專利名稱：鑲塊模壓式收口機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管材或罐件收口(或稱縮口)的方法及其設(shè)備，更具體地說，本發(fā) 明涉及一種鑲塊模壓式收口機(jī)。
背景技術(shù)：
目前管材或罐件收口(或稱縮口)的加工方法，主要有軸向收口和徑向收口這兩 種加工方法。1990年機(jī)械工業(yè)出版社出版，王孝培主編《沖壓手冊(cè)》(第2版)P 341，就已權(quán)威、 專業(yè)、全面地講解了軸向模壓縮口工藝的技術(shù)參數(shù)和相關(guān)知識(shí)，用整體凹模在壓力機(jī)下對(duì) 工件軸向施壓，材料塑性變形而縮小端口 ；但僅限于罐類或短管才適用；而且每次加工量， 受縮口率限制，有時(shí)需要中間退火處理后，再二次加工，降低了工效而增加了成本。徑向模壓加工的方法，見中航集團(tuán)成都飛機(jī)工業(yè)公司系統(tǒng)件分廠的收口機(jī)，是60 年代參考相關(guān)資料自行設(shè)計(jì)制造的非標(biāo)設(shè)備，至今還在使用。將整體凹模對(duì)破為兩塊，受徑 向力對(duì)稱往復(fù)擠壓變形而縮小管材端口。但是缺點(diǎn)很明顯，能耗高加工直徑40壁厚3的 鋁管也要15KW ；噪音大120分貝以上；質(zhì)量低同軸度容易超差。徑向收口的加工方法，還有一邊加熱一邊滾壓(或一邊加熱一邊模壓)的方法，但 僅適用于較大管徑、較短工件(如氧氣瓶、媒氣罐類)的范圍，而且要購(gòu)置大型專用設(shè)備、增 加熱能消耗，生產(chǎn)成本高。綜上所述，目前最重要的還是缺乏一種能耗低，噪音小，效率高、質(zhì)量好，成本低， 適應(yīng)范圍廣的管材收口加工方法及其設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述問題，提供一種能耗低，噪音小，效率高，同軸度誤差 小，成本低，適應(yīng)范圍廣的加工方法及其設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明提供 的一種鑲塊模壓式收口機(jī)，包括如下步驟1)，備制3至10 (管徑大時(shí)取大數(shù))件相同的鑲塊，均布在模架內(nèi)，模架固接在受 力框架J的固定臺(tái)板上，鑲塊有凹模型面M，在中央鑲成工件的完整型腔，其外圍鑲成一個(gè) 完整的正多邊形，置于具有相同正多邊形棱錐面的內(nèi)錐環(huán)中，當(dāng)內(nèi)錐環(huán)前進(jìn)時(shí)，軸向力N通 過斜面分力轉(zhuǎn)換為鑲塊的徑向力V，對(duì)位于中軸線上的管材a同步相向施壓，迫使管材實(shí)現(xiàn) 縮徑增厚的塑性變形，成為收口后的合格工件b。鑲塊的俯視平面為等腰三角形，大端為錐面，與中軸線成8度斜角，小端有按工件 要求刻制的具有園錐角β的凹模型面Μ，鈄邊上有為避免與模架精制螺栓產(chǎn)生干涉的弧形 缺口，其上下兩面相互平行，底面有盲孔，供復(fù)位拉桿插入，中部有小孔輸送潤(rùn)滑油。2)，備制受力框架J及活動(dòng)臺(tái)板。用6個(gè)螺母，將3根導(dǎo)向柱與固定臺(tái)板及油缸座， 連接成整體框架。活動(dòng)臺(tái)板有3個(gè)園孔，孔中安裝滑動(dòng)軸承，與導(dǎo)向柱組成往復(fù)滑動(dòng)的間隙 配合，導(dǎo)向柱專供活動(dòng)臺(tái)板實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)?；顒?dòng)臺(tái)板上面安裝內(nèi)錐環(huán)，下面安
3裝活塞桿接頭，在電控、液壓系統(tǒng)的操控下，實(shí)現(xiàn)快速、大能量、小行程、連續(xù)不斷地往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。該框架承受全部?jī)?nèi)力，從而消除了軸向力N往復(fù)作用時(shí)，對(duì)地面機(jī)座、基礎(chǔ)的振動(dòng)。3)，備制復(fù)位裝置。包括復(fù)位彈簧、復(fù)位拉桿、彈簧座、限位墊；在安裝模架時(shí)，須注 意每個(gè)鑲塊1的拉桿孔都對(duì)準(zhǔn)一個(gè)拉桿小軸；任何時(shí)候，復(fù)位彈簧的反彈力通過復(fù)位拉桿 將鑲塊拉出，始終貼緊內(nèi)錐環(huán)的錐面。