CN116276068A - 铜波纹管加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铜波纹管加工设备，依次包括送管机构、波纹成型机构以及铜管切割机构，送管机构包括能够沿铜管进给方向移动的送管夹座；波纹成型机构包括能够沿铜管进给方向移动的滚压组件，滚压组件包括能够绕铜管中心线旋转的的旋转滚压头，旋转滚压头设有若干均布于铜管周向且能够被控制沿径向同步移动的滚压轮；铜管切割机构包括能够绕铜管中心线旋转的旋转刀头，旋转刀头的偏心位置设有刀片，刀片能够被控制沿旋转刀头的径向移动。本发明通过滚压的方式直接在铜管上加工螺旋状波纹，并且实现了波纹加工、切管的连续式加工方式，设备的结构简单，大幅降低了成本、提升了加工效率。

Description

铜波纹管加工设备

技术领域

本发明涉及制冷设备用铜管加工技术领域，具体涉及铜波纹管加工设备。

背景技术

在制冷设备的铜管生产工艺中，根据使用情况的不同，有一种铜管需要将其加工成螺旋波纹状，针对这种铜管的加工目前还没有标准化的通用设备和加工方法，生产厂家根据自身条件制造了一些非标准的专用设备。例如有些企业是将铜管退火拉伸成半硬管后再加工成波纹管，这种加工方式成本高、效率低，劳动强度也很大；在硬管上直接加工波纹管的设备还比较少见，并且无法实现集波纹加工、切管等多道工序于一体的连续式加工方式。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种集波纹加工、切割于一体的铜波纹管加工设备，以解决现有技术存在的问题。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：

铜波纹管加工设备，依次包括：

送管机构，所述送管机构包括能够沿铜管进给方向移动的送管夹座，所述送管夹座能够夹持或松开铜管，使得所述送管夹座能够间歇式地将铜管向后输送一定长度；

波纹成型机构，所述波纹成型机构包括能够沿铜管进给方向移动的滚压组件，所述滚压组件包括能够绕铜管中心线旋转的的旋转滚压头，所述旋转滚压头设有若干均布于铜管周向且能够被控制沿径向同步移动的滚压轮，所述滚压轮均与铜管径向所在平面偏转一个角度，该角度相当于所述铜波纹管的螺纹升角；以及

铜管切割机构，所述铜管切割机构包括能够绕铜管中心线旋转的旋转刀头，所述旋转刀头的偏心位置设有刀片，使得旋转刀头旋转时所述刀片绕铜管旋转，且所述刀片能够被控制沿旋转刀头的径向移动。

作为优选，所述送管机构的前端还设有铜管校直轮组。

作为优选，所述送管机构还包括沿铜管进给方向设置的送管导轨和送管丝杆，所述送管夹座与送管导轨滑动配合，送管夹座与送管丝杆螺纹匹配。

作为优选，所述波纹成型机构还包括沿铜管进给方向设置的滚压导轨和齿条，所述滚压组件与滚压导轨滑动配合，所述滚压组件上设有与齿条啮合的齿轮，所述齿轮被驱动时能够带动滚压组件沿滚压导轨移动。

作为优选，所述旋转滚压头的主轴上设有滚压轮滑动结构和能够控制滚压轮径向移动的推动结构；

所述滚压轮滑动结构包括固定于主轴的滑座和若干设置于滑座内且能够沿主轴径向滑动的滑块，所述滚压轮分别固定设置于滑块上，所述滑块与对应滑座之间设有第一弹性元件；

所述推动结构包括套于主轴外的套件和滑键联接于主轴的推动辅件，所述推动辅件设有分别与每个滑块对应的楔形块，所述滑块具有与楔形块匹配的斜面，使得推动辅件移动时，能够推动所述滑块向中心移动；所述推动辅件与套件连接且能够相对于套件自由转动，所述套件能够被控制沿轴向移动。

作为优选，所述齿轮与旋转滚压头的主轴之间设有具备一定传动比的传动结构，使得齿轮和旋转滚压头相互联动。

作为优选，所述旋转刀头还设有至少一个抵料滚轮，所述一个刀片和至少一个抵料滚轮中心对称分布；所述刀片和抵料滚轮分别通过杠杆设置于旋转刀头，杠杆能够被控制摆动使得刀片和抵料滚轮同步沿径向移动；所述杠杆连接有第二弹性元件，第二弹性元件能够使得刀片和抵料滚轮具有向外的移动趋势。

