CN117282865B - 一种自找正同心扩口装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自找正同心扩口装置，涉及航空导管扩口加工技术领域，包括三棱锥；转动及伸缩装置，其转动伸缩端安装所述三棱锥；轴向限位装置；导管找正及夹紧装置，其在夹住航空导管后，具有第一夹管状态和第二夹管状态，当处于第一夹管状态时，航空导管未被夹紧，此时能轴向移动航空导管，并通过所述轴向限位装置轴向定位，当处于第二夹管状态时，航空导管被夹紧，且航空导管不能向背向所述三棱锥所在的一侧轴向移动，但在所述三棱锥的带动下，能使航空导管与所述三棱锥同轴布置。该装置具有自动调心功能，使航空导管扩口后的喇叭口轴线与管轴线能同轴；不需要员工调节航空导管工装的间隙配合与位置，具有轴向定位功能，能实现精准扩口。

Description

一种自找正同心扩口装置

技术领域

本发明涉及航空导管扩口加工技术领域，具体而言，涉及一种自找正同心扩口装置。

背景技术

目前用于航空的导管大多采用扩口形式，原理是利用扩口工装对导管两端头进行挤压变形的扩口加工，此方法在航空领域是一种常见的加工方法。

目前传统扩口方法主要采用74°锥形扩口工装。74°锥形扩口又分为偏心式74°扩口工装和两愣式74°锥形扩口工装。偏心式74°扩口工装需要一个扩口工装和一个外夹模进行仿形和固定，在扩口过程中，通过扩口头的偏心调整，靠锥形工装的偏心挤压导管端头进行扩口，将导管外壁压进工装内来实现扩口功能。由于该工装在进行挤压时，是依靠偏心距离的调整及锥形头旋转来进行扩口，对工人的操作要求非常高，因此，扩口出来的导管存在扩口不均匀、表面粗糙度不好、尺寸不稳定、扩口后偏心等缺陷，而且由于锥形工装反复与导管摩擦，工装还存在容易磨损的情况。两楞式74°锥形扩口工装一般用于铝合金导管的扩口加工，扩口后同样存在容易偏心、容易开裂、工装容易磨损等诸多缺陷。

总结而言，传统扩口式导管端头加工主要依靠人工配合扩口工装夹具进行，这种扩口加工方法对工人和工装设备的依赖性很强，产品扩口质量与工装设备状况和操作人员的操作技能水平关系较大，且不易保证；特别是扩口式的导管有同轴度要求，同轴度只能依靠设备和工装本身的精度保证，存在一定的质量风险。为规避此问题，研发一种可以消除设备工装因素以及人为因素的扩口装置，提高扩口式导管的同轴度加工精度，提升导管扩口加工质量，就显得尤为重要。

发明内容

本发明在于提供一种自找正同心扩口装置，其能够解决上述问题。

为了解决上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

一种自找正同心扩口装置，包括：

用于对航空导管的管口进行扩口的三棱锥；

转动及伸缩装置，其转动伸缩端安装所述三棱锥，用于驱动所述三棱锥朝向航空导管的管口移动，以及通过转动对航空导管的管口进行扩口作业；

轴向限位装置；

导管找正及夹紧装置，其在夹住航空导管后，具有第一夹管状态和第二夹管状态，当处于第一夹管状态时，航空导管未被夹紧，此时能轴向移动航空导管，并通过所述轴向限位装置轴向定位，当处于第二夹管状态时，航空导管被夹紧，且航空导管不能向背向所述三棱锥所在的一侧轴向移动，但在所述三棱锥的带动下，能使航空导管与所述三棱锥同轴布置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转动及伸缩装置、轴向限位装置和导管找正及夹紧装置均装配于同一基座。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导管找正及夹紧装置包括下支座、上支座、下调心块和上调心块；

所述下支座固定于所述基座；所述上支座的一端铰接于所述下支座的一端，所述上支座的另一端通过锁紧机构可拆卸连接所述下支座的另一端；

所述上支座和下支座的配合面均设置调心块球面卡槽，以卡接所述上调心块和下调心块；所述上调心块的外侧壁设置防转限位槽，所述上支座的调心块球面卡槽设置防转限位柱，当所述上支座和下支座卡接所述上调心块和下调心块时，所述防转限位柱间隙配合于所述防转限位槽，且配合间隙为3～5mm；

