CN114888196A - 一种腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装领域，具体涉及一种腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法。成型装置包括底板，底板上固定设置有固定块与芯块，固定块设置于芯块用于成型直线段的一侧，固定块与芯块之间的间隙与毛料的厚度适配，用于毛料的定位与直线段的成型；底板上还转动连接有左夹块与右夹块；左夹块和右夹块转动合模夹持于芯块，形成与腰圆形卡箍适配的成型间隙，成型间隙包括与腰圆形卡箍的圆弧段外形适配的弧形间隙和与螺钉紧固端外形适配的平面间隙。上述方案中的成型装置结构简单，占地面积小，制造成本低。将毛料放于固定块与芯块之间后，通过转动左夹块与右夹块即可实现腰圆形卡箍的成型，操作方便，易于实现人工进行小批量生产。

Description

一种腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法

技术领域

本发明涉及一种成型装置，特别是一种腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法。

背景技术

钣金零件成形技术在现代工业中占有重要的地位，它广泛的应用于航空航天、汽车、船舶等制造领域。卡箍成形技术是钣金零件弯曲成形技术中的一种，卡箍一般为具有一定缺口的环状零件，是一种广泛应用于带沟槽的管件、阀门以及管路的连接装置，对连接的零件起到箍紧、紧固作用。腰圆形卡箍如图1所示，一般由两个圆弧段、一条直线段和螺钉紧固端组成。其中直线段位于两个圆弧段之间；螺钉紧固端为卡箍上相互平行的两个直线板，均设置有用于螺钉穿过的通孔。

目前腰圆形卡箍零件的三种成型方法包括：

1)先使用卷圆机初步成型后手工校正，该方法存在成形工序多、手工校正误差大、成形后卡箍质量不高、成品率低等问题；

2)利用多个电功伸缩杆带动符合卡箍型面的压块，通过多个角度多次推动压块挤压腰圆形卡箍的毛料，实现卡箍的自动成型。该方法的自动化程度高，需要使用较多的自动化设备以及生产线。在航空航天等零件单件生产量不大或科研生产研制阶段时，该方法存在成形装置组成复杂、占地面积大、工装成本高等问题。

3)航空航天领域中常用的弯曲夹胎由于只有一个旋转轴，成形腰圆形零件时，左、右夹块沿旋转轴旋转时会与芯块产生干涉，无法用于成形腰圆型卡箍零件，只能用于圆形卡箍零件的生产，具有很大的局限性。同时对于卡箍缺口处较小的零件，左右夹块合模时作用力很难一致，容易导致芯块细长处变形、断裂。

因此上述三种成型方法均不适用于人工进行腰圆形卡箍的小批量生产。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的腰圆形卡箍的成型装置组成复杂、占地面积大、工装成本高，不适用于人工进行小批量生产的问题，提供一种腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种腰圆形卡箍的成型装置，包括底板，所述底板上固定设置有固定块与芯块，所述固定块设置于所述芯块用于成型直线段的一侧，所述固定块与所述芯块之间的间隙与毛料的厚度适配，用于毛料的定位与直线段的成型；

所述底板上还转动连接有左夹块与右夹块；所述左夹块和所述右夹块转动合模夹持于所述芯块，形成与腰圆形卡箍适配的成型间隙，所述成型间隙包括与腰圆形卡箍的圆弧段外形适配的弧形间隙和与螺钉紧固端外形适配的平面间隙。

上述方案中的成型装置结构简单，占地面积小，制造成本低。将毛料放于固定块与芯块之间后，通过转动左夹块与右夹块即可实现腰圆形卡箍的成型，操作方便，易于实现人工进行小批量生产。

作为本发明的优选方案，所述左夹块与所述右夹块转动设置于所述固定块远离所述芯块的一端，所述左夹块与所述右夹块转动合模后，形成与所述固定块以及与所述芯块适配的空间。

作为本发明的优选方案，所述底板固定连接有第一固定轴与第二固定轴，所述第一固定轴与所述左夹块间隙配合，所述第二固定轴与所述右夹块间隙配合。

通过第一固定轴与第二固定轴，能够实现左夹块与右夹块相对与底板的转动。

作为本发明的优选方案，所述第一固定轴与所述第二固定轴为阶梯螺钉。

作为本发明的优选方案，所述芯块用于与所述底板接触的表面的边缘设置有倒角，所述芯块与所述底板焊接连接。

相较于采用螺钉等固定连接方式，底板与芯块焊接连接对底板的厚度要求不高，能够减小底板的厚度，减轻成型装置的重量，便于人工搬运。芯块表面设置的倒角能够避免焊接产生的焊疤在成型过程中与工件干涉。