作为优选，所述杠杆的另一端分别抵接于一能够相对旋转刀头沿轴向移动的楔形套筒，所述楔形套筒连接于一推板上，所述推板能够被控制沿轴向移动。

作为优选，所述杠杆的另一端设有配重块，所述旋转刀头转动时通过配重块的离心力带动杠杆摆动。

作为优选，所述铜管切割机构的前端和后端分别设有夹管座。

本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：本发明通过滚压的方式直接在铜管上加工螺旋状波纹，并且实现了波纹加工、切管的连续式加工方式，设备的结构简单，大幅降低了成本、提升了加工效率；此外，本发明的优选实施例中通过不同结构的刀头实现对铜管的切割，其结构设计精巧，切割精度较高，切口光滑无碎屑，并且成本低廉。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中滚压组件的结构示意图。

图3是本发明实施例1中旋转刀头的结构示意图。

图4是本发明实施例2中旋转刀头的结构示意图。

图中：1、铜管校直轮组；2、送管机构，21、送管夹座，22、送管导轨，23、送管丝杆；3、波纹成型机构，31、滚压导轨，32、齿条，33、旋转滚压头，34、滚压轮，35、滑座，36、滑块，37、套件，38、推动辅件，39、楔形块；4、铜管切割机构，41、旋转刀头，42、刀片，43、抵料滚轮，44、杠杆，45、楔形套筒，46、推板，47、配重块；5、夹管座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例对本发明作进一步具体的说明。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的铜波纹管加工设备包括依次呈线性排列的铜管校直轮组1、送管机构2、波纹成型机构3以及铜管切割机构4，其中铜管校直轮组1用于对输入的铜管进行校直，送管机构2负责间歇式地送入铜管，波纹成型机构3用于在铜管表面加工出螺旋状波纹，铜管切割机构4用于切断完成波纹加工的一定长度的铜管。

铜管校直轮组1由两组分别竖向交替分布和水平交替分布的校直滚轮组成，铜管依次穿过校直滚轮之间实现校直，这种校直方式多见于金属管材的校直设备，本实施例不作赘述。

送管机构2包括送管夹座21以及沿铜管进给方向平行设置的送管导轨22和送管丝杆23，送管夹座21与送管导轨22滑动配合，送管夹座21与送管丝杆23螺纹匹配，送管丝杆23由伺服电机驱动，送管丝杆23转动时，带动送管夹座21前后移动。送管夹座21由两个分别设有与铜管匹配的圆弧槽的夹块组成，两个夹块能够相互夹紧或放松，可以由手指气缸驱动，或者采用常见于本领域的其他铜管夹具结构，本实施例中对其具体结构不作赘述。

波纹成型机构3包括沿铜管进给方向设置的滚压导轨31、与滚压导轨31滑动配合的滚压组件和与滚压导轨31平行设置的齿条32，滚压组件上设有与齿条32啮合的齿轮，齿轮由伺服电机驱动，当齿轮转动时，带动滚压组件整体沿滚压导轨31移动。

滚压组件包括能够绕铜管中心线旋转的的旋转滚压头33，旋转滚压头33的主轴中间设有供铜管穿过的通孔，端部设有三个均布于铜管周向且能够被控制沿径向同步移动的滚压轮34，滚压轮34均与铜管径向所在平面偏转一个角度，该角度相当于铜波纹管的螺纹升角，滚压轮34被驱动向中心靠拢能够抵在铜管表面，通过旋转滚压头33的转动以及轴向移动，即可在铜管表面滚压出螺旋状波纹。

