專利名稱：使管件起箍的模具、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使管件起箍的模具、裝置和方法。更特別地涉及用于使小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件兩端起箍的模具、裝置和方法。
背景技術(shù)：
在許多實(shí)際的工業(yè)過(guò)程中常常需要生產(chǎn)大批量的小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件。 為確保管件的空間尺寸精度，必須在管件成形后才可在小直端處起箍。目前管件起箍方法有很多，例如可以采用銅焊、壓線機(jī)、組合機(jī)床等方法。但是它們要么存在適用范圍窄，不能用于立體管件和厚壁管成型，要么成本較高，有些還存在質(zhì)量缺陷，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。例如銅焊起箍的方法需要將制作好的兩個(gè)圓環(huán)銅焊在管子的兩端合適位置后進(jìn)行修磨，確保焊箍高度、寬度及美觀性，采用此工藝費(fèi)工費(fèi)時(shí)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，浪費(fèi)材料多，同時(shí)修磨時(shí)操作者的安全也難以保證。此外，還可以采用類似組合機(jī)床的起箍專機(jī)，但是其生產(chǎn)成本高，并且僅僅適合于對(duì)直管件進(jìn)行起箍，而不適用于對(duì)小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件進(jìn)行起箍。目前已有的起箍方法均存在上述各種各樣的缺陷，不能滿足生產(chǎn)大批量的小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件的要求。因此，需要一種簡(jiǎn)易高效的方法以解決管件特別是小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件兩端起箍問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種用于使管件起箍的模具、裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于使管件起箍的模具，包括凸模，為一端具有扇形凸緣和切削部的圓柱體；凹模，具有對(duì)應(yīng)于所述凸模中的扇形凸緣的環(huán)形凹槽。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述圓柱體的直徑為待起箍的管件的內(nèi)徑，所述管件的內(nèi)徑大于20mm或等于20mm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述切削部包括底切部和斜切部。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述切削部為弧形切部。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述凹模的型腔高度等于管件的半徑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述管件為小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述管件的壁厚為3. 5mm或小于3. 5mm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中在對(duì)所述管件采用局部加熱的情況下，所述管件的壁厚為大于3. 5mm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述扇形凸緣和與其對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形凹槽的橫截面為半圓形。
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根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述扇形凸緣的橫截面的半徑加上所述管件的壁厚小于或等于所述環(huán)形凹槽的橫截面的半徑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述凸模和凹模的材料為T(mén)10A。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模具，其中所述管件的材料為冷20-45高X2.5-GB/ T8162。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于使管件起箍的裝置，其中包括根據(jù)本發(fā)明的模具并且還包括上模板，用于將所述凹模連接到?jīng)_床滑塊；下模板，用于將所述凸模連接到?jīng)_床工作臺(tái)，其中所述凹模和所述凸模在豎直方向上對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置，其中所述上模板通過(guò)壓板及六角螺釘連接到所述沖床滑塊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置，其中所述下模板通過(guò)壓板、內(nèi)六角螺釘和墊塊連接到所述沖床工作臺(tái)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種使管件起箍的方法，其中使用根據(jù)本發(fā)明模具并且所述方法還包括管件套置步驟，將待起箍管件的一端套置在凸模上；管件擠壓步驟，沖床滑塊下行達(dá)到下死點(diǎn)，凹模和凸模擠壓待起箍的管件，完成管件一端局部起箍；管件旋轉(zhuǎn)步驟，沖床滑塊上行，將管件旋轉(zhuǎn)一定角度；重復(fù)所述管件擠壓和管件旋轉(zhuǎn)步驟，直到管件一端的起箍過(guò)程完成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，其中所述管件旋轉(zhuǎn)的角度不大于120°。