所述上调心块和下调心块的装配面均设置用于卡装航空导管，并进行了喷砂处理的导管卡槽；

所述第一夹管状态为所述锁紧机构处于解锁的状态；所述第二夹管状态为所述锁紧机构处于锁紧的状态；

当所述导管找正及夹紧装置处于所述第二夹管状态时，所述下调心块和上调心块形成贯穿装配有航空导管的球形体，且球形体能在调心块球面卡槽中转动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锁紧机构包括通过螺栓和螺母转动连接于所述下支座的锁紧杆，以及螺纹连接于所述锁紧杆的旋转手柄；当所述锁紧杆转动至竖直方向时，所述旋转手柄通过螺纹进给于所述锁紧杆，能将所述上支座下压于所述下支座。

在本发明的一较佳实施方式中，所述旋转手柄为Y字形结构，且位于中部的端头螺纹连接于所述锁紧杆。

在本发明的一较佳实施方式中，所述下调心块竖直装配有销钉和套于销钉的弹簧；当所述上调心块和下调心块配合在一起时，所述弹簧处于压缩状态，所述销钉的上下两端分别导向插入所述上调心块和下调心块。

在本发明的一较佳实施方式中，在导管卡槽配置有平管嘴，用于套在航空导管待扩口的一端；导管找正及夹紧装置在夹住航空导管后，所述平管嘴能阻挡航空导管向背向所述三棱锥所在的一侧轴向移动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述轴向限位装置包括安装于所述基座的支架，安装于所述支架的轴向限位驱动电机，安装于所述轴向限位驱动电机的转轴的限位块，在所述轴向限位驱动电机的驱动下，能使所述限位块转动至航空导管所在位，并对航空导管进行轴向定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）该装置具有自动调心功能，即当航空导管装入后，在转动及伸缩装置的推力作用下，三棱锥随之移动，继而能带动调心块旋转，自动调整航空导管的角度，使航空导管与三棱锥保持紧密贴合，从而达到使航空导管扩口后的喇叭口轴线与管轴线同轴的目的。

2）由于该装置实现了自动调心的功能，因此不需要员工再去调节航空导管工装的间隙配合与位置，降低了扩口工序的操作难度，提高了产品质量的稳定性，提高了产品的加工效率，降低了工厂的生产成本。

3）该装置具有轴向定位功能，在扩口之前，限位块通过轴向限位驱动电机转动，向下摆动，横在航空导管与三棱锥中间，当航空导管端面贴紧限位块时，能将航空导管完全夹紧，实现轴向定位，此时便可开始精准扩口。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明所述自找正同心扩口装置的爆炸图；

图2是本发明所述自找正同心扩口装置自动调心前的导管装配示意图；

图3是本发明所述自找正同心扩口装置自动调心后的导管装配示意图；

图4是本发明所述自找正同心扩口装置对航空导管的扩口流程第一步结构图；

图5是本发明所述自找正同心扩口装置对航空导管的扩口流程第二步结构图；

图6是本发明所述自找正同心扩口装置对航空导管的扩口流程第三步结构图；

图7是本发明所述自找正同心扩口装置对航空导管的扩口流程第四步结构图；

图8是图7中所述导管找正及夹紧装置夹紧航空导管的剖视结构图；

图中：1、上调心块；2、弹簧；3、销钉；4、平管嘴；5、航空导管；6、下调心块；7、螺母；8、下支座；9、锁紧杆；10、旋转手柄；11、基座；12、螺栓；13、转动及伸缩装置；14、三棱锥；15、轴向限位驱动电机；16、支架；17、限位块；18、上支座；19、调心块球面卡槽；20、导管卡槽；21、防转限位柱；22、防转限位槽。

实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参照图1~图8，本发明实施例提供一种自找正同心扩口装置，包括基座11、三棱锥14、轴向限位装置、导管找正及夹紧装置和转动及伸缩装置13。转动及伸缩装置13、轴向限位装置和导管找正及夹紧装置均装配于基座11。

其中，三棱锥14用于对航空导管5的管口进行扩口。

转动及伸缩装置13的转动伸缩端安装三棱锥14，用于驱动三棱锥14朝向航空导管5的管口移动，以及通过转动对航空导管5的管口进行扩口作业。

导管找正及夹紧装置在夹住航空导管5后，具有第一夹管状态和第二夹管状态，当处于第一夹管状态时，航空导管5未被夹紧，此时能轴向移动航空导管5，并通过轴向限位装置轴向定位，当处于第二夹管状态时，航空导管5被夹紧，且航空导管5不能向背向三棱锥14所在的一侧轴向移动，但在三棱锥14的带动下，能使航空导管5与三棱锥14同轴布置。