具体而言，旋转滚压头33的主轴上还设有滚压轮滑动结构和能够控制滚压轮径向移动的推动结构；滚压轮滑动结构包括固定于主轴的滑座35和三个设置于滑座内的滑块36，滑座35具有三个分别用于容纳滑块的开口槽，滑块36截面呈H形，使得滑块36能够沿径向滑动；滚压轮34分别固定设置于滑块36上，滑块36与对应滑座35之间设有第一弹簧，滑块36在第一弹簧的弹力作用下具有向外移动的趋势。推动结构包括套于主轴外的套件37和滑键联接于主轴的推动辅件38(推动辅件与主轴周向固定但轴向不固定)，推动辅件38设有分别与每个滑块对应的楔形块39，滑块36具有与楔形块39匹配的斜面，推动辅件38向滑块36移动时，楔形块39与滑块36的斜面之间将产生相对滑动，从而能够推动滑块36向中心移动，实现滚压轮34向中心的移动；推动辅件38与套件37连接且能够相对于套件37自由转动，例如两者之间通过轴承连接；套件37能够被控制沿轴向移动，本实施例中套件37通过导杆滑动设置于滚压组件的架体上，并通过气缸驱动其移动。气缸推动套件37移动时，推动辅件38随之移动，由于两者之间由轴承连接，因此不影响推动辅件38随主轴的转动；推动辅件38移动时，通过楔形块39与滑块36的配合实现滑块36的径向移动，从而实现滚压轮34的径向移动。气缸复位时，在第一弹簧的弹力作用下，滚压轮34也向外复位。

本实施例中，旋转滚压头33的线性移动(即齿轮的转动)以及旋转运动原则上可以通过不同的伺服电机分别驱动，但在本发明的其他优选实施例中，为了更加稳定地加工出正确的螺旋状波纹，可以在两个运动之间设置固定传动比的传动结构，实现两者的相互联动。例如齿轮的转轴与旋转滚压头的主轴之间通过具有固定传动比的蜗轮蜗杆传动结构或伞齿轮传动结构等实现联动，再通过一个伺服电机驱动齿轮或旋转滚压头。所述的固定传动比需要使得旋转滚压头的线性移动速度与角速度存在一定关系，例如使得旋转滚压头轴向移动一个牙距的耗时与旋转一周的耗时相当。

铜管切割机构4包括在电机驱动下能够绕铜管中心线旋转的旋转刀头41，旋转刀头41的中心开有供铜管穿过的通孔，旋转刀头41的端部设有一圆形的刀片42和一个抵料滚轮43，两者中心对称分布于旋转刀头41的端面(在本发明的其他实施例中，抵料滚轮的数量也可以是2个或2个以上)。具体而言，旋转刀头41的两侧分别设有杠杆44，杠杆44相对中部铰接于旋转刀头41，刀片42设置于其中一个杠杆的前端，抵料滚轮43设置于另一杠杆的前端，两个杠杆的尾端分别抵接于一套于旋转刀头转轴上且能够相对旋转刀头沿轴向移动的楔形套筒45。杠杆44靠近前端的位置连接有第二弹簧，第二弹簧的另一端连接在旋转刀头上，第二弹簧提供给杠杆的前端向外侧移动的趋势。楔形套筒45的外表面呈斜面，其相对旋转刀头41移动时能够通过其楔形斜面与杠杆44的尾端配合带动杠杆克服弹簧的弹力摆动，从而带动刀片42和抵料滚轮43同步向中心靠拢，再通过旋转刀头41的旋转，对中心穿过的铜管进行切割。切割过程中，刀片42作用于铜管时，抵料滚轮43始终位于刀片42的对向一侧，起到支撑铜管的作用。为了保证旋转刀头高速旋转时的稳定性，刀头42与抵料滚轮43的重量应当相当。

上述结构中，楔形套筒45与一推板46连接，该推板46由一气缸驱动，气缸推动推板46移动时，带动楔形套筒45沿轴向相对旋转刀头41移动。楔形套筒45与旋转刀头41可以是间隙配合或通过轴承实现相对自由旋转，也可以是楔形套筒45通过滑键联接使其仅能轴向滑动地套设于旋转刀头41外，但楔形套筒45通过轴承与推板46可相对转动地连接。

本实施例中，铜管切割机构4的前端和后端分别设有夹管座5，用于在铜管切割时将铜管切割部位的两侧予以固定。夹管座5的结构与送管夹座21的结构类似，本实施例中，位于末端的夹管座设置为在气缸驱动下能够沿铜管长度方向移动，使得铜管完成切割后，该夹管座能够向外移动一定距离使加工完成的铜管完全脱离。

本实施例在具体实施时，送管机构2夹紧铜管并向前输送既定长度，此时铜管已经经过铜管校直轮组1校直；然后波纹成型机构3开始工作，推动结构推动滚压轮34抵在铜管表面，同时旋转滚压头33线性移动及旋转，在铜管上滚压加工预定长度的螺旋状波纹；完成波纹加工后，送管机构2再次向前输送一定长度(送管机构可松开铜管回退至初始位置再次夹紧铜管后输送，以缩减送管导杆长度)，由铜管切割机构4对铜管进行切割，至此完成一根铜管的波纹加工及下料，依次类推进行下一工作周期。