4)，制備模架。其結(jié)構(gòu)為模架頂板、模架底板均為正多邊形，其邊數(shù)與鑲塊的件數(shù) 相同；精制螺栓的數(shù)量也與鑲塊的件數(shù)相同，螺栓兩端用螺母將前述兩個(gè)零件連接成空間 整體模架，其內(nèi)空上下平行，與鑲塊的上下面構(gòu)成滑動(dòng)配合。5)，備制給料機(jī)構(gòu)。給料機(jī)構(gòu)，是在固定臺(tái)板上面，有雙頭梯形螺紋的大螺母，其螺 紋長(zhǎng)度與工件的收口長(zhǎng)度相當(dāng)，其余下部為光園管狀，供短螺桿向下旋到到終點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)維 持原地旋轉(zhuǎn)，由下面均布的多只彈簧，通過大墊圈托起以上的全部重量；短螺桿與三爪卡盤 固接，外徑較小，可以整體旋入大螺母內(nèi)；三爪卡盤頂上設(shè)置手柄，三爪夾緊管材后，搬動(dòng)手 柄2至3圈，即可完成1個(gè)收口工件。搬手反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡盤上升回到原位，松開三爪取出 工件。6)，備制工件定位裝置。在固定臺(tái)板中央，用螺釘固接有與模型同軸的管件導(dǎo)向 套，其形如法蘭，內(nèi)孔與管材外徑滑動(dòng)配合，確保工件收口后的同軸度。本發(fā)明相比于上述現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，工作可靠， 能耗很低，聲音極弱，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品同軸度不超差，適應(yīng)范圍廣。


為了更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)將通過本發(fā)明實(shí)施例，同時(shí)參照附圖，來描述本發(fā) 明，其中圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部裝圖。圖3是圖2的A-A向剖視圖。但內(nèi)錐環(huán)未示出。圖4是鑲塊的平面圖。虛線示出其余各件的平面布置關(guān)系。圖5是圖4的B-B向剖視圖。圖6是內(nèi)錐環(huán)的平面圖。圖7是圖6的C-C向剖視圖。圖8是給料機(jī)構(gòu)部裝圖。圖中J.機(jī)架，a.管材，b.工件，N.軸向力，V.徑向力，Z.錐面，M.凹模型面， β.收口角，y.液壓系統(tǒng)；1.鑲塊，2.內(nèi)錐環(huán)，3.復(fù)位彈簧，4.復(fù)位拉桿，5.模架底板，6.固 定臺(tái)板，7.模架頂板，8.導(dǎo)向柱，9.活塞桿接頭，10.油缸座，11.活動(dòng)臺(tái)板，12.管材導(dǎo)向 套，13.精制螺栓，14.限位墊，15.彈簧座，16.潤(rùn)滑油孔，17.拉桿孔，18.螺孔，21.大螺母， 22.短螺桿，23.三爪卡盤，24.大墊圈，25.彈簧，26.搬手。
具體實(shí)施例方式圖1中顯示的是根據(jù)本發(fā)明原理設(shè)計(jì)的一個(gè)結(jié)構(gòu)原理示意圖。中軸線左邊表示 內(nèi)錐環(huán)2退回時(shí)，鑲塊1被復(fù)位拉桿4拉住，尚未對(duì)管件a施壓。中軸線右邊表示內(nèi)錐環(huán) 2前進(jìn)時(shí)，軸向力N通過斜面分力轉(zhuǎn)換為鑲塊1的徑向力V，對(duì)管件施壓，材料產(chǎn)生塑性變形 后而成為工件b。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部裝圖。圖3是圖2的A-A向剖視圖。為畫面清晰起見，內(nèi)錐環(huán)2未示出。兩圖相互依存， 適宜同時(shí)對(duì)照觀看。受力框架及活動(dòng)臺(tái)板11。用6個(gè)螺母，將3根導(dǎo)向柱與固定臺(tái)板6及油缸座10， 連接成整體框架(即圖1中的框架J)?；顒?dòng)臺(tái)板11有3個(gè)園孔，孔中安裝滑動(dòng)軸承，與導(dǎo) 向柱8組成往復(fù)滑動(dòng)的間隙配合，導(dǎo)向柱8專供活動(dòng)臺(tái)板11實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)?