在本发明实施例中，导管找正及夹紧装置包括下支座8、上支座18、下调心块6和上调心块1。

下支座8固定于基座11。

上支座18的一端铰接于下支座8的一端，上支座18的另一端通过锁紧机构可拆卸连接下支座8的另一端；锁紧机构包括通过螺栓12和螺母7转动连接于下支座8的锁紧杆9，以及螺纹连接于锁紧杆9的旋转手柄10；当锁紧杆9转动至竖直方向时，旋转手柄10通过螺纹进给于锁紧杆9，能将上支座18下压于下支座8。旋转手柄10为Y字形结构，且位于中部的端头螺纹连接于锁紧杆9。

第一夹管状态为锁紧机构处于解锁的状态；第二夹管状态为锁紧机构处于锁紧的状态。

上支座18和下支座8的配合面均设置调心块球面卡槽19，以卡接上调心块1和下调心块6；上调心块1和下调心块6的装配面均设置用于卡装航空导管5，并进行了喷砂处理的导管卡槽20，卡装航空导管5卡于导管卡槽20中后，倚靠摩擦力避免航空导管5与上调心块1和下调心块6之间发生相对转动，喷砂处理后，确保了该摩擦力足够大，在进行扩口作业时，完全能满足要求。

上调心块1的外侧壁设置防转限位槽22，上支座18的调心块球面卡槽19设置防转限位柱21，当上支座18和下支座8卡接上调心块1和下调心块6时，防转限位柱21间隙配合于防转限位槽22，且配合间隙为3～5mm，这样的结构既可以保证有调心的空间，使航空导管5与三棱锥14同轴布置，又能限制调心块无限制地随三棱锥14周向旋转，造成不能实现旋转扩口。

下调心块6竖直装配有销钉3和套于销钉3的弹簧2；当上调心块1和下调心块6配合在一起时，弹簧2处于压缩状态，销钉3的上下两端分别导向插入上调心块1和下调心块6，这样设计，使得在锁紧机构解锁后，在弹簧2的弹力作用下，将上调心块1和下调心块6分开，便于拆下航空导管5。

在导管卡槽20配置有平管嘴4，用于套在航空导管5待扩口的一端；导管找正及夹紧装置在夹住航空导管5后，平管嘴4能阻挡航空导管5向背向三棱锥14所在的一侧轴向移动，即实现对航空导管5的轴向定位，以能精准扩口。

当导管找正及夹紧装置处于第二夹管状态时，下调心块6和上调心块1形成贯穿装配有航空导管5的球形体，且球形体能在调心块球面卡槽19中转动。

轴向限位装置包括安装于基座11的支架16，安装于支架16的轴向限位驱动电机15，安装于轴向限位驱动电机15的转轴的限位块17，在轴向限位驱动电机15的驱动下，能使限位块17转动至航空导管5所在位，并对航空导管5进行轴向定位。

本实施例所述自找正同心扩口装置对航空导管5进行扩口作业的流程如下：

如图4所示，为扩口第一步，将下调心块6装入下支座8的调心块球面卡槽19，再将航空导管5和平管嘴4装入下调心块6的导管卡槽20，完成产品的预装配，再将销钉3和弹簧2装入下调心块6的销钉3孔内。图2为航空导管5自动调心前的状态，与三棱锥14的轴线呈锐夹角α。

如图5所示，为扩口第二步，将上调心块1通过销钉3的导向作用，向下移动，压紧平管嘴4和航空导管5，并与下调心块6组成了一个球形体，该球形体位于上调心块1和下调心块6的调心块球面卡槽19组成的球形空间内，球形体可在球形空间中自由旋转。因航空导管5处于球形体之中，故可以随着球形体一起旋转，达到调心的需求。

如图6所示，为扩口第三步，将上支座18转动并支撑于下支座8，预压紧第二步中的球形体，此时导管找正及夹紧装置为第一夹管状态，然后通过轴向限位装置对航空导管5进行轴向定位，即限位块17转动至航空导管5所在高度位，再手动推动航空导管5的待扩口端与限位块17贴紧，实现航空导管5轴向位置的确定和限位。

如图3、图7和图8所示，为扩口第四步，将锁紧机构调节至锁紧状态，使导管找正及夹紧装置处于第二夹管状态，即将锁紧杆9与旋转手柄10通过螺纹进行连接，并向上摆动旋转手柄10，使之嵌入上支座18的凹槽内，然后旋转手柄10上的螺纹，让手柄压紧上支座18，完成装夹。之后限位块17通过轴向限位驱动电机15的旋转带动抬起，三棱锥14在转动及伸缩装置13的带动下往前进给，三棱锥14在接触航空导管5的同时，压紧航空导管5，同时由于不同心力的作用下，球形体发生转动，使航空导管5与三棱锥14完全贴合和同心，达到了调心的目的，之后三棱锥14继续前进，挤压航空导管5变形，最终完成航空导管5的扩口后，三棱锥14退回，完成复位。之后便可松开工装，取出扩口后的航空导管5。