实施例2

参照图4，本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例中的旋转刀头41放弃采用楔形套筒来控制杠杆的摆动，而是在杠杆的后端设置一配重块47，通过旋转刀头41高速旋转时配重块47的离心力来带动杠杆44摆动，能够进一步节约一个电气驱动设备，并且精简了旋转刀头的结构。

具体实施时，设计人员可以通过适当调整配重块47的重量以及杠杆44的臂长比例来改变离心力的大小，当配重块47重量越大、杠杆44靠近配重块47一侧的臂长越长，离心力就越大。铜管强度较低，经实践，在合理范围内进行上述内容的调整，完全能够实现对铜管的切割。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.铜波纹管加工设备，其特征在于，依次包括：

送管机构，所述送管机构包括能够沿铜管进给方向移动的送管夹座，所述送管夹座能够夹持或松开铜管，使得所述送管夹座能够间歇式地将铜管向后输送一定长度；

波纹成型机构，所述波纹成型机构包括能够沿铜管进给方向移动的滚压组件，所述滚压组件包括能够绕铜管中心线旋转的的旋转滚压头，所述旋转滚压头设有若干均布于铜管周向且能够被控制沿径向同步移动的滚压轮，所述滚压轮均与铜管径向所在平面偏转一个角度，该角度相当于所述铜波纹管的螺纹升角；以及

铜管切割机构，所述铜管切割机构包括能够绕铜管中心线旋转的旋转刀头，所述旋转刀头的偏心位置设有刀片，使得旋转刀头旋转时所述刀片绕铜管旋转，且所述刀片能够被控制沿旋转刀头的径向移动。

2.根据权利要求1所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述送管机构的前端还设有铜管校直轮组。

3.根据权利要求1所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述送管机构还包括沿铜管进给方向设置的送管导轨和送管丝杆，所述送管夹座与送管导轨滑动配合，送管夹座与送管丝杆螺纹匹配。

4.根据权利要求1所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述波纹成型机构还包括沿铜管进给方向设置的滚压导轨和齿条，所述滚压组件与滚压导轨滑动配合，所述滚压组件上设有与齿条啮合的齿轮，所述齿轮被驱动时能够带动滚压组件沿滚压导轨移动。

5.根据权利要求1所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述旋转滚压头的主轴上设有滚压轮滑动结构和能够控制滚压轮径向移动的推动结构；

所述滚压轮滑动结构包括固定于主轴的滑座和若干设置于滑座内且能够沿主轴径向滑动的滑块，所述滚压轮分别固定设置于滑块上，所述滑块与对应滑座之间设有第一弹性元件；

所述推动结构包括套于主轴外的套件和滑键联接于主轴的推动辅件，所述推动辅件设有分别与每个滑块对应的楔形块，所述滑块具有与楔形块匹配的斜面，使得推动辅件移动时，能够推动所述滑块向中心移动；所述推动辅件与套件连接且能够相对于套件自由转动，所述套件能够被控制沿轴向移动。

6.根据权利要求4所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述齿轮与旋转滚压头的主轴之间设有具备一定传动比的传动结构，使得齿轮和旋转滚压头相互联动。

7.根据权利要求1所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述旋转刀头还设有至少一个抵料滚轮，所述一个刀片和至少一个抵料滚轮中心对称分布；所述刀片和抵料滚轮分别通过杠杆设置于旋转刀头，杠杆能够被控制摆动使得刀片和抵料滚轮同步沿径向移动；所述杠杆连接有第二弹性元件，第二弹性元件能够使得刀片和抵料滚轮具有向外的移动趋势。

8.根据权利要求7所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述杠杆的另一端分别抵接于一能够相对旋转刀头沿轴向移动的楔形套筒，所述楔形套筒连接于一推板上，所述推板能够被控制沿轴向移动。

9.根据权利要求7所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述杠杆的另一端设有配重块，所述旋转刀头转动时通过配重块的离心力带动杠杆摆动。

10.根据权利要求7所述的铜波纹管加工设备，其特征在于，所述铜管切割机构的前端和后端分别设有夹管座。

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