一种全自动数控旋压机及其加工方法与流程

1.本发明涉及旋压机技术领域，特别涉及一种全自动数控旋压机及其加工方法。


背景技术：

2.现有的一种管件产品，其结构如图1所示，管件30的两端需要分别通过旋压机进行旋压加工，从而在管件30的两端形成缩口结构。
3.传统的旋压加工设备在对该管件30进行旋压加工时，是先将管件装夹到主轴一端的夹紧装置上，通过夹紧装置将管件夹紧，然后主轴旋转带动管件同步转动，配合旋压滚轮的进给运动对管件的一端进行旋压；当管件的其中一端加工完成后，需要人工手动将管件取下，将管件调转180度后重新装夹到夹紧装置中，然后再通过相同的方式对管件的另一端进行旋压加工，使管件的两端形成缩口结构，从而得到所需要的管件产品。
4.但是现有的旋压加工设备存在以下不足之处：
5.1、由于管件的两端都需要进行旋压加工，在对管件其中一端进行旋压加工完成后，需要人工将管件从夹紧装置上取下，并将管件调转180
°
后再次装夹到夹紧装置上，然后再对管件的另一端进行旋压加工，直至完成整个管件的加工；由于上述过程需要人工操作完成，操作起来较为麻烦，加工效率低下；
6.2、在针对一些薄壁的管件30时，管件30在进行一次装夹和加工后，掉头转向后进行二次装夹时，由于管件壁厚较薄，管件在一次装夹后受夹紧力的影响，管件的外径会产生变化，因此在二次装夹时，夹紧装置在夹紧时的开合度以及夹紧力也需要进行细微的调整和控制，以适应管件外径的变化；而传统的旋压加工设备中，其夹紧装置的夹紧动作是由设置在主轴一端的夹紧油缸来驱动，夹紧油缸通过一根传动杆与夹紧装置相连，通过夹紧油缸驱动传动杆移动，从而控制夹紧装置的夹紧或者松开；但是通过夹紧油缸驱动，夹紧装置的夹紧力以及开合度难以进行准确调整和控制，无法适应管件在一次装夹后外径的变化，从而难以实现可靠的二次装夹。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于解决现有技术中的不足之处，提供一种全自动数控旋压机及其加工方法。
8.本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种全自动数控旋压机，包括机架、主轴部件、管件换向机构，机架上设有主轴安装座和拖板装置，拖板装置上设有旋压滚轮安装座，旋压滚轮安装座上设有旋压滚轮；
9.主轴部件包括主轴、传动杆，主轴为空心结构，主轴转动连接在主轴安装座上，主轴的一端设有夹紧锥套，夹紧锥套的内壁为圆锥面，夹紧锥套中设有夹瓣机构，夹瓣机构的一端设有传力推套；传动杆设置在主轴中，传动杆靠近夹紧锥套的一端连接传力推套；主轴上设有夹紧驱动部件，传动杆与夹紧驱动部件相连；
10.夹紧驱动部件包括电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、外螺纹套、内螺纹套、过渡
套、连接套、安装座，安装座固定设置在机架上，过渡套转动连接在主轴的外侧，过渡套与安装座固连；连接套通过滑键机构与主轴滑动配合，传动杆与连接套相连；外螺纹套转动连接在连接套的外侧，内螺纹套转动连接在过渡套的外侧；外螺纹套上设有导向槽，导向槽沿着主轴的轴向设置，过渡套上设有导向凸台，导向凸台与导向槽滑动配合；外螺纹套与内螺纹套之间螺纹配合；从动齿轮与内螺纹套相连，电机的输出轴与减速器的输入轴相连，主动齿轮连接在减速器的输出轴上；主动齿轮与从动齿轮啮合；主轴部件还包括管件定位顶出机构；
11.管件换向机构用于对管件的夹紧方向进行换向。
12.作为优选，所述管件定位顶出机构包括设置在主轴安装座上的第一固定架、定位顶杆，第一固定架上设有卸料气缸，卸料气缸的活塞杆上设有连接板，定位顶杆的一端与连接板相连，定位顶杆的另一端伸入主轴中并设有定位件。
13.作为优选，所述夹瓣机构包括若干个夹瓣、弹簧撑圈，夹瓣以圆形阵列的方式布置在夹紧锥套中，夹瓣上设有导向面，导向面与夹紧锥套的内壁接触；各个夹瓣分别设置在弹簧撑圈的外侧。
14.作为优选，所述管件换向机构包括第二固定架、升降架，第二固定架上设有升降气缸，升降气缸与升降架相连；升降架上设有转向驱动件，转向驱动件上连接有管件转向托板；升降架上设有顶推气缸，顶推气缸位于管件转向托板上远离夹紧锥套的一端，顶推气缸上连接有推板。
