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CN112058930B - 一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构 - Google Patents

一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构。包括压模组件、拉模组件、凸模、凸模杆、内壁支撑自适应结构和底板；底板上表面前后布置有压模组件和拉模组件，凸模杆固定，凸模杆外侧面设置有凸缘，位于凸缘前部和后部的凸模杆分别作为第一凸模杆和第二凸模杆，第一凸模杆伸入压模组件通孔Ⅰ后端，第二凸模杆伸入拉模组件通孔Ⅱ内，第一凸模杆通过平键套装有凸模；内壁支撑自适应结构安装于第二凸模杆内部，使管材内壁得到不同程度的支撑，满足内壁不同位置的形状误差精度要求。本发明结构简单，用一种凸模实现偏心毛坯管的拉拔生产，可改善弯管成形中部分缺陷特征。

Description

一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构
技术领域
本发明属于改善圆形管件弯曲成形截面畸变，壁厚变化技术领域，具体涉及一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构。
背景技术
目前弯管技术在汽车产业，三航制造业等多种行业有着广泛的应用，弯管技术的提升对这些产业产品的质量提升有着至关重要的作用。由于弯管技术存在着管壁厚变化以及截面畸变等缺陷，限制了弯管的应用。目前在生产弯管的过程中，针对弯管壁厚变化及截面畸变等缺陷采用的方法主要有调整工艺参数，使用芯棒填充等。工艺参数种类较多，之间的耦合关系较为复杂，难以掌握合适的参数配置。使用芯棒填充能有效地缓解弯管缺陷，但由于生产每一根弯管都需要额外消耗工时调整芯棒位置，因此难以提高生产效率。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种偏心毛坯管的生产设备结构，此类偏心毛坯管可改善圆管件弯曲成形质量，提高弯管生产效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，包括压模组件、拉模组件、凸模、凸模杆、内壁支撑自适应结构和底板；底板上表面前后布置有压模组件和拉模组件，压模组件中间设置有前后贯穿的通孔Ⅰ，通孔Ⅰ为前端内径大后端内径小的喇叭状结构，拉模组件中间设置有与通孔Ⅰ同轴布置的前后贯穿的通孔Ⅱ，通孔Ⅱ内径与通孔Ⅰ后端内径相同；
凸模杆悬空置于通孔Ⅰ和通孔Ⅱ内，凸模杆外侧面设置有凸缘，位于凸缘前部和后部的凸模杆分别作为第一凸模杆和第二凸模杆，第一凸模杆伸入压模组件通孔Ⅰ后端，第二凸模杆伸入拉模组件通孔Ⅱ内，第一凸模杆通过平键套装有凸模，并通过凸模杆上的凸缘实现凸模的轴向限位；
第二凸模杆为内部中空结构，内壁支撑自适应结构安装于第二凸模杆内部，内壁支撑自适应结构包括转轴、转轴环、连杆、支撑杆和顶模，转轴上等间隔套装固定有多个转轴环，第二凸模杆在每个转轴环对应的位置处呈周向均布有多个内外贯穿的径向孔，每个转轴环沿周向等间隔开有多个弧形槽，每个弧形槽通过铰接与连杆一端相连，连杆另一端通过铰接与支撑杆一端相连，支撑杆另一端通过螺纹连接有顶模，顶模端部经径向从第二凸模杆外壁伸出。
压模组件由上压模和下压模通过多根导杆上下对接组成，下压模固定于底板上，上压模可沿多根导杆上下滑动；拉模组件由上拉模和下拉模上下对接组成。
