一种轴管成型装置的制作方法

本发明涉及汽车轴管热挤压成型加工技术领域，更具体地说是一种轴管成型装置。

背景技术：

挂车车轴是挂车车桥上的主要零件，承受重载和交变载荷，它必须具有高的弯曲强度、扭转强度和疲劳强度。目前挂车车轴主要有两种结构形式，即分体式焊接车轴和整体式车轴。分体式焊接车轴由中间轴体和两端的轴头组成，一般轴头为锻造成形，然后和空心轴体部分进行焊接。在车轴生产的早期，主要采用分体式焊接车轴，焊接车轴承载能力低，产品质量不可靠，在焊缝部位存在安全隐患，因此，此形式主轴的产量在逐渐萎缩。整体主轴将轴体和轴头联为一体，主要生产方式包括热挤压，即无缝钢管挤压缩径成形，加工步骤为：通过上料辊将无缝钢管传输到胶装置的上料处，然后转移气缸将无缝钢管推到转移滑块上，转移滑块在外力作用下在转移滑轨上带着无缝钢管运动到高频加热炉，高频加热炉两端的加热头在加热头滑轨上同时向内运动，套在无缝钢管两端，将无缝钢管两端加热，加热到一定温度后，加热头后退，转移滑块继续向前运动，带着无缝钢管运动到热挤压成型机，用成型模具挤压无缝钢管被加热后的两端，逐渐压缩变径直至成型，变成标准尺寸的轴管。

在加工过程中，无缝钢管从原料仓运来，通过传输工具传输到高频加热炉加热，这种传输不能精确的控制无缝钢管中心恰好位于高频加热炉加热头中心，即不能保证无缝钢管两端端部加热长度相等，出现无缝钢管中心偏向的一端加热长度长，无缝钢管中心偏离的一端加热长度小，在进行热挤压成型时会出现变形不均，影响力学性能，而且为了保证偏短的一端加热足够的长度，只能将高频加热炉的加热头长度做大，普遍加热超过需要的长度，增加生产成本；

现有热挤压成型模具的中心空腔尺寸相同，无缝钢管在进入模具后是可以不受限制无线向后延伸的，为了热挤压成型时保证轴管端部缩径的部位足够长，现在做法都是在无缝钢管下料时预先留出10cm-15cm的余量，热挤压成型后再将余量截掉，这样造成非常大的浪费；而且现有的热挤压成型模具生产出来的轴管原胚端部是不平的，也必须进行截平；同时由于轴管端部是变径的，在热挤压过程中，轴管外壁与模具之间有时会产生闷气的现象，严重时还会造成轴管局部尺寸不标准或力学性能降低。

技术实现要素：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明拟提供一种节省原材、无需再次截取的轴管成型装置。

为实现上述目的，本发明提供的轴管成型装置，包括上料机构、转移机构、加热机构、成型机构；所述成型机构包括对称设置的机架、载模结构、模套、模具；所述载模结构通过外力能够与机架相对滑动，所述模套水平固定地设置在载模机构内部，模具设置在模套的中心空腔内，模套中心空腔后端设置有防止模具向后滑动的台阶结构；所述模具的中心空腔与轴管两端的外壁结构尺寸适配，模具中心空腔内设置有定长块，模具中心空腔内的后部设置有防止定长块向后滑动的台阶结构；定长块朝向模具前部的一端端面平齐。

进一步地，所述模具包括由前至后依次设置的变径模具块和等径模具块，所述变径模具块中心开设有与轴管两端变径结构外壁尺寸适配空腔；所述等径模具块包括外壳体和包裹在外壳体中心的可拆卸模具替块，所述模具替块中心开设有与轴管两端等径结构外壁尺寸适配空腔，模具替块的空腔后部设置有防退的台阶结构。

进一步地，所述定长块以可拆卸的方式设置在模具中心空腔内，定长块中心开设通气孔。

进一步地，所述等径模具块上设置有连通模具替块空腔和外部的气压平衡管。

进一步地，所述模套外部设置有相互连通的环形降温水道。

进一步地，所述上料机构还包括对传送过来的无缝钢管进行定心的定心结构，定心结构设置在上料机构的上料辊上部，所述定心结构包括滑动定心部和固定定心部，固定定心部包括定心机架、定心机架上部以转动连接的方式设置的齿轮；滑动定心部包括以齿轮为对称中心呈中心对称设置的两部分，滑动定心部的两部分均包括与定心机架中心轴延伸方向平行且与齿轮啮合配合的齿条；齿条一端连接有滑杆，滑杆另一端下部连接有滑板并通过滑板连接有夹头座，所述夹头座连接有只能向内侧翻转的定心夹头板；滑杆、齿条分别通过导向滑杆套、导向滑槽与定心机架以能够水平滑动的方式相连；滑动定心部由外部动力驱动。