作为本发明的优选方案，所述芯块包括主体部与细长部，所述主体部与腰圆形卡箍直线段和圆弧段适配，所述细长部与腰圆形卡箍的螺钉紧固端形状适配，所述细长部与所述主体部连接、一体成型或间隔设置。

作为本发明的优选方案，所述细长部设置有第一通孔，所述左夹块上设置有第二通孔，所述右夹块上设置有第三通孔；在成型过程中，所述左夹块与所述右夹块转动至合模状态的极限位置时，所述第一通孔、所述第二通孔与所述第三通孔同轴。

左夹块与右夹块转动合模状态的极限位置是指，成型过程中，毛料弯曲成腰圆形卡箍时左夹块与右夹块所处的位置。在左夹块与右夹块处于该极限位置时，使用钻头穿过上述通孔，能够实现在腰圆形卡箍上开设通孔。

作为本发明的优选方案，所述第二通孔和/或所述第三通孔设置有钻套。

作为本发明的优选方案，所述底板上还设置有止动销，所述止动销位于所述细长部远离所述主体部的一侧，所述左夹块与所述右夹块转动至与所述止动销接触时，所述左夹块与所述右夹块处于合模状态的极限位置。

通过设置止动销，能够避免左夹块或右夹块转动角度过大，起到对左夹块与右夹块进行限位的作用，避免对芯块的细长部造成过大的挤压而导致芯块的细长部变形甚至是断裂。

作为本发明的优选方案，所述固定块与所述底板通过定位销定位，并通过螺钉连接。

作为本发明的优选方案，所述左夹块与所述右夹块上均设置有手柄。

作为本发明的优选方案，所述左夹块上设置有第一定位面，所述右夹块上设置有第二定位面，所述左夹块与所述右夹块处于合模状态的极限位置时，所述左夹块的转动中心与所述右夹块的转动中心所连成的直线与所述第一定位面、所述第二定位面形成的夹角均为α，所述左夹块的转动中心与所述右夹块的转动中心距所述芯块的距离均为h，毛料的长度为L，α的取值满足tanα<2h/L。

一种腰圆形卡箍的成型方法，采用上述的腰圆形卡箍的成型装置，包括步骤：

S1：将左夹块与右夹块转动至开模状态的极限位置，将毛料卡入固定块与芯块之间的间隙内；

S2：将左夹块与右夹块转动合模，挤压毛料成型腰圆形外形；

S3：通过第二通孔或第三通孔在毛料上进行钻孔。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

相比于利用多个电功伸缩杆带动符合卡箍型面的压块，通过多个角度多次推动压块挤压毛料使卡箍成型的方法，本发明提供的腰圆形卡箍的成型装置以及成型方法能够极大的降低成型装置的成本，特别是在航空航天等单件生产数量少的情况下，同时避免了多个压块拼接处容易产生压痕，影响卡箍零件质量的问题。

相比于传统的弯曲夹胎只能用于圆形卡箍零件的生产，解决了其无法成形腰圆型卡箍零件的问题。

附图说明

图1是腰圆形卡箍的结构示意图；

图2是本发明腰圆形卡箍成型装置处于开模状态的极限位置的示意图；

图3是本发明腰圆形卡箍成型装置处于合模状态的极限位置的示意图；

图4是左夹块、右夹块与底板的连接示意图；

图5是左夹块的局部示意图；

图6是将毛料放入固定块与芯块进行定位的示意图。

图标：1-左夹块；11-第一定位面；2-右夹块；3-芯块；4-底板；5-固定块；6-定位销；7-螺钉；8-第一固定轴；9-钻套；10-手柄；12-止动销；13-毛料。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供了一种腰圆形卡箍的成型装置，用于将板状的毛料13成型为腰圆形的卡箍，腰圆形卡箍的结构如图1所示；成型装置的结构如图2与图3所示，包括底板4，底板4上固定设置有固定块5与芯块3，芯块3与腰圆形卡箍的内侧形状适配，如图2所示，芯块3包括主体部与细长部，主体部用于成型腰圆形卡箍的直线段与圆弧段，细长部用于成型螺钉紧固端。固定块5与芯块3之间的间隙与毛料13的厚度适配，通过该间隙能够放入毛料13，之后通过固定块5与芯块3实现毛料13的定位，并在成型过程中参与腰圆形卡箍直线段的成型。底板4上还转动设置有左夹块1与右夹块2，左夹块1与右夹块2上设置有成型面，通过转动左夹块1与右夹块2，使左夹块1与右夹块2转动至如图3所示的合模状态的极限位置时，左夹块1、右夹块2的成型面、固定块5的表面与芯块3的外侧面围成腰圆形卡箍的形状，实现对毛料13的成型。