；?動(dòng)臺(tái)板11上面安裝內(nèi)錐環(huán)2，下面安裝活塞桿接頭9，在電控、液壓系統(tǒng)(未示出)的操控 下，實(shí)現(xiàn)快速、大能量、小行程、不間斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該框架承受全部?jī)?nèi)力，從而消除了軸向 力N往復(fù)作用時(shí)，對(duì)地面機(jī)座、基礎(chǔ)的振動(dòng)。鑲塊1和內(nèi)錐環(huán)2均采用高碳淬硬鋼，并在錐面Z開油槽保證潤(rùn)滑以減少摩擦損 失，當(dāng)錐面Z與中軸線的錐角為8度時(shí)，扣除摩擦損失后，徑向力V仍然有軸向力N的4倍 以上，這種既能準(zhǔn)確協(xié)調(diào)同步，又具強(qiáng)大壓力的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于迫使管材實(shí)現(xiàn)縮徑增厚的塑 性變形，具備了充充可靠的條件。模架結(jié)構(gòu)為模架頂板7、模架底板5均為正多邊形，其邊數(shù)和精制螺栓13的根數(shù) 均與鑲塊1的件數(shù)相同；螺栓兩端用螺母將前述兩個(gè)零件連接成空間整體模架，其內(nèi)空上 下平行，與鑲塊1的上下面構(gòu)成滑動(dòng)配合。固定臺(tái)板6中央，用螺釘固接有可更換的、與模型同軸的管件導(dǎo)向套12，其形如法 蘭，內(nèi)孔與管材外徑滑動(dòng)配合，確保工件收口后的同軸度。在圖3中，3根導(dǎo)向柱8和6個(gè)精制螺栓13均被切斷成為剖面，(但為畫面清晰起 見，內(nèi)錐環(huán)2未示出)。首先在固定臺(tái)板6上，安裝6套復(fù)位裝置，包括復(fù)位彈簧3、復(fù)位拉 桿4、彈簧座15、限位墊14 ；在安裝模架時(shí)，須注意每個(gè)鑲塊1的拉桿孔17都對(duì)準(zhǔn)一個(gè)拉桿 小軸；任何時(shí)候，復(fù)位彈簧3的反彈力通過復(fù)位拉桿4將鑲塊1拉出，始終貼緊內(nèi)錐環(huán)2的 錐面(見圖2)。圖4是鑲塊1的平面圖。鑲塊1共6件，虛線示出其余5件的平面布置關(guān)系，外圍 鑲成一個(gè)完整的正六邊形，恰好可以置內(nèi)錐環(huán)；中央鑲成一個(gè)完整的工件收口模的型腔。鑲 塊1的俯視平面為等腰三角形，兩條鈄邊上均有為避免與模架精制螺栓13產(chǎn)生干涉的弧形 缺口，其上下兩面相互平行。圖5是圖4的B-B向剖視圖。鑲塊1的剖面近似方形，錐面Z與中軸線成8度錐 角；中軸線附近的凹模型面M，是按工件b的要求加工，具有園錐角β ；中間有潤(rùn)滑油孔16 為鉆通的小孔，與模架底板5、固定臺(tái)板6上的油孔、油槽相通；拉桿孔17是從底部加工的 盲孔，供復(fù)位拉桿4插入。圖6是內(nèi)錐環(huán)的平面圖。其內(nèi)錐面是以正六邊形為底面的六棱錐面。圖7是圖6的C-C向剖視圖。內(nèi)錐面Z與中軸線成8度斜角；螺孔18兩面都加工 螺紋，是因?yàn)樵谀ハ麒倝K1的上下端面時(shí)，該零件可以作為磨削工藝的工裝。圖8是給料機(jī)構(gòu)部裝圖。經(jīng)樣機(jī)試驗(yàn)證明，直徑小、長(zhǎng)度短的工件，不需要給料機(jī) 構(gòu)，直接用手動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)一邊旋轉(zhuǎn)一邊送料的工序，生產(chǎn)合格的工件。但對(duì)于直徑大，又長(zhǎng) 又重的情況下，應(yīng)有給料機(jī)構(gòu)在固定臺(tái)板6上面，用螺栓固接有雙頭梯形螺紋的大螺母 21，其螺紋長(zhǎng)度與工件的收口長(zhǎng)度相當(dāng)，其余下部為光園直管，供短螺桿22旋到終點(diǎn)時(shí)，繼 續(xù)維持原地旋轉(zhuǎn)，由下面均布的多只彈簧25，通過大墊圈24托起以上的全部重量；短螺桿