15.作为优选，所述升降架上设有导向杆，第二固定架上设有导向套，导向杆与导向套滑动配合。
16.作为优选，所述旋转驱动件为旋转气缸。
17.作为优选，所述电机为伺服电机。
18.作为优选，所述主轴通过主轴轴承与主轴安装座相连。
19.一种全自动数控旋压机的加工方法，包括如下具体步骤：
20.将管件置于夹瓣机构中，通过电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮和内螺纹套同步旋转，通过内螺纹套和外螺纹套之间的螺纹配合，使得外螺纹套和连接套沿着主轴轴向移动，连接套带动传动杆以及传力推套朝夹紧锥套的方向移动，从而推动夹瓣机构在夹紧锥套中移动；夹瓣机构在移动时，在夹紧锥套内壁的作用下，使夹瓣机构上的各个夹瓣将管件夹紧；
21.然后主轴转动，带动管件旋转；同时拖板装置将旋压滚轮移动至管件的端口处，通过管件自身的旋转以及旋压滚轮的进给运动对管件的一端进行旋压加工；
22.管件的一端加工完成后，升降气缸驱动管件换向托板移动至与管件相对应的位置处；电机驱动传动杆复位，夹瓣在弹簧撑圈的作用下撑开并将管件松开；卸料气缸驱动定位顶杆移动，通过定位顶杆将管件从夹瓣机构中顶出，管件被顶出后，定位顶杆复位；顶出后的管件落到管件换向托板上，然后管件换向托板在换向驱动件的驱动下水平调转180
°
，调转完成后，通过顶推气缸将管件换向托板上的管件顶入夹瓣机构中，直至管件的一端顶住定位件；
23.然后再次通过夹瓣机构将管件夹紧，并以相同的方式对管件的另一端进行选压加工；当管件的另一端也完成旋压加工后，夹瓣机构将管件松开，定位顶杆将管件顶出，从而
完成下料。
24.本发明的有益效果是：1、本发明中，在管件的一端加工完成后，能够通过管件换向机构以及管件定位顶出机构实现管件的自动顶出和方向调转，该过程中无需人工操作，省时省力，提高了加工效率。2、本发明以电机驱动夹瓣机构对管件进行夹紧，电机的转动和输出扭矩可进行精确的控制，从而能够对夹紧开合度以及夹紧力的大小进行灵活、精确地控制和调整，实现可靠的夹紧效果。
附图说明
25.图1为现有的一种管件产品的结构示意图。
26.图2为本发明其中一个方向的结构示意图。
27.图3为本发明另一个方向的结构示意图。
28.图4为本发明的侧视图。
29.图5为图2中a部放大图。
30.图6为主轴部件的结构示意图。
31.图7为主轴部件的侧视图。
32.图8为主轴部件的剖视图。
33.图9为图8中b部放大图。
34.图10为夹紧驱动部件的结构示意图。
35.图11为夹紧驱动部件的剖视图。
36.图12为外螺纹套和过渡套的结构示意图。
37.图中：1、机身，2、主轴安装座，3、拖板装置，4、电机，5、减速器，6、定位顶杆，7、卸料气缸，8、第二固定架，10、旋压滚轮安装座，11、升降气缸，12、旋压滚轮，13、油管，14、主轴，15、皮带轮，16、第一固定架，17、升降架，18、转向驱动件，19、管件转向托板，20、顶推气缸，21、推板，22、导向杆，23、导向套，25、第一固定架，26、连接板，27、夹紧锥套，28、夹瓣，30、管件，31、安装座，32、主动齿轮，33、从动齿轮，34、外螺纹套，35、内螺纹套，36、主轴轴承，37、传动杆，38、传力推套，39、定位件，40、弹簧撑圈，41、过渡套，42、导向槽，43、连接套，44、滑键，45、键槽，46、第一轴承，47、第二轴承，48、第三轴承，49、导向面，50、导向凸台。
具体实施方式
38.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
40.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，
一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