优选地，在左夹块1与右夹块2处于图3所示的极限位置时，左夹块1与芯块3之间的间隙、右夹块2与芯块3之间的间隙比毛料13的厚度大0.1mm，以确保左夹块1与右夹块2在成型过程中不会对芯块3的细长部造成挤压，引起细长部的变形甚至是断裂。具体地，如图2与图3所示，可在底板4上设置止动销12，在成型过程中，当左夹块1与右夹块2转动至与止动销12接触时，左夹块1与右夹块2所处的位置即为合模状态的极限位置，通过设置止动销12，能够限制左夹块1与右夹块2的转动角度，控制左夹块1与右夹块2在极限位置时与芯块3之间的间距，起到保护芯块3细长部的作用。优选地，止动销12通过H7/m6配合安装在底板4上，左夹块1与右夹块2上设置与止动销12适配的缺口。

优选地，固定块5与芯块3之间的间隙比毛料13的厚度大0.1mm。

在一些实施方式中，如图3所示，固定块5与底板4通过定位销6实现定位，并通过螺钉7与底板4固定连接。

在一些实施方式中，如图4所示，在底板4上固定设置有第一固定轴8与第二固定轴，第一固定轴8与左夹块1间隙配合，第二固定轴与右夹块2间隙配合。优选地，第一固定轴8与第二固定轴均为阶梯螺钉，阶梯螺钉包括螺纹段、圆柱段以及头部，阶梯螺钉的螺纹段能够通过螺纹实现与底板4的固定连接，阶梯螺钉的圆柱段与左夹块1间隙配合，使得第一固定轴8与左夹块1能够相对转动，阶梯螺钉的头部能够在竖直方向上起到对左夹块1与右夹块2的限位作用，且阶梯螺钉与底座螺纹连接，能够便于调节阶梯螺钉的头部与左夹块1或右夹块2之间的间隙。

在一些实施方式中，如图2与图3所示，细长部上设置有第一通孔，左夹块1设置有第二通孔，右夹块2上设置有第三通孔；在转动左夹块1与右夹块2完成腰圆形卡箍的成型时，第一通孔、第二通孔与第三通孔同轴，此时，可在腰圆形卡箍上加工工螺钉穿过的过孔。优选地，第二通孔和/或第三通孔内设置有钻套9；具体地，钻套9按H7/n6配合安装在第二通孔和/或第三通孔内。

在一些实施方式中，芯块3通过焊接的方式与底板4固定连接，采用焊接的方式连接相较于螺纹连接，对底板4的厚度要求不高，能够减小成型装置的重量，便于人工搬运。优选地，在芯块3用于与底板4接触的表面设置有倒角，以便于焊接，避免在成型过程中焊疤与工件干涉。

在一些实施方式中，如图2与图3所示，在左夹块1与右夹块2上均设置有手柄10，以便于工人进行转动左夹块1与右夹块2使毛料13成型的操作。

对于所属领域的技术人员而言，在设计时应当避免在成型过程中各部件之间出现干涉，在一些实施方式中，如图3所示，第一固定轴8与第二固定轴的安装位置选择在芯块3上直线段与圆弧段交点的上方，固定块5与左夹块1之间、固定块5与右夹块2之间还可设置0.1mm的间隙，以避免因安装误差导致各部件在成型过程中出现干涉。在一些实施方式中，如图2、3与图5所示，左夹块1上设置有第一定位面11，右夹块2上设置有第二定位面，当左夹块1与右夹块2转动至第一定位面11与第二定位面接触时，左夹块1与右夹块2处于开模状态的极限位置。如图3、图5与图6所示，当左夹块1与右夹块2处于合模状态的极限位置时，左夹块1的转动中心与右夹块2的转动中心所连成的直线与第一定位面11形成的夹角、与第二定位面形成的夹角均为α，左夹块1的转动中心与右夹块2的转动中心距芯块3的距离均为h，毛料13的长度为L，则α的取值应满足tanα<2h/L，为了保证左夹块1与右夹块2处于开模状态的极限位置时不与毛料13出现干涉，α的取值应满足tanα<2h/L。通过控制α的合理取值，可以避免将左夹块1与右夹块2打开至图2所示状态的过程中因左夹块1与右夹块2出现干涉，而导致无法将毛料13放入固定块5与芯块3之间的问题。