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，其中管件旋轉(zhuǎn)的角度為90°。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，其中所述管件擠壓步驟重復(fù)執(zhí)行4次并且所述管件旋轉(zhuǎn)步驟執(zhí)行3次。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，其中所述管件擠壓步驟重復(fù)執(zhí)行多于4次并且所述管件旋轉(zhuǎn)步驟執(zhí)行多于3次。


參考附圖作為示例而對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的凸模的主視圖和側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的凹模的橫截面主視圖和在A-A處的橫截面?zhèn)纫晥D；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的凸模的主視圖和側(cè)視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置的主視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置的側(cè)視圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的管件起箍方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在壓力機(jī)上采用成型模連續(xù)旋壓三次以上的成型方式實(shí)現(xiàn)， 設(shè)計(jì)原理是利用圓的定義的啟發(fā)，即“到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡，是以定點(diǎn)為圓心，定長(zhǎng)為半徑的圓”。所以利用此原理，設(shè)計(jì)制作包括凸模6及凹模5的用于使管件起箍的模具，利用凹模5與其上套置有待起箍的管件的凸模6相匹配來(lái)使管件起箍。待加工的管件可以是小直端、小內(nèi)腔、立體空間的管件。管件的內(nèi)徑大于20mm或等于20mm。管件的壁厚例如可以為3. 5mm或可以小于3. 5mm。在對(duì)管件采用局部加熱的情況下，壁厚也可以大于3. 5mm。管件的材料例如可以為冷20-45高X2. 5-GB/T8162，或者可以為冷拔或熱拔的其它材料。與模具配合使用的設(shè)備為通用沖床，一般用16噸以上的單點(diǎn)閉式壓力機(jī)就可滿足要求，模具適合壁厚在3. 5毫米以下的管件的起箍，適合內(nèi)腔為20毫米以上，如內(nèi)腔太小，凸模6的強(qiáng)度較差，不能承受起箍時(shí)的壓力。在實(shí)際存在中，由于需要生產(chǎn)的管件的品種規(guī)格較多，所以可以只更換相應(yīng)的凹模5和凸模6，以便節(jié)約生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的模具如圖1至圖3所示，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的凸模6的主視圖和側(cè)視圖。如圖1所示，凸模6為一端具有扇形凸緣61和切削部的圓柱體。扇形凸緣61的橫截面為半圓形。切削部包括底切部62和斜切部63。圖 3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的凸模6的主視圖和側(cè)視圖。如圖3所示，凸模6為一端具有扇形凸緣61和切削部的圓柱體。扇形凸緣61的橫截面為半圓形。切削部為弧形切部64。在根據(jù)本發(fā)明的模具中，切削部的削去部分視工件要求進(jìn)行切削。首先要保證定位要求，其次要保證上件及取件方便，但切削部的削去部分在保證放入管件及取出管件方便的情況下，越小越好以保證凸模6的強(qiáng)度高，同時(shí)凸模的直端還可以起到起箍之前的管頭校圓的作用。此外，凸模6的切削部在圓柱體的徑向方向上的長(zhǎng)度決定凸模6的端部臺(tái)階 65的位置。而端部臺(tái)階65的位置則是可以取決于不同的具體生產(chǎn)要求來(lái)徑向前后調(diào)整。 凸模6的材料例如可以選擇為T(mén)10A，或者其它材料。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的凹模的橫截面主視圖和在A-A處的橫截面?zhèn)纫晥D。凹模 5具有對(duì)應(yīng)于凸模6中的扇形凸緣61的環(huán)形凹槽51。環(huán)形凹槽51的橫截面為半圓形。凹模5的型腔高度尺寸要接近管件的半徑，一般取管類管件的上偏差的一半作為凹模型腔的下偏差，以利于在操作過(guò)程中起到校圓作用。在凹模5制作過(guò)程中，可采用車(chē)成后銑扁等工序完成后，再用線切割剖開(kāi)的方式完成，制造成本低。凹模的成型凹槽深度應(yīng)大于管件的成型高度，凹模5的材料例如可以選擇為T(mén)10A，或者其它材料。