522與三爪卡盤23固接，外徑較小，可以整體旋入大螺母21內(nèi)；卡盤頂上設(shè)置手柄26，三爪 夾緊管材a后，旋動(dòng)手柄2至3圈，即可完成1個(gè)收口工件。搬手反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡盤上升回 到原位，松下三爪取出工件b。需要說明本發(fā)明中的一個(gè)重要零件內(nèi)錐環(huán)，也是本發(fā)明發(fā)明人申請(qǐng)并己被授權(quán) 的《嵌:i成形加工齒輪的裝置》(專利號(hào)=200810044235. 5)權(quán)利要求中的結(jié)構(gòu)特征之一，本 專利只作一般引用，不再納入權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)特征，不存在矛盾。還應(yīng)當(dāng)說明三爪卡盤26可選用車床配件三爪卡盤。潤(rùn)滑系統(tǒng)、電控、液壓系統(tǒng)1 均屬常規(guī)技術(shù)，本專利文件中不作圖文表述。根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)原理是備制3至10件相同的鑲塊1，均布在模架內(nèi)，其平面外 圍鑲成一個(gè)完整的正多邊形，其中心凹弧鑲成收口模型，其外圍錐面置于邊數(shù)相同的內(nèi)錐 環(huán)2中，復(fù)位彈簧3的反彈力通過復(fù)位拉桿4將鑲塊1拉出，始終貼緊內(nèi)錐環(huán)2的錐面；當(dāng) 內(nèi)錐環(huán)2前進(jìn)時(shí)，軸向力N通過鈄面轉(zhuǎn)換為鑲塊1的徑向力V，對(duì)位于中軸線上的管材a同 步相向施壓，迫使材料產(chǎn)生縮徑增厚的塑性變形，成為收口后的合格工件b。根據(jù)本發(fā)明試制樣機(jī)試用證明，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，工作可靠，能耗很低， 聲音極弱，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品同軸度不會(huì)超差，適應(yīng)范圍廣的管件收口加工方法及其設(shè)備。本發(fā)明能收口的形狀，不限于錐形，顯而易見，對(duì)于其它類似形狀，將凹模型面M 尺寸加以改變后，也能收口，其結(jié)構(gòu)特征理應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，作出的若干變形和改進(jìn)，也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，有3至10件相同的錐面鑲塊(1)，均布在模架內(nèi)，模架固接在受力框架(J)的固定臺(tái)板(6)上，全部鑲塊(1)有凹模型面(M)，在中央鑲成工件(b)的完整型腔，其外圍鑲成一個(gè)完整的正多邊形，置于具有相同正多邊形棱錐面的內(nèi)錐環(huán)(2)中，復(fù)位彈簧(3)的反彈力通過復(fù)位拉桿(4)將鑲塊(1)拉住，始終貼緊內(nèi)錐環(huán)(2)；當(dāng)內(nèi)錐環(huán)(2)前進(jìn)時(shí)，軸向力(N)通過斜面分力轉(zhuǎn)換為鑲塊(1)的徑向力(V)，對(duì)位于中軸線上的管材(a)同步相向施壓，迫使管材實(shí)現(xiàn)縮徑增厚的塑性變形，成為收口后的合格工件(b)。
2.按權(quán)利要求1所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的受力框架(J)，是由6 個(gè)螺母、3根導(dǎo)向柱(8)，將固定臺(tái)板(6)和油缸座(10)連接成空間立體框架；導(dǎo)向柱(8) 專供活動(dòng)臺(tái)板(11)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)；該框架承受全部?jī)?nèi)力，消除了軸向力(N)往 復(fù)作用時(shí)對(duì)地面機(jī)座、基礎(chǔ)的振動(dòng)。
3.按權(quán)利要求1所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的模架結(jié)構(gòu)為模架頂板 (7)、模架底板(5)均為正多邊形，其邊數(shù)與鑲塊(1)的件數(shù)相同；精制螺栓(13)的數(shù)量也 與鑲塊(1)的件數(shù)相同，螺栓兩端用螺母將前述兩個(gè)零件構(gòu)成連接成整體空間模架，其內(nèi) 空上下平行，與鑲塊(1)構(gòu)成滑動(dòng)配合。