41.如图2至图12所示，一种全自动数控旋压机，包括机架1、主轴部件、管件换向机构，机架1上设有主轴安装座2和拖板装置3，拖板装置3上设有旋压滚轮安装座10，旋压滚轮安装座10上设有旋压滚轮12，旋压滚轮12转动连接在旋压滚轮安装座10上。其中，拖板装置3为现有技术，拖板装置3采用伺服驱动方式，可以带动旋压滚轮12沿x轴、y轴和z轴三个轴向进行移动。为了实现旋压过程中的降温，在旋压滚轮安装座10上设有油管13，油管13连接冷却油泵，油管13的喷油口正对旋压滚轮12；在通过旋压滚轮12对管件30的端部进行旋压加工时，通过油管13向旋压滚轮处进行喷油，实现对加工位置的冷却以及润滑。
42.主轴部件包括主轴14、传动杆37，主轴14为空心结构，主轴14转动连接在主轴安装座2上，主轴14通过主轴轴承36与主轴安装座2相连。主轴14上设有皮带轮15，通过皮带传动机构将皮带轮15与主轴驱动电机相连，通过主轴驱动电机驱动主轴14转动。
43.主轴14的一端设有夹紧锥套27，夹紧锥套27的内壁为圆锥面，夹紧锥套27中设有夹瓣机构。其中，夹瓣机构包括若干个夹瓣28、弹簧撑圈40，夹瓣28以圆形阵列的方式布置在夹紧锥套27中，夹瓣28上设有导向面49，导向面49与夹紧锥套27的内壁接触。各个夹瓣28分别设置在弹簧撑圈40的外侧。夹瓣28的内侧设有用于容纳弹簧撑圈40的定位沟，弹簧撑圈40嵌入定位沟中。弹簧撑圈40为夹瓣28提供向外侧撑开的胀开力。当夹瓣机构朝着夹紧锥套27内壁直径较小的一端移动时，各个夹瓣28向内收拢，从而实现对管件30的夹紧。
44.夹瓣机构的一端设有传力推套38；传动杆37设置在主轴14中，传动杆37靠近夹紧锥套27的一端连接传力推套38。主轴14上设有夹紧驱动部件，传动杆37与夹紧驱动部件相连。传动杆37为空心结构。
45.夹紧驱动部件包括电机4、减速器5、主动齿轮32、从动齿轮33、外螺纹套34、内螺纹套35、过渡套41、连接套43、安装座31，安装座31固定设置在机架1上，过渡套41转动连接在主轴14的外侧，过渡套41与主轴14之间设有第二轴承47，过渡套41与安装座31固连。
46.连接套43通过滑键机构与主轴14滑动配合，连接套43可沿着主轴14的轴向移动，但连接套43无法绕主轴14转动。其中，滑键机构包括设置在主轴14外环面上的滑键44、设置在连接套43内壁上的键槽45，键槽45沿着主轴14的轴向设置，滑键44连接于键槽45中。
47.传动杆37与连接套43相连。外螺纹套34转动连接在连接套43的外侧，外螺纹套34与连接套43之间设有第一轴承46，外螺纹套34可在连接套43外侧转动。内螺纹套35转动连接在过渡套41的外侧，内螺纹套35与过渡套41之间设有第三轴承48，内螺纹套35可在过渡套41的外侧转动。外螺纹套34的外环面上设有外螺纹，内螺纹套35的内环面上设有内螺纹，外螺纹套34与内螺纹套35之间螺纹配合。
48.外螺纹套34上设有导向槽42，导向槽42沿着主轴14的轴向设置，过渡套41上设有导向凸台50，导向凸台50与导向槽42滑动配合。由于过渡套41固定连接在安装座31上，故外螺纹套34只能沿主轴14的轴向移动，无法转动。
49.从动齿轮33与内螺纹套35相连，从动齿轮33固定连接在内螺纹套35的一端。电机4的输出轴与减速器5的输入轴相连，主动齿轮32连接在减速器5的输出轴上。主动齿轮32与从动齿轮33啮合。本发明中，电机4为伺服电机。伺服电机与电机控制器相连，通过电机控制器精确控制伺服电机的转动以及伺服电机的输出扭矩。
50.主轴部件还包括管件定位顶出机构。管件定位顶出机构包括设置在主轴安装座2上的第一固定架25、定位顶杆6，第一固定架25上设有卸料气缸7，卸料气缸7的活塞杆上设有连接板26，定位顶杆6的一端与连接板26相连，定位顶杆6的另一端伸入主轴14中并设有定位件39，定位件39设置在靠近夹瓣机构的位置处；通过卸料气缸7驱动定位顶杆6和定位件39在主轴14中移动。