本发明的有益效果是：本发明对传统热挤压成型设备进行改造，通过在上料辊上部设置定心结构，使无缝钢管在进入加热头之前，无缝钢管的中心位于两加热头中线上，这样两端加热长度相同，也不必加热过长的长度，只需要按需加工即可，节省电能也节省时间，提高了生产效率；模套外部设置环形水道，加速降温，防止高温损伤，提高模套和模具的使用寿命；模具使用变径模具块和等径模具块两段式结构，变径模具块受力大，磨损严重，一旦出现磨损量大于最高警戒值可以提前更换，而等径模具受力较小不会发生严重磨损，寿命长，同时在等径模具块的壳体内包裹着可拆卸模具替块，进一步提高了等径模具块的使用寿命；

变径模具块在将无缝钢管热挤压变形时，随着无缝钢管在模具内持续向后延伸，会将部分空气密封在模具内表面与无缝钢管外表面之间，密封空气会被向后延伸的无缝钢管挤压在等径模具块段，气压平衡管的设置，及时将空气排出，避免闷气造成的轴管力学性能下降；

定长块的设置，能够防止无缝钢管在热挤压成型过程中向后过度延伸，造成物料的浪费，定长块的使用使每根轴管的原料节省10cm-15cm，而且在定长块的阻挡作用下，轴管成型后端面是平齐的，不需要再次锯平，既节约原料，也提高生产效率。

附图说明：

附图1是本发明的俯视结构示意图；

附图2是本发明的左视结构示意图；

附图3是本发明的上料机构结构示意图；

附图4是本发明的滑动定心部结构示意图；

附图5是本发明成型机构的局部结构示意图；

附图6是本发明模具模套的配合结构示意图；

附图中：1、上料辊，2、转移气缸，3、定心结构，301、夹头座，302、滑板，303、导向滑杆套，304、转接头，305、齿条，306、齿轮，307、定心气缸，308、定心夹头板，309、导向滑槽，310、齿杆连接套，311、滑杆，4、转移滑块，5、转移滑轨，6、高频加热头，7、加热头滑轨，8、成型机构，9、垫块，10、模套，11、模具，1101、变径模具块，1102、等径模具块，1103、模具替块，1104、定长块，12、气压平衡管，13、进给油缸。

具体实施方式：

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明进行更加详细的描述。

在对本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1、2、5所示，轴管成型装置，包括上料机构、转移机构、加热机构、成型机构8；所述成型机构8包括对称设置的机架、载模结构、模套10、模具11；所述载模结构通过外力能够与机架相对滑动，所述模套10水平固定地设置在载模机构内部，模具11设置在模套10的中心空腔内，模套10中心空腔后端设置有防止模具11向后滑动的台阶结构；所述模具11的中心空腔与轴管两端的外壁结构尺寸适配，模具11中心空腔内设置有定长块1104，模具11中心空腔内的后部设置有防止定长块1104向后滑动的台阶结构；定长块1104朝向模具11前部的一端端面平齐。

如附图6所示，所述模具11包括由前至后依次设置的变径模具块1101和等径模具块1102，所述变径模具块1101中心开设有与轴管两端变径结构外壁尺寸适配空腔；所述等径模具块1102包括外壳体和包裹在外壳体中心的可拆卸模具替块1103，所述模具替块1103中心开设有与轴管两端等径结构外壁尺寸适配空腔，模具替块1103的空腔后部设置有防退的台阶结构。

所述定长块1104以可拆卸的方式设置在模具11中心空腔内，定长块1104中心开设通气孔。

所述等径模具块1102上设置有连通模具替块1103空腔和外部的气压平衡管12。

所述模套10外部设置有相互连通的环形降温水道。

如附图3、4所示，所述上料机构还包括对传送过来的无缝钢管进行定心的定心结构3，定心结构3设置在上料机构的上料辊1上部，所述定心结构3包括滑动定心部和固定定心部，固定定心部包括定心机架、定心机架上部以转动连接的方式设置的齿轮306；滑动定心部包括以齿轮306为对称中心呈中心对称设置的两部分，滑动定心部的两部分均包括与定心机架中心轴延伸方向平行且与齿轮306啮合配合的齿条305；齿条305一端连接有滑杆311，滑杆311另一端连接有夹头座301，所述夹头座301连接有只能向内侧翻转的定心夹头板308；滑杆311、齿条305分别通过导向滑杆套303、导向滑槽309与定心机架以能够水平滑动的方式相连；滑动定心部由外部动力驱动。

