6安装在机架工作台板101 上方的支座8上，上卷制机构5及卡爪机构7连接换位机构，并由换位机构6驱动上下运动 及转动换位。换位机构6包括固定连接支座8的换位支架601，立柱602的下端固定连接 换位支架601，提升气缸603的活塞杆连接立柱602的上端，转体604滑套在立柱602上， 转体604可在立柱602上转动或上下滑动，提升气缸603的缸体通过连接板605连接转体 604 ；换位驱动机构包括电机606及联轴节607，电机606安装在换位支架601上，驱动齿轮 608连接换位驱动机构的联轴节607，驱动齿轮608与换位齿轮609啮合，换位齿轮609为 扇形齿轮，换位齿轮609固定连接在转体604上，电机606带动驱动齿轮608驱动换位齿轮 609转动，由换位齿轮609带动转体604转动。驱动卡爪机构7与上卷制机构5分别连接转 体604，并且驱动卡爪机构7与上卷制机构5呈90°位置设置，也就是说，当转体604转过 90°，驱动卡爪机构7可换位到上卷制机构5的位置。如图2、2A、2B所示，卡爪机构7包括 连接换位机构6的连接板701，内支架702设置在支座703内并通过支座703固定安装在连 接板701上，三个摆爪704对称分布在支座703内并铰接在内支架702上，圆锥形推头705 抵装在摆爪704内侧的圆锥面上，摆爪704与支座703之间抵装有复位弹簧706，推头705 连接固定安装在连接板701上的气缸707的活塞杆，当推头705在气缸707作用下伸出时， 推头705推动摆爪704向外张开，使3个摆爪704同时卡紧在S型金属蜂窝载体外壳的内 壁，当推头705缩回时，摆爪704在复位弹簧706的作用下复位，3个摆爪704同时松开S型 金属蜂窝载体外壳的内壁。
下卷制机构3包括电机301、减速器302、联轴节303及下卷轴304，下卷轴304通 过联轴节303连接减速器302的输出轴，下卷轴304前端安装下固定座305，2根卷制芯轴9 通过螺钉固定安装在下固定座305上。上卷制机构5包括电机501、减速器502及轴头503， 轴头503连接减速器502的输出轴，上固定座504通过螺钉连接轴头503，上固定座504前 端设有两个限位孔505，2根卷制芯轴9平行设置，2根卷制芯轴9固定连接下卷制机构3并 与上卷制机构5活动连接，在卷制S型金属蜂窝内芯时，2根卷制芯轴9插入到上卷制机构 5的上固定座504的两个限位孔505中，由两个限位孔505限位两根卷制芯轴的上端，下卷 制机构3及上卷制机构5同轴且同步驱动2根卷制芯轴9转动来卷制S型金属蜂窝内芯。 在本实施例中，2根卷制芯轴9两侧的工作台板101上还设有定位槽10 (图5)，两个定位槽 10可在卷制前更好地定位金属蜂窝内芯叠片。成形机构4安装在机架1的工作台板101上，成形机构4包括2个内成形块401 及4个外成形块402 (图5)，2个内成形块401及4外成形块402分别连接滑移机构403，滑 移机构403固定安装在机架的工作台板101上，滑移机构403由气缸404及导向滑轨405 构成，内成形块401或外成形块402安装在导向滑轨405的前端，内成形块401或外成形块 402在气缸404的作用下沿导向滑轨405前后往复运动，2个内成形块401相对设置在上卷 制机构5与下卷制机构3回转中心的两侧，4个外成形块402对称设置在上卷制机构5与下 卷制机构3回转中心的四周，内成形块401的前端呈S型金属蜂窝内芯的中心曲线形，外成 形块402的前端呈四分之一圆弧形，4外成形块在卷制S型金属蜂窝内芯时，合拢成一个直 径等于S型金属蜂窝内芯直径的圆形。在本实施例中，内成形块401由4片内成形片407叠装构成(图4)，外成形块402由4片外成形片408叠装构成(图2)，这样可以根据所制 作的S型金属蜂窝内芯高度来确定所使用内成形片407及外成形片408的数量，可以将本 发明用于制作不同高度的S型金属蜂窝载体。
在制作S型金属蜂窝载体时，如图6A，将由数层平板和波纹板依次叠合在一起金 属蜂窝内芯叠片11放入两根卷制芯轴9之间，其两端限位于定位槽10中，两个内成形块 401在滑移机构403驱动下移至图6B中位置，上卷制机构5与下卷制机构3同步顺时针方 向旋转驱动两根卷制芯轴9转动，两根卷制芯轴9带动金属蜂窝内芯叠片11在两个内成形 块401之间卷制，当两根卷制芯轴9转过一个角度达到图6B中位置时，处于转动方向后方 的两个外成形块402在滑移机构403驱动下移至图6C中位置，而两根卷制芯轴9则继续带 动金属蜂窝内芯叠片11在两个内成形块401及两个外成形块402之间转动；当两根卷制芯 轴9转动达到图6D位置时，两个内成形块401在滑移机构403驱动下退出，同时另外两个 外成形块402伸出至图6E位置，使四个外成形块402构成一个直径等于S型金属蜂窝内芯 直径的圆形，同时两根卷制芯轴9继续转动直至完成S型金属蜂窝内芯的卷制工序，在整个 卷制工序中，两根卷制芯轴9在上卷制机构5及下卷制机构3的驱动下转动360°。然后， 把S型金属蜂窝载体外壳12装到卡爪机构7上，由3个摆爪704同时卡紧在S型金属蜂窝 载体外壳12的内壁，换位机构6的提升气缸603动作，使上卷制机构5及卡爪机构7向上 提升，两根卷制芯轴9的上端脱离上卷制机构5的上固定座504的限位孔505，由换位机构 6的驱动换位齿轮609带动转体604转动，使驱动卡爪机构7转过90°换位到上卷制机构 5位置，提升气缸603动作使卡爪机构7下降并使外壳12压在外成形块402的上表面，此 时卡紧在卡爪机构7上的外壳12与已卷制好的S型金属蜂窝内芯同轴(如图6F)；推装机 构2的推装气缸202动作，推动上卷制机构5向上移动同时将已卷制好的S型金属蜂窝内 芯11推入外壳12中，完成一个S型金属蜂窝载体的制作。