51.管件换向机构用于对管件30的夹紧方向进行换向。其中，管件换向机构包括第二固定架8、升降架17，第二固定架8固定设置在主轴安装座2上。第二固定架8上设有升降气缸11，升降气缸11与升降架17相连。升降架17上设有转向驱动件18，转向驱动件18设置在升降架17的下端。转向驱动件18上连接有管件转向托板19,转向驱动件18上连接有管件转向托板19。升降架17上设有顶推气缸20，顶推气缸20位于管件转向托板19上远离夹紧锥套27的一端，顶推气缸20上连接有推板21。升降架17上设有导向杆22，导向杆22设置在升降架17的上端；第二固定架8上设有与导向杆22相对应的导向套23，导向杆22与导向套23滑动配合。本发明中，旋转驱动件18为旋转气缸。
52.本装置在对管件30进行旋压加工时，包括如下具体步骤：
53.将管件置于夹瓣机构中，通过电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮和内螺纹套同步旋转，通过内螺纹套和外螺纹套之间的螺纹配合，使得外螺纹套和连接套沿着主轴轴向移动，连接套带动传动杆以及传力推套朝夹紧锥套的方向移动，从而推动夹瓣机构在夹紧锥套中移动；夹瓣机构在移动时，在夹紧锥套内壁的作用下，使夹瓣机构上的各个夹瓣将管件夹紧；
54.然后主轴转动，带动管件旋转；同时拖板装置将旋压滚轮移动至管件的端口处，通过管件自身的旋转以及旋压滚轮的进给运动对管件的一端进行旋压加工；
55.管件的一端加工完成后，升降气缸驱动管件换向托板移动至与管件相对应的位置处；电机驱动传动杆复位，夹瓣在弹簧撑圈的作用下撑开并将管件松开；卸料气缸驱动定位顶杆移动，通过定位顶杆将管件从夹瓣机构中顶出，管件被顶出后，定位顶杆复位；顶出后的管件落到管件换向托板上，然后管件换向托板在换向驱动件的驱动下水平调转180
°
，调转完成后，通过顶推气缸将管件换向托板上的管件顶入夹瓣机构中，直至管件的一端顶住定位件；
56.然后再次通过夹瓣机构将管件夹紧，并以相同的方式对管件的另一端进行选压加工；当管件的另一端也完成旋压加工后，夹瓣机构将管件松开，定位顶杆将管件顶出，从而完成下料。
57.本发明相比传统的旋压加工设备，具有以下优点：
58.1、本发明中，在管件的一端加工完成后，能够通过管件换向机构以及管件定位顶出机构实现管件的自动顶出和方向调转，该过程中无需人工操作，省时省力，提高了加工效率。
59.2、本发明以电机驱动夹瓣机构对管件进行夹紧，电机的转动和输出扭矩可进行精确的控制，从而能够对夹紧开合度以及夹紧力的大小进行灵活、精确地控制和调整，实现可靠的夹紧效果；且电机的输出扭矩调节实现起来较为容易，通过电机控制器上的扭矩控制单元即可实现。
60.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种
形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全自动数控旋压机，其特征在于，包括机架、主轴部件、管件换向机构，机架上设有主轴安装座和拖板装置，拖板装置上设有旋压滚轮安装座，旋压滚轮安装座上设有旋压滚轮；主轴部件包括主轴、传动杆，主轴为空心结构，主轴转动连接在主轴安装座上，主轴的一端设有夹紧锥套，夹紧锥套的内壁为圆锥面，夹紧锥套中设有夹瓣机构，夹瓣机构的一端设有传力推套；传动杆设置在主轴中，传动杆靠近夹紧锥套的一端连接传力推套；主轴上设有夹紧驱动部件，传动杆与夹紧驱动部件相连；夹紧驱动部件包括电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、外螺纹套、内螺纹套、过渡套、连接套、安装座，安装座固定设置在机架上，过渡套转动连接在主轴的外侧，过渡套与安装座固连；连接套通过滑键机构与主轴滑动配合，传动杆与连接套相连；外螺纹套转动连接在连接套的外侧，内螺纹套转动连接在过渡套的外侧；外螺纹套上设有导向槽，导向槽沿着主轴的轴向设置，过渡套上设有导向凸台，导向凸台与导向槽滑动配合；外螺纹套与内螺纹套之间螺纹配合；从动齿轮与内螺纹套相连，电机的输出轴与减速器的输入轴相连，主动齿轮连接在减速器的输出轴上；主动齿轮与从动齿轮啮合；主轴部件还包括管件定位顶出机构；管件换向机构用于对管件的夹紧方向进行换向。2.