一种多点变推力的管件弯曲成形助推装置

摘要

本发明公开了一种多点变推力的管件弯曲成形助推装置。包括侧推块、调节压块、弹簧、条形橡胶压块、螺钉、限位挡块和夹具；侧推块安装于夹具中，侧推块内开有矩形槽和通孔，矩形槽内安装条形橡胶压块，通孔内安装有弹簧和调节压块，条形橡胶压块之间安装限位挡块，限位挡块通过螺钉固定于侧推块。本发明通过自主调节侧推块推力沿管件表面的周向分布，改善管件弯管段应力分布，对弯曲成形过程管件椭圆度以及外侧壁面减薄量进行控制，且加工与使用方法简单。

说明书

技术领域

本发明涉及了一种助推装置，尤其是涉及了一种多点变推力的管件弯曲成形助推装置，用于管件的弯曲成形。

背景技术

航空管件多采用特殊材料制成，具有质量轻等特定的性能要求。相比普通管件，多采用冷弯工艺保证航空管件的组织性能不发生改变，且对其流道截面的几何形状精度提出了更高的要求。管件弯径与直径之比是表征弯曲变形的物理量，相同材料、直径与壁厚的管径，弯径越小，表示变形程度越大，外壁面减薄越严重，椭圆度越大。目前针对不同规格管件，主要通过规定相应的最大变形量，并采用经验或简化公式来控制允许的加工规格，因此对现有小弯径弯管椭圆度控制工艺进行改进与优化，已成为机械制造领域的重要研究目标之一。弯曲成形时，管件外侧分布的拉应力使外侧壁面减薄，同时造成截面椭圆度增大。截面形状畸变增大了内部流体流动阻力，影响了预期的流体力学性能。

传统弯管工艺借助填充物进行弯曲，但该工艺造成了不同管件成品之间差异增大，且管件内壁产生一定磨损，难以保证产品质量。另外还有采用反变形槽的方法，将管件预压制为椭圆，经弯曲后恢复部分，此方法应用的难点在于控制管件的预变形量。在目前生产中，多采用简易外侧助推块配合管件的绕弯。助推力在弯道截面周向的分布受夹具对助推块的总压力影响，并不能明确调控，且为了提高助推效果，需要加载更大压力时，容易引起直管段的截面变形，因此作用于管件的助推效果有限。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种多点变推力的管件弯曲成形助推装置。

本发明采用的装置如下：

本发明包括侧推块、调节压块、弹簧、条形橡胶压块、螺钉、限位挡块和夹具；侧推块安装于夹具中，侧推块内开有矩形槽和通孔，矩形槽内安装条形橡胶压块，通孔内安装有弹簧和调节压块，条形橡胶压块之间安装限位挡块，限位挡块通过螺钉固定于侧推块。

所述的侧推块呈半圆环柱体结构，侧推块内部开有多道沿侧推块柱方向平行布置的矩形槽，多道矩形槽沿半圆环柱体的周向间隔布置，并且多道矩形槽贯通延伸到侧推块半圆环柱体的内圈柱面；侧推块半圆环柱体的外圈柱面开有多排沿侧推块柱方向平行布置且与矩形槽数量相同的通孔，每排通孔沿侧推块柱方向间隔均布，各排通孔分别对应于各道矩形槽，各排通孔沿侧推块径向布置并连通到各自对应的矩形槽；矩形槽内安装有条形橡胶压块，通孔中安装弹簧，通孔端部通过螺纹安装调节压块，使得弹簧内外端分别连接到条形橡胶压块和调节压块。

本发明通过改变调节压块旋入通孔的深度，控制弹簧的压缩量，进而调节弹簧施加到条形橡胶压块上的推力，调节条形橡胶压块与管件间的压力分布。

所述的条形橡胶压块以靠近侧推块内圈的端部为内端部，内端部沿侧推块径向延伸出矩形槽，并且在内端部的两侧侧面对称开有沿侧推块柱方向布置的条形凹槽，条形凹槽内布置有限位挡块，限位挡块两端延伸出条形凹槽后通过螺钉固定于侧推块的内圈柱面边缘，通过限位挡块将各个条形橡胶压块进行径向限位和支撑。

相邻的条形橡胶压块内端部的条形凹槽沿侧推块径向延伸出矩形槽后连通形成共同空间，共同空间内布置同一限位挡块。

所述的侧推块的通孔端部内设有内螺纹，调节压块设有外螺纹，调节压块通过内外螺纹配合安装到通孔朝向径向外端的端部。

所述的条形橡胶压块以靠近侧推块外圈的端部为外端部，外端部端面上设有多个用于套接弹簧的盲孔，多个盲孔沿条形橡胶压块长度方向布置。

本发明所述助推装置适用于小弯径弯曲成形过程中管件的椭圆度控制。

本发明涉及的夹具是数控弯管机在弯管处理中的夹具，侧推块的内圈柱面中安装待弯曲成形的管件。本发明在侧推块中设计了特殊的助推结构，能够对管件弯曲成形有助推作用，改变了以往侧推块一整块实体结构无法对管件弯曲成形提供沿周向分布可调节的助推力的弊端。