压模组件底部固定于底板上表面，拉模组件底部滑动安装于底板上表面开有的导槽内。
凸模杆通过夹持装置夹持实现固定，且凸模杆与通孔Ⅰ和通孔Ⅱ同轴布置，凸模内圆与凸模杆外圆同心且两圆直径相等，凸模为偏心圆环，凸模外圆圆心和内圆圆心之间的距离为偏心毛坯管的偏心量。且凸模的对称面垂直于底板。
转轴正向转动，同时带动转轴环正向转动，连杆在弧形槽的推动下随转轴环移动，从而通过支撑杆推动顶模沿凸模杆径向孔轴向移动，直至所有顶模抵住毛坯管内壁，内壁支撑自适应结构处于展开状态；
距离毛坯管内壁最近的顶模与毛坯管内壁接触时，限制转轴转动，与其余顶模相连的连杆另一端推动其余顶模抵住毛坯管内壁，完成内壁支撑自适应结构的自适应支撑；
转轴反向转动，同时带动转轴环反向转动，连杆在弧形槽的推动下随转轴环移动，从而通过支撑杆带动顶模与毛坯管内壁脱离接触，内壁支撑自适应结构处于收紧状态。
第一凸模杆两侧通过平键与凸模固定连接，第一凸模杆外侧面和凸模内侧面均设置有位置对应的用于嵌装平键的平键槽。
转轴与凸模杆同轴布置，转轴一端与第二凸模杆的中心孔固定连接，转轴另一端通过与外部电机相连实现转轴转动。凸模位于凸模杆和通孔Ⅰ之间，通孔Ⅰ外径稍大于凸模外径。
支撑杆是盲螺纹孔；顶模是通螺纹孔，顶模与偏心毛坯管的接触面为通螺纹孔远离支撑杆的一端。
二、采用上述用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构的工作方法
初始状态时，毛坯管从压模组件前端伸入通孔Ⅰ后套于凸模外侧，上压模通过导杆与下压模对接，由上至下挤压毛坯管，此时拉模组件前端面与压模组件后端面相贴合，内壁支撑自适应结构处于收紧状态；
继续推动毛坯管，毛坯管与凸模接触的管件区域由非偏心毛坯管挤压成偏心毛坯管，毛坯管伸入通孔Ⅱ内，直至毛坯管靠近拉模组件的一端移动至通孔Ⅱ后端，停止推动毛坯管；
转轴转动的同时通过连杆带动所有顶模朝远离转轴的方向移动，使顶模端部抵住毛坯管内壁的不同区域，以保证毛坯管的内外表面圆柱度；拉模组件夹紧毛坯管朝远离压模组件的一侧移动，直至毛坯管整体穿出通孔Ⅰ，完成偏心毛坯管的拉拔。
本发明的有益效果：
本发明结构简单，通过凸模外圆和内圆的偏心结构改变管材拉拔过程中内孔的偏心量，减小加工误差；使用内壁支撑自适应结构使管材内壁得到不同程度的支撑，满足内壁不同位置的形状误差精度要求。
附图说明
图1为本发明偏心毛坯管拉拔生产设备等轴侧视图；
图2为本发明凸模及附属零件的主视图；
图3为本发明凸模及附属零件的剖视图；
图4a、4b分别为本发明内壁支撑自适应结构的最小状态图和最大状态；
图5a、5b为本发明偏心毛坯管拉拔生产设备在一个运动周期的起始和终止的剖视图；
图6为本发明凸模杆的结构图；
图7为本发明内壁支撑自适应结构的结构图。
图中：1、底板，2、下压模，3、上压模，4、导杆，5、凸模，6、平键，7、凸模杆，8、转轴，9、转轴环，10、连杆，11、支撑杆，12、顶模。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明主要包括压模组件、拉模组件、凸模5、凸模杆7和内壁支撑自适应结构。底板1上表面前后布置有压模组件和拉模组件，压模组件中间设置有前后贯穿的通孔Ⅰ，通孔Ⅰ为前端内径大后端内径小的喇叭状结构，拉模组件中间设置有与通孔Ⅰ同轴布置的前后贯穿的通孔Ⅱ，通孔Ⅱ内径与通孔Ⅰ后端内径相同。压模组件由上压模3和下压模2通过多根导杆4上下对接组成，下压模2固定在固定用底板1上，上压模3通过四根导杆4，可与下压模2连接或分离。拉模组件由上拉模和下拉模上下对接组成；上拉模和下拉模在抱死经过凸模5后的毛坯直管偏心段后，可继续拉拔毛坯直管未偏心段。