具体的，上料机构为辊轴上料机构，上料机构的上料辊1表面为与无缝钢管外表面适配的内凹弧形结构，上料辊1一端通过链轮链条依次交错相连，通过外接电动机提供动力；上料机构一侧与转移机构相接，另一侧设置有辅助无缝钢管从上料辊1转移到转移机构的转移气缸2，转移气缸2活塞杆端部连接有端面为弧面的推头，转移气缸2活塞杆中轴线在无缝钢管水平中轴面上；转移气缸2至少设置有两个，设置的转移气缸2分居无缝钢管中心两侧。

上料机构还包括定心结构3，定心机构在转移气缸2将无缝钢管推到转移机构之前，将无缝钢管的中心调整到位于两加热头的中线上；定心结构3主要依靠外力带动滑动定心部两齿条305中的一根，进而通过齿条305带动齿轮306转动，齿轮306在带动另一条齿条305滑动，这样保证两齿条305同时相向或相背滑动相同距离，齿轮306的中心位于两加热头的中线上，夹头座301连接的定心夹头板308只能向内侧翻转，无缝钢管在上料辊1带动下顶开来料方向的定心夹头板308，进入两定心夹头板308之间，定心夹头板308在齿条305和滑杆311的带动下推动无缝钢管滑动，这样就保证了无缝钢管的中心最终被调整到两加热头的中线上；带动齿条305滑动的外力来源优选定心气缸307；

转移机构包括平行设置的两根转移滑轨5，两根转移滑轨5上各设置有一个转移滑块4，转移滑块4上部为弧面结构，转移滑块4上边沿位于上料辊1上边沿高度以下，转移滑块4上边沿优选位于上料辊1上边沿和下边沿之间，转移滑块4位于转移滑轨5端部时，转移滑块4与上料辊1的间距小于无缝钢管的直径，转移滑块4与上料辊1的间距优选小于无缝钢管的半径；两转移滑块4通过硬质材料相连并通过外力牵引同步同向运动；外力可以来自人力、油缸、气缸或电动机；

成型机构8包括对称设置的机架、载模结构、模套10、模具11；所述载模结构通过外力能够与机架相对滑动，所述模套10水平固定地设置在载模机构内部，模具11设置在模套10的中心空腔内，模套10中心空腔后端设置有防止模具11向后滑动的台阶结构；所述模具11的中心空腔与轴管两端的外壁结构尺寸适配，模具11中心空腔内设置有定长块1104，模具11中心空腔内的后部设置有防止定长块1104向后滑动的台阶结构；定长块1104朝向模具11前部的一端端面平齐；模具11后端的模套10中心空腔内还可以根据需要设置垫块9；推动载模结构滑动的外力来源优选进给油缸13。

本发明对传统热挤压成型设备进行改造，通过在上料辊1上部设置定心结构3，使无缝钢管在进入加热头之前，无缝钢管的中心位于两加热头中线上，这样两端加热长度相同，也不必加热过长的长度，只需要按需加工即可，节省电能也节省时间，提高了生产效率；模套10外部设置环形水道，加速降温，防止高温损伤，提高模套10和模具11的使用寿命；模具11使用变径模具块1101和等径模具块1102两段式结构，变径模具块1101受力大，磨损严重，一旦出现磨损量大于最高警戒值可以提前更换，而等径模具11受力较小不会发生严重磨损，寿命长，同时在等径模具块1102的壳体内包裹着可拆卸模具替块1103，进一步提高了等径模具块1102的使用寿命；

变径模具块1101在将无缝钢管热挤压变形时，随着无缝钢管在模具11内持续向后延伸，会将部分空气密封在模具11内表面与无缝钢管外表面之间，密封空气会被向后延伸的无缝钢管挤压在等径模具块1102段，气压平衡管12的设置，及时将空气排出，避免闷气造成的轴管力学性能下降；

定长块1104的设置，能够防止无缝钢管在热挤压成型过程中向后过度延伸，造成物料的浪费，定长块1104的使用使每根轴管的原料节省10cm-15cm，而且在定长块1104的阻挡作用下，轴管成型后端面是平齐的，不需要再次锯平，既节约原料，也提高生产效率。

除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。