根据权利要求1所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述管件定位顶出机构包括设置在主轴安装座上的第一固定架、定位顶杆，第一固定架上设有卸料气缸，卸料气缸的活塞杆上设有连接板，定位顶杆的一端与连接板相连，定位顶杆的另一端伸入主轴中并设有定位件。3.根据权利要求2所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述夹瓣机构包括若干个夹瓣、弹簧撑圈，夹瓣以圆形阵列的方式布置在夹紧锥套中，夹瓣上设有导向面，导向面与夹紧锥套的内壁接触；各个夹瓣分别设置在弹簧撑圈的外侧。4.根据权利要求3所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述管件换向机构包括第二固定架、升降架，第二固定架上设有升降气缸，升降气缸与升降架相连；升降架上设有转向驱动件，转向驱动件上连接有管件转向托板；升降架上设有顶推气缸，顶推气缸位于管件转向托板上远离夹紧锥套的一端，顶推气缸上连接有推板。5.根据权利要求4所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述升降架上设有导向杆，第二固定架上设有导向套，导向杆与导向套滑动配合。6.根据权利要求4所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述旋转驱动件为旋转气缸。7.根据权利要求4所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述电机为伺服电机。8.根据权利要求4所述的一种全自动数控旋压机，其特征在于，所述主轴通过主轴轴承与主轴安装座相连。9.一种基于权利要求4-8任意一项所述的全自动数控旋压机的加工方法，其特征在于，包括如下具体步骤：将管件置于夹瓣机构中，通过电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮和内螺纹套同步旋转，通过内螺纹套和外螺纹套之间的螺纹配合，使得外螺纹套和连接套沿着主轴轴向移动，连接套带动传动杆以及传力推套朝夹紧锥套的方向移动，从而推动夹瓣机构在夹紧锥套中移动；夹瓣机构在移动时，在夹紧锥套内壁的作用下，使夹瓣机构上的各个夹
瓣将管件夹紧；然后主轴转动，带动管件旋转；同时拖板装置将旋压滚轮移动至管件的端口处，通过管件自身的旋转以及旋压滚轮的进给运动对管件的一端进行旋压加工；管件的一端加工完成后，升降气缸驱动管件换向托板移动至与管件相对应的位置处；电机驱动传动杆复位，夹瓣在弹簧撑圈的作用下撑开并将管件松开；卸料气缸驱动定位顶杆移动，通过定位顶杆将管件从夹瓣机构中顶出，管件被顶出后，定位顶杆复位；顶出后的管件落到管件换向托板上，然后管件换向托板在换向驱动件的驱动下水平调转180
°
，调转完成后，通过顶推气缸将管件换向托板上的管件顶入夹瓣机构中，直至管件的一端顶住定位件；然后再次通过夹瓣机构将管件夹紧，并以相同的方式对管件的另一端进行选压加工；当管件的另一端也完成旋压加工后，夹瓣机构将管件松开，定位顶杆将管件顶出，从而完成下料。

技术总结
本发明提供了一种全自动数控旋压机及其加工方法，包括机架、主轴部件、管件换向机构，机架上设有主轴安装座和拖板装置，拖板装置上设有旋压滚轮安装座，旋压滚轮安装座上设有旋压滚轮；主轴部件包括主轴、传动杆，主轴转动连接在主轴安装座上，主轴的一端设有夹紧锥套，夹紧锥套中设有夹瓣机构，夹瓣机构的一端设有传力推套；传动杆的一端连接传力推套；主轴上设有夹紧驱动部件，传动杆与夹紧驱动部件相连；夹紧驱动部件包括电机、减速器、主动齿轮、从动齿轮、外螺纹套、内螺纹套、过渡套、连接套。本发明中，在管件的一端加工完成后，能够通过管件换向机构以及管件定位顶出机构实现管件的自动顶出和方向调转，省时省力，提高了加工效率。效率。效率。


技术研发人员：张良 李良有 李良宏 李国平 金腾
受保护的技术使用者：浙江长兴和良智能装备有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/12