如图2和图3所示，凸模结构包括凸模5、凸模杆7及两个连接用的平键6；凸模5的内径、键槽与凸模杆7的外径、键槽匹配，实现凸模的径向限位；凸模5的内圆与外圆不同心，根据偏心毛坯管的偏心量决定凸模5的内圆与外圆的圆心距离；凸模杆7外侧面设置的凸缘为凸模5提供轴向限位，由于凸模5所受摩擦力是单向，与拉模工作时移动方向相同，不需要对凸模5另一方向进行轴向限位。
如图6所示，凸模杆7外侧面设置有凸缘，位于凸缘前部和后部的凸模杆7分别作为第一凸模杆和第二凸模杆；第一凸模杆通过平键6套装有凸模5，并通过凸模杆7上的凸缘实现凸模5的轴向限位；第二凸模杆为内部中空结构，内壁支撑自适应结构安装于第二凸模杆内部，
如图7所示，内壁支撑自适应结构包括转轴8、转轴环9、连杆10、支撑杆11和顶模12，转轴8上通过顶丝等间隔套装固定有多个转轴环9，第二凸模杆在每个转轴环9对应的位置处呈周向均布有多个内外贯穿的顶模孔，每个转轴环9沿周向等间隔开有多个弧形槽，每个弧形槽通过铰接与连杆10一端相连，连杆10另一端通过铰接与支撑杆11一端相连，支撑杆11另一端通过螺纹连接有顶模12，顶模12端部经顶模孔从第二凸模杆外壁伸出。
如图4a、图4b所示，转轴8、转轴环9和通孔Ⅰ同心；转轴8圆心与毛坯管的内壁圆心之间的距离是偏心量，需要支撑模自适应支撑内壁的不同位置；转轴环9有四个互不连通，间隔等距的弧形槽，连杆10的一端可在弧形槽移动，带动连杆10的另一端的移动；连杆10一端与支撑杆11一端连接，支撑杆11另一端与顶模12通过螺纹连接配合，顶模12受到凸模杆7的径向孔的径向限位，只能在凸模杆7的径向孔轴向移动；当转轴8顺时针旋转，四个弧形槽带动四个连杆10的移动，连杆10拉动支撑杆11往转轴8的轴心移动，支撑杆11带动顶模12从毛坯管的内壁脱离，如图4a所示。当转轴8逆时针旋转，四个环形槽带动四个连杆10的反向移动，连杆10拉动支撑杆11往转轴8的轴心偏离，支撑杆11带动顶模12与毛坯管的内壁接触，以达到支撑内壁的效果；由于毛坯管为偏心毛坯管，顶模12所需移动的距离会不同，以实现内壁支撑自适应的功能，如图4b所示。
具体实施例：
如图5a所示，当非偏心毛坯管从末端伸入通孔Ⅰ后套于凸模5外侧时，上压模3通过导杆与下压模2连接，挤压非偏心毛坯管，金属材料发生流动；继续往凸模5方向推动非偏心毛坯管，能使毛坯管与凸模5的接触区域变成偏心管。
如图5b所示，当毛坯管靠近拉模组件的一端移动至通孔Ⅱ后端(使拉模能与毛坯管的外壁充分接触)，拉模组件夹紧毛坯管继续移动，转轴8转动并带动内壁支撑自适应结构贴紧偏心毛坯管内壁的不同区域，保证偏心毛坯管的内外圆柱度。

Claims (7)

1.一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，包括压模组件、拉模组件、凸模(5)、凸模杆(7)、内壁支撑自适应结构和底板(1)；
底板(1)上表面前后布置有压模组件和拉模组件，压模组件中间设置有前后贯穿的通孔Ⅰ，通孔Ⅰ为前端内径大后端内径小的喇叭状结构，拉模组件中间设置有与通孔Ⅰ同轴布置的前后贯穿的通孔Ⅱ，通孔Ⅱ内径与通孔Ⅰ后端内径相同；
凸模杆(7)悬空置于通孔Ⅰ和通孔Ⅱ内，凸模杆(7)外侧面设置有凸缘，位于凸缘前部和后部的凸模杆(7)分别作为第一凸模杆和第二凸模杆，第一凸模杆伸入压模组件通孔Ⅰ后端，第二凸模杆伸入拉模组件通孔Ⅱ内，第一凸模杆通过平键(6)套装有凸模(5)，并通过凸模杆(7)上的凸缘实现凸模(5)的轴向限位；