在管件的生產(chǎn)過(guò)程中，凹模5和凸模6需成對(duì)使用。扇形凸緣61的橫截面的半徑加上管件的壁厚應(yīng)當(dāng)接近于并且小于環(huán)形凹槽51的橫截面的半徑。根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置如圖4和圖5所示，其中圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置的主視圖，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置的側(cè)視圖。其中，為清楚起見(jiàn)，除圖示了根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置外，還示出了其他輔助部件以及沖床的相應(yīng)部分。其中分別示出了 沖床滑塊1、六角螺釘2、上模板3、上墊板4、凹模5、凸模6、凸模固定板7、內(nèi)六角螺釘8和下模板9。根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的裝置包括使管件起箍的模具以及上模板3和下模板 9。其中上模板3用于將凹模5連接到?jīng)_床滑塊，且把沖床動(dòng)力傳送出來(lái)。上模板3的鋼性及強(qiáng)度要高，上模板3的長(zhǎng)度需據(jù)工件形狀確定，并且上模板3的立體空間尺寸要大于沖床滑塊的長(zhǎng)度距離，避免與沖床滑塊干涉。下模板9用于將凸模6連接到?jīng)_床工作臺(tái)并將其固定于沖床工作臺(tái)上。下模板9的長(zhǎng)度需要根據(jù)工件形狀確定，下模板9的立體空間尺寸要大于沖床滑塊的長(zhǎng)度距離，避免與沖床滑塊干涉。其中凹模5和凸模6應(yīng)當(dāng)在豎直方向上對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，凹模5和凸模6各自在上模板3和下模板9中的定位應(yīng)當(dāng)使得凹模5 和凸模6在使管件起箍的裝置的正常操作期間在垂直方向上對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的方法如圖6所示，在開(kāi)始對(duì)管件進(jìn)行起箍之前，將模具安裝在普通沖床上并且調(diào)整到合適的封閉高度。模具處于上極限，即準(zhǔn)備位置。在管件套置步驟100，將管件需起箍的一端套置在凸模6上，徑向以凸模6的切削部的端部臺(tái)階65 定位。在管件擠壓步驟200，沖床滑塊下行達(dá)到下死點(diǎn)，凹模5和凸模6擠壓工件，完成管件直端局部起箍。在管件旋轉(zhuǎn)步驟300中，沖床滑塊上行至上極限位置，將管件旋轉(zhuǎn)一定角度。此后，重復(fù)管件擠壓步驟200，完成第二次管件直端圓周上的局部起箍。接下來(lái)，重復(fù)上述管件旋轉(zhuǎn)步驟和管件擠壓步驟，直到起箍過(guò)程完成。一般管件擠壓步驟進(jìn)行三次以上就可完成管件的全部起箍過(guò)程。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使管件起箍的方法中，需要進(jìn)行三次管件擠壓步驟，即需要進(jìn)行兩次管件旋轉(zhuǎn)步驟，其中在每一次管件旋轉(zhuǎn)步驟中，將管件旋轉(zhuǎn)約120°，但是不大于120°。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的使管件起箍的方法中，需要進(jìn)行四次管件擠壓步驟，即需要進(jìn)行三次管件旋轉(zhuǎn)步驟，其中在每一次管件旋轉(zhuǎn)步驟中，將管件旋轉(zhuǎn)約90°。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的使管件起箍的方法中，需要進(jìn)行四次以上管件擠壓步驟，即需要進(jìn)行三次以上管件旋轉(zhuǎn)步驟，其中在每一次管件旋轉(zhuǎn)步驟中，將管件旋轉(zhuǎn)小于 90°。在進(jìn)行起箍工序前，還可以利用凸模6前端的圓直端對(duì)工件進(jìn)行校圓工序，或者兩者同時(shí)進(jìn)行。以上描述了根據(jù)本發(fā)明的使管件起箍的模具、裝置和方法。所描述的模具和裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用該模具可實(shí)現(xiàn)對(duì)小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件兩端實(shí)現(xiàn)直接機(jī)械化起箍， 當(dāng)然更可滿足在直管上起箍，并節(jié)約了生產(chǎn)成本。綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低，作業(yè)環(huán)境大有改善(不用氣焊，不用砂輪磨削)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不僅僅限于以上描述的實(shí)施例。例如，可以利用該模具結(jié)構(gòu)形式對(duì)凸模及凹模的型腔稍加改動(dòng)，即可對(duì)管件進(jìn)行豎向起箍。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明真實(shí)精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明各實(shí)施方式進(jìn)行修改、變更和組合。本說(shuō)明書(shū)中的描述僅僅是用于說(shuō)明性的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。