4.按權(quán)利要求1所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的鑲塊(1)其平面為等腰 三角形，大端為錐面，與中軸線成8度斜角，小端有按工件要求刻制的具有園錐角(β)的凹 模型面(M)，鈄邊上有為避免與模架螺栓干涉的弧形缺口 ；其上下兩面相互平行，底面有盲 孔(17)，供復(fù)位拉桿(4)插入。
5.按權(quán)利要求1或2所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的活動(dòng)臺(tái)板(11)有 3個(gè)園孔，孔中安裝滑動(dòng)軸承，與導(dǎo)向柱(8)組成往復(fù)滑動(dòng)的間隙配合；其上面安裝內(nèi)錐環(huán) (2)，下面安裝活塞桿接頭(9)，在電控、液壓系統(tǒng)的操控下，實(shí)現(xiàn)快速、大能量、小行程、連續(xù) 不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1或2所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的固定臺(tái)板(6)中 央，有管材導(dǎo)向套(12)，確保工件收口后的同軸度；在固定臺(tái)板(6)上面，有給料機(jī)構(gòu)，是 用螺栓固接一個(gè)雙頭梯形螺紋的大螺母(21)，其螺紋長(zhǎng)度與工件的收口長(zhǎng)度相當(dāng)，其余下 部為光園管狀，供短螺桿(22)下旋到終點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)維持原地旋轉(zhuǎn)，由下面均布的多只彈簧 (25)，通過大墊圈(24)托起以上的全部重量；短螺桿(22)與三爪卡盤(23)固接，外徑較 小，可以整體旋入大螺母(21)內(nèi)；三爪卡盤頂上設(shè)置手柄(26)，三爪夾緊管材后，搬動(dòng)手柄 2至3圈，即可完成1個(gè)收口工件。搬手反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡盤升高回到原位，松開三爪取出工 件。
7.按權(quán)利要求1或4所述的鑲塊模壓式收口機(jī)，其特征在于，所述的鑲塊(1)和內(nèi)錐 環(huán)(2)均采用高碳淬硬鋼制造，并在鑲塊(1)中部開油孔(16)，在上下面和錐面(Z)開油 槽，保證充分潤(rùn)滑以減少摩擦損失，當(dāng)錐面⑵與中軸線的斜角為8度時(shí)，扣除摩擦損失后， 徑向力(V)仍然有軸向力(N)的4倍以上，這種既能準(zhǔn)確協(xié)調(diào)同步，又具強(qiáng)大壓力的結(jié)構(gòu)特 征，對(duì)于管材(a)實(shí)現(xiàn)縮徑增厚的塑性變形，具備了充足的條件。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種鑲塊模壓式收口機(jī)，機(jī)架(J)中央導(dǎo)向孔內(nèi)插入管件(a)，周圍均布3至10件相同的鑲塊(1)，其中心鑲成收口工件(b)的凹模型面，其外圍鑲成正多邊形，恰好置入具有相同正多邊形棱錐面的內(nèi)錐環(huán)(2)中；內(nèi)錐環(huán)受軸向力(N)作用時(shí)，由于斜面分力產(chǎn)生徑向力(V)；當(dāng)斜角為8度時(shí)，徑向力為軸向力的4倍以上；所以，當(dāng)內(nèi)錐環(huán)受電控、液壓系統(tǒng)(y)的操控而進(jìn)行快速、大能量、小行程、連續(xù)不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而管件又被給料機(jī)構(gòu)作螺旋狀送料時(shí)，管件(a)端部被迫產(chǎn)生縮徑增厚的塑性變形，成為錐形收口工件(b)。復(fù)位彈簧(3)的彈力通過復(fù)位拉桿(4)拉住鑲塊(1)，始終貼緊內(nèi)錐環(huán)(2)，確保運(yùn)動(dòng)可靠。經(jīng)樣機(jī)試驗(yàn)證明產(chǎn)品質(zhì)量好，效率高，能耗低，無噪音。
文檔編號(hào)B21D41/04GK101947606SQ20101026327
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者袁正敏 申請(qǐng)人:袁正敏