第二凸模杆为内部中空结构，内壁支撑自适应结构安装于第二凸模杆内部，内壁支撑自适应结构包括转轴(8)、转轴环(9)、连杆(10)、支撑杆(11)和顶模(12)，转轴(8)上等间隔套装固定有多个转轴环(9)，第二凸模杆在每个转轴环(9)对应的位置处呈周向均布有多个内外贯穿的径向孔，每个转轴环(9)沿周向等间隔开有多个弧形槽，每个弧形槽通过铰接与连杆(10)一端相连，连杆(10)另一端通过铰接与支撑杆(11)一端相连，支撑杆(11)另一端通过螺纹连接有顶模(12)，顶模(12)端部经径向孔从第二凸模杆外壁伸出；
凸模杆通过夹持装置夹持实现固定，且凸模杆(7)与通孔Ⅰ和通孔Ⅱ同轴布置，凸模(5)内圆与凸模杆(7)外圆同心且两圆直径相等，凸模(5)为偏心圆环，凸模(5)外圆圆心和内圆圆心之间的距离为偏心毛坯管的偏心量。
2.根据权利要求1所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，压模组件由上压模(3)和下压模(2)通过多根导杆(4)上下对接组成，下压模(2)固定于底板(1)上；
拉模组件由上拉模和下拉模上下对接组成。
3.根据权利要求1所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，压模组件底部固定于底板(1)上表面，拉模组件底部滑动安装于底板(1)上表面开有的导槽内。
4.根据权利要求1所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，
转轴(8)正向转动，同时带动转轴环(9)正向转动，连杆(10)在弧形槽的推动下随转轴环(9)移动，从而通过支撑杆推动顶模(12)沿凸模杆(7)径向孔轴向移动，直至所有顶模(12)抵住毛坯管内壁，内壁支撑自适应结构处于展开状态；
转轴(8)反向转动，同时带动转轴环(9)反向转动，连杆(10)在弧形槽的推动下随转轴环(9)移动，从而通过支撑杆带动顶模(12)与毛坯管内壁脱离接触，内壁支撑自适应结构处于收紧状态。
5.根据权利要求1所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，第一凸模杆两侧通过平键与凸模固定连接，第一凸模杆外侧面和凸模(5)内侧面均设置有位置对应的用于嵌装平键的平键槽。
6.根据权利要求1所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构，其特征在于，转轴(8)与凸模杆(7)同轴布置，转轴(8)一端与第二凸模杆的中心孔固定连接，转轴(8)另一端通过与外部电机相连实现转轴(8)转动。
7.采用权利要求1～6任一所述的一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构的工作方法，其特征在于，
初始状态时，毛坯管从压模组件前端伸入通孔Ⅰ后套于凸模(5)外侧，上压模(3)通过导杆(4)与下压模(2)对接，由上至下挤压毛坯管，此时拉模组件前端面与压模组件后端面相贴合，内壁支撑自适应结构处于收紧状态；
继续推动毛坯管，毛坯管与凸模(5)接触的管件区域由非偏心毛坯管挤压成偏心毛坯管，毛坯管伸入通孔Ⅱ内，直至毛坯管靠近拉模组件的一端移动至通孔Ⅱ后端，停止推动毛坯管；
转轴转动的同时通过连杆带动所有顶模(12)朝远离转轴的方向移动，使顶模(12)端部抵住毛坯管内壁的不同区域；拉模组件夹紧毛坯管朝远离压模组件的一侧移动，直至毛坯管整体穿出通孔Ⅰ，完成偏心毛坯管的拉拔。
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