本实施例提供了一种腰圆形卡箍的成型方法，采用上述的成型装置，包括步骤：

S1：朝远离芯块3的方向转动左夹块1与右夹块2至开模状态的极限位置，将毛料13放入芯块3与固定块5之间进行定位；S2：转动左夹块1与右夹块2进行合模，使毛料13成型，即，将左夹块1与右夹块2转动至图3所示的合模状态的极限位置，在此过程中可利用设置于左夹块1与右夹块2上的手柄10进行操作；S3：在成型后的腰圆形卡箍的螺钉紧固端钻孔，在本实施例中，可在左夹块1与右夹块2处于图3所示的极限位置时，使用钻头穿入第二通孔或第三通孔在成型后的腰圆形卡箍上进行钻孔。最后将左夹紧块与右夹紧块再次转动至图2所示的状态将成型后的腰圆形卡箍取出即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，包括底板(4)，所述底板(4)上固定设置有固定块(5)与芯块(3)，所述固定块(5)设置于所述芯块(3)用于成型直线段的一侧，所述固定块(5)与所述芯块(3)之间的间隙与毛料的厚度适配，用于毛料的定位与直线段的成型；

所述底板(4)上转动连接有左夹块(1)与右夹块(2)；所述左夹块(1)和所述右夹块(2)转动合模夹持于所述芯块(3)，形成与腰圆形卡箍适配的成型间隙，所述成型间隙包括与腰圆形卡箍的圆弧段外形适配的弧形间隙和与螺钉紧固端外形适配的平面间隙。

2.根据权利要求1所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)转动设置于所述固定块(5)远离所述芯块的一端，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)转动合模后，形成与所述固定块(5)以及与所述芯块(3)适配的空间。

3.根据权利要求1所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述底板(4)固定连接有第一固定轴(8)与第二固定轴，所述第一固定轴(8)与所述左夹块(1)间隙配合，所述第二固定轴与所述右夹块(2)间隙配合。

4.根据权利要求1所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述芯块(3)用于与所述底板(4)接触的表面的边缘设置有倒角，所述芯块(3)与所述底板(4)焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述芯块(3)包括主体部与细长部，所述主体部与腰圆形卡箍直线段和圆弧段适配，所述细长部与腰圆形卡箍的螺钉紧固端形状适配，所述细长部与所述主体部连接、一体成型或间隔设置。

6.根据权利要求5所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述细长部设置有第一通孔，所述左夹块(1)上设置有第二通孔，所述右夹块(2)上设置有第三通孔；在成型过程中，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)转动至合模状态的极限位置时，所述第一通孔、所述第二通孔与所述第三通孔同轴。

7.根据权利要求6所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述第二通孔和/或所述第三通孔设置有钻套(9)。

8.根据权利要求5所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述底板(4)上还设置有止动销(12)，所述止动销(12)位于所述细长部远离所述主体部的一侧，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)转动至与所述止动销(12)接触时，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)处于合模状态的极限位置。

9.根据权利要求1所述的一种腰圆形卡箍的成型装置，其特征在于，所述左夹块(1)上设置有第一定位面(11)，所述右夹块(2)上设置有第二定位面，所述左夹块(1)与所述右夹块(2)处于合模状态的极限位置时，所述左夹块(1)的转动中心与所述右夹块(2)的转动中心所连成的直线与所述第一定位面(11)、所述第二定位面形成的夹角均为α，所述左夹块(1)的转动中心与所述右夹块(2)的转动中心距所述芯块(3)的距离均为h，毛料的长度为L，α的取值满足tanα<2h/L。

10.一种腰圆形卡箍的成型方法，包括步骤：

S1：将左夹块(1)与右夹块(2)转动至开模状态的极限位置，将毛料卡入固定块(5)与芯块(3)之间的间隙内；

S2：将左夹块(1)与右夹块(2)转动合模，挤压毛料成型腰圆形外形；

S3：通过第二通孔或第三通孔在毛料上进行钻孔。

Images