本发明的有益效果是：

使用本发明，可通过改变调节压块的旋入深度，自主调节助推块在管件外侧面形成的推力分布，改善弯管段界面的轴向应力的周向分布，减少外侧壁面减薄量并抑制椭圆度的增加。

装置采用条形橡胶压块，增大了与管件接触面的摩擦系数，针对一定大小的轴向推力需求，可减小需提供的正压力，降低了直管段产生截面畸变的风险，且为可替换结构。

本发明操作简单，成本低廉，在一定范围内可适用于不同规格的管件。在实际生产中，根据弯管段轴向应力沿周向分布的精度要求，合理地设置相应密度的条形橡胶压块进行控制。

附图说明

图1为本发明装置的示意图；

图2为本发明装置的剖视图；

图3为本发明装置的侧推块示意图(卸除夹具)；

图4为本发明装置的弹簧安置示意图；

图5为本发明装置的限位挡块结构示意图；

图6为本发明装置的夹具结构示意图。

图中，侧推块1、调节压块2、弹簧3、条形橡胶压块4、螺钉5、限位挡块6、夹具7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明具体实施包括侧推块1、调节压块2、弹簧3、条形橡胶压块4、螺钉5、限位挡块6和夹具7；侧推块1安装于夹具7中，侧推块1内开有矩形槽和通孔，矩形槽内安装条形橡胶压块4，通孔内安装有弹簧3和调节压块2，条形橡胶压块4之间安装限位挡块6，限位挡块6通过螺钉5固定于侧推块1。

如图2和图3所示，侧推块1呈半圆环柱体结构，侧推块1内部开有多道沿侧推块1柱方向平行布置的矩形槽，矩形槽两端不延伸贯穿出侧推块1，多道矩形槽沿半圆环柱体的周向间隔布置，并且多道矩形槽贯通延伸到侧推块1半圆环柱体的内圈柱面；侧推块1半圆环柱体的外圈柱面开有多排沿侧推块1柱方向平行布置且与矩形槽数量相同的通孔，每排通孔沿侧推块1柱方向间隔均布，通孔中安装弹簧，如图4所示，各排通孔分别对应于各道矩形槽，每个通孔均沿侧推块1径向布置，各排通孔沿侧推块1径向布置并连通到各自对应的矩形槽，各排通孔和各自对应的矩形槽一起均沿侧推块1径向布置并连通。

如图2所示，矩形槽内安装有条形橡胶压块4，通孔中安装弹簧3，通孔端部通过螺纹安装调节压块2，使得弹簧3内外端分别连接到条形橡胶压块4和调节压块2。侧推块1的通孔端部内设有内螺纹，调节压块2设有外螺纹，调节压块2通过内外螺纹配合安装到通孔朝向径向外端的端部。条形橡胶压块4以靠近侧推块1外圈的端部为外端部，外端部端面上设有多个用于套接弹簧3的盲孔，多个盲孔沿条形橡胶压块4长度方向布置，即沿侧推块1柱方向布置。

具体实施中，整排通孔上的调节压块2可一起调节，让弹簧3均匀施加推力到条形橡胶压块4，进而使得条形橡胶压块4整块的施加到管件上的助推力均匀。

条形橡胶压块4以靠近侧推块1内圈的端部为内端部，内端部沿侧推块1径向延伸出矩形槽，并且在内端部的两侧侧面对称开有沿侧推块1柱方向布置的条形凹槽，条形凹槽内布置有限位挡块6，如图5所示，限位挡块6两端设有孔，限位挡块6两端延伸出条形凹槽后通过螺钉5固定于侧推块1的内圈柱面边缘，通过限位挡块6将各个条形橡胶压块4进行径向限位和支撑，使得条形橡胶压块4不从侧推块1内柱面沿径向掉出，并且使得条形橡胶压块4在弹簧3推动下有弹性活动空间。

如图2所示，相邻的条形橡胶压块4内端部的条形凹槽沿侧推块1径向延伸出矩形槽后连通形成共同空间，共同空间内布置同一限位挡块6。

如图6所示，夹具7内设有半圆柱体形的内腔，内腔底面设有用于承接侧推块1安装的内凸缘，内腔一端贯通于外界，内腔另一端设有用于轴向阻挡限位侧推块1的内凸缘。

本发明的安装工作过程是：

1)各个条形橡胶压块4装入侧推块1的各道矩形槽中，限位挡块6穿过相邻条形橡胶压块4的条形凹槽之间的共同空间中以及沿周向的两末端条形橡胶压块4的条形凹槽中，每个限位挡块6均用螺钉5固定在侧推块1的内圈柱面。

2)将弹簧3装入侧推块1外圈柱面开设的每个通孔中，弹簧3底部与条形橡胶压块4上开设的盲孔压合，弹簧3顶部与旋入通孔的调节压块2压合。

3)改变调节压块2旋入通孔的深度，调节条形橡胶压块4与管件间的压力分布满足要求。当需要进一步减小椭圆度和外圆弧壁面减薄量时，可增大外侧调节压块2的旋入深度，但需要限制最大压紧力防止压溃。当进行上述调节后，若内圆弧壁面由于增厚而产生了褶皱现象时，则需要相应减小内侧调节压块的旋入深度。

4)然后将侧推块1嵌入夹具7的内腔中。夹紧夹具后，使条形橡胶压块贴合管件外侧面进行定位，施加径向压力与轴线推力进行助推。

夹紧夹具7后，通过进给运动定位侧推块1相对于管件表面的位置，施加压力后使弹簧3达到预设压缩量，在弯管弯曲成形过程中，通过对夹具7施加轴向力，使条形橡胶压块4与待弯管件表面产生滑动摩擦。

5)拆卸螺钉5与限位挡块6对磨损的条形橡胶压块4进行更换。

由此可见，本发明通过自主调节侧推块推力沿管件表面的周向分布等结构设计，改善管件弯管段应力分布，对弯曲成形过程管件椭圆度以及外侧壁面减薄量进行控制，且加工与使用方法简单。