在本发明中，转动及伸缩装置13的结构形式可以有多种，下面列举一种：

在基座11设置平行的导向滑轨和滚珠丝杠副，在导向滑轨滑动装配与滚珠丝杠副的传动螺母7固定的滑块，通过第一驱动电机带动滚珠丝杠副的丝杠转动，传动螺母直线移动，驱动滑孔沿着导向滑轨往复直线移动；在滑块安装第二驱动电机，第二驱动电机的电机轴作为转动及伸缩装置13的转动伸缩端安装三棱锥14。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自找正同心扩口装置，包括用于对航空导管（5）的管口进行扩口的三棱锥（14），其特征在于，还包括：

转动及伸缩装置（13），其转动伸缩端安装所述三棱锥（14），用于驱动所述三棱锥（14）朝向航空导管（5）的管口移动，以及通过转动对航空导管（5）的管口进行扩口作业；

轴向限位装置；

导管找正及夹紧装置，其在夹住航空导管（5）后，具有第一夹管状态和第二夹管状态，当处于第一夹管状态时，航空导管（5）未被夹紧，此时能轴向移动航空导管（5），并通过所述轴向限位装置轴向定位，当处于第二夹管状态时，航空导管（5）被夹紧，且航空导管（5）不能向背向所述三棱锥（14）所在的一侧轴向移动，但在所述三棱锥（14）的带动下，能使航空导管（5）与所述三棱锥（14）同轴布置；

所述转动及伸缩装置（13）、轴向限位装置和导管找正及夹紧装置均装配于同一基座（11）；

所述导管找正及夹紧装置包括下支座（8）、上支座（18）、下调心块（6）和上调心块（1）；

所述下支座（8）固定于所述基座（11）；所述上支座（18）的一端铰接于所述下支座（8）的一端，所述上支座（18）的另一端通过锁紧机构可拆卸连接所述下支座（8）的另一端；

所述上支座（18）和下支座（8）的配合面均设置调心块球面卡槽（19），以卡接所述上调心块（1）和下调心块（6）；所述上调心块（1）的外侧壁设置防转限位槽（22），所述上支座（18）的调心块球面卡槽（19）设置防转限位柱（21），当所述上支座（18）和下支座（8）卡接所述上调心块（1）和下调心块（6）时，所述防转限位柱（21）间隙配合于所述防转限位槽（22），且配合间隙为3～5mm；

所述上调心块（1）和下调心块（6）的装配面均设置用于卡装航空导管（5），并进行了喷砂处理的导管卡槽（20）；

所述第一夹管状态为所述锁紧机构处于解锁的状态；所述第二夹管状态为所述锁紧机构处于锁紧的状态；

当所述导管找正及夹紧装置处于所述第二夹管状态时，所述下调心块（6）和上调心块（1）形成贯穿装配有航空导管（5）的球形体，且球形体能在调心块球面卡槽（19）中转动；

所述锁紧机构包括通过螺栓（12）和螺母（7）转动连接于所述下支座（8）的锁紧杆（9），以及螺纹连接于所述锁紧杆（9）的旋转手柄（10）；当所述锁紧杆（9）转动至竖直方向时，所述旋转手柄（10）通过螺纹进给于所述锁紧杆（9），能将所述上支座（18）下压于所述下支座（8）；

在导管卡槽（20）配置有平管嘴（4），用于套在航空导管（5）待扩口的一端；导管找正及夹紧装置在夹住航空导管（5）后，所述平管嘴（4）能阻挡航空导管（5）向背向所述三棱锥（14）所在的一侧轴向移动；

所述轴向限位装置包括安装于所述基座（11）的支架（16），安装于所述支架（16）的轴向限位驱动电机（15），安装于所述轴向限位驱动电机（15）的转轴的限位块（17），在所述轴向限位驱动电机（15）的驱动下，能使所述限位块（17）转动至航空导管（5）所在位，并对航空导管（5）进行轴向定位。

2.根据权利要求1所述的自找正同心扩口装置，其特征在于，所述旋转手柄（10）为Y字形结构，且位于中部的端头螺纹连接于所述锁紧杆（9）。

3.根据权利要求1所述的自找正同心扩口装置，其特征在于，所述下调心块（6）竖直装配有销钉（3）和套于销钉（3）的弹簧（2）；当所述上调心块（1）和下调心块（6）配合在一起时，所述弹簧（2）处于压缩状态，所述销钉（3）的上下两端分别导向插入所述上调心块（1）和下调心块（6）。