权利要求
一种S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于包括机架及控制系统；推装机构固定安装在机架的工作台板下方，下卷制机构连接所述推装机构并由推装机构驱动上下运动；换位机构安装在机架工作台板上方的支座上，上卷制机构及卡爪机构连接换位机构，并由换位机构驱动上下运动及转动换位；2根卷制芯轴平行设置，2根卷制芯轴固定连接下卷制机构并与上卷制机构活动连接；成形机构安装在机架的工作台板上，成形机构的成形块设置在所述2根卷制芯轴的四周；制作时，金属蜂窝内芯叠片放入两根卷制芯轴之间，由上卷制机构及下卷制机构同步旋转驱动卷制芯轴带动金属蜂窝内芯叠片在成形机构中卷制成S型金属蜂窝内芯，卡爪机构卡紧外壳，由换位机构驱动卡爪机构与上卷制机构换位，由推装机构推动下卷制机构将S型金属蜂窝内芯推入外壳内。
2.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述2根卷制 芯轴两侧的工作台板上设有用于定位金属蜂窝内芯叠片的定位槽。
3.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述成形机构包 括2个内成形块及4个外成形块，2个内成形块及4外成形块分别连接滑移机构，滑移机构固 定安装在所述机架的工作台板上，2个内成形块相对设置在上卷制机构与下卷制机构回转中 心的两侧，4个外成形块对称设置在上卷制机构与下卷制机构回转中心的四周，所述内成形 块的前端呈S型金属蜂窝内芯的中心曲线形，所述外成形块的前端呈四分之一圆弧形。
4.按照权利要求3所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述外成形块 由至少一片外成形片叠装构成，所述内成形块由至少一片内成形片叠装构成。
5.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述换位机构 包括固定连接所述支座的换位支架，立柱的下端固定连接所述换位支架，提升气缸的活塞 杆连接立柱的上端，转体滑套在立柱上，提升气缸的缸体通过连接板连接所述转体；换位驱 动机构安装在换位支架上，驱动齿轮连接换位驱动机构并与换位齿轮啮合，换位齿轮固定 连接在转体上，所述驱动卡爪机构与所述上卷制机构分别连接转体。
6.按照权利要求5所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述换位齿轮 为扇形齿轮。
7.按照权利要求5所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述驱动卡爪 机构与所述上卷制机构呈90°位置设置。
8.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述卡爪机构 包括连接换位机构的连接板，内支架设置在支座内并通过支座固定安装在连接板上，至少 三个摆爪对称分布在支座内并铰接在内支架上，圆锥形推头抵装在摆爪内侧的圆锥面上， 摆爪与支座之间抵装有复位弹簧，推头连接固定安装在连接板上的气缸。
9.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述推装机构 包括固定连接所述工作台板的推装支座，推装气缸的缸体固定安装在推装支座上，推装气 缸的活塞杆连接导向滑轨，所述下卷制机构安装在所述导向滑轨上。
10.按照权利要求1所述的S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于所述下卷制机 构包括电机、减速器、联轴节及下卷轴，下卷轴前端安装下固定座，2根卷制芯轴固定安装在 下固定座上；上卷制机构包括电机、减速器及轴头，上固定座连接轴头，上固定座前端设有 两个限位所述卷制芯轴的限位孔。
全文摘要
本发明涉及一种S型金属蜂窝载体的制作装置，其特征在于包括推装机构、上卷制机构、下卷制机构、换位机构、卡爪机构、成形机构及2根平行设置的卷制芯轴，制作时，金属蜂窝内芯叠片放入两根卷制芯轴之间，由上卷制机构及下卷制机构同步旋转驱动卷制芯轴带动金属蜂窝内芯叠片在成形机构中卷制成S型金属蜂窝内芯，卡爪机构卡紧外壳，由换位机构驱动卡爪机构与上卷制机构换位，由推装机构推动下卷制机构将S型金属蜂窝内芯推入外壳内。本发明由卷制机构、成形机构、推装机构协同动作，实现S型金属蜂窝载体制作的自动化，提高生产效率；同时在制作过程中，受力均匀，提高了产品质量，提高产品合格率。
文档编号B21D47/04GK101869952SQ20101018870
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者吴昌文, 周一届, 朱永康 申请人:江南大学