本發(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求書(shū)的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于使管件起箍的模具，其特征在于包括 凸模，為一端具有扇形凸緣和切削部的圓柱體；以及凹模，具有對(duì)應(yīng)于所述凸模中的扇形凸緣的環(huán)形凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述圓柱體的直徑為待起箍的管件的內(nèi)徑，所述管件的內(nèi)徑大于20mm或等于20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述切削部包括底切部和斜切部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述切削部為弧形切部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述凹模的型腔高度等于管件的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述管件為小直端、小內(nèi)腔、立體空間管件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述管件的壁厚為3.5mm或小于3. 5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于在對(duì)所述管件采用局部加熱的情況下，壁厚為大于3. 5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述扇形凸緣和與其對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形凹槽的橫截面為半圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述扇形凸緣的橫截面的半徑加上所述管件的壁厚小于或等于所述環(huán)形凹槽的橫截面的半徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述凸模和凹模的材料為T(mén)10A。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于所述管件的材料為冷20-45高X2.5-GB/ T8162。
13.一種用于使管件起箍的裝置，其特征在于包括如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的模具，并且所述裝置還包括上模板，用于將所述凹模連接到?jīng)_床滑塊； 下模板，用于將所述凸模連接到?jīng)_床工作臺(tái)， 其中所述凹模和所述凸模在豎直方向上對(duì)準(zhǔn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述上模板通過(guò)壓板及六角螺釘連接到所述沖床滑塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述下模板通過(guò)壓板、內(nèi)六角螺釘和墊塊連接到所述沖床工作臺(tái)。
16.一種使管件起箍的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的模具并且所述方法還包括管件套置步驟，將待起箍管件的一端套置在凸模上；管件擠壓步驟，沖床滑塊下行達(dá)到下死點(diǎn)，凹模和凸模擠壓待起箍的管件，完成管件一端局部起箍；管件旋轉(zhuǎn)步驟，沖床滑塊上行，將管件旋轉(zhuǎn)一定角度； 重復(fù)所述管件擠壓步驟和管件旋轉(zhuǎn)步驟，直到管件一端的起箍過(guò)程全部完成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述管件旋轉(zhuǎn)的角度不大于120°。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述管件旋轉(zhuǎn)的角度為90°。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述管件擠壓步驟重復(fù)執(zhí)行4次并且所述管件旋轉(zhuǎn)步驟執(zhí)行3次。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述管件擠壓步驟重復(fù)執(zhí)行多于4次并且所述管件旋轉(zhuǎn)步驟執(zhí)行多于3次。
全文摘要
一種使管件起箍的模具、裝置和方法。該模具包括一端具有扇形凸緣和切削部的圓柱體的凸模和具有對(duì)應(yīng)于所述凸模中的扇形凸緣的環(huán)形凹槽的凹模。該裝置包括本發(fā)明的模具并且還包括用于將所述凹模連接到?jīng)_床滑塊的上模板和用于將所述凸模連接到?jīng)_床工作臺(tái)的下模板，其中所述凹模和所述凸模在豎直方向上對(duì)準(zhǔn)。該方法使用本發(fā)明的模具并且還包括將待起箍管件的一端套置在凸模上；沖床滑塊下行達(dá)到下死點(diǎn)，凹模和凸模擠壓待起箍的管件，完成管件一端局部起箍；沖床滑塊上行，將管件旋轉(zhuǎn)一定角度；重復(fù)以上步驟，直到管件一端的起箍過(guò)程完成。
文檔編號(hào)B21C23/18GK102172661SQ201010611660
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉建新, 孫剛, 王延欣, 王躍臻, 高中夫 申請(qǐng)人:濰柴重機(jī)股份有限公司