旋转式管端成型机结构设计毕业设计

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1、引言 随着现在国家经济发展，空调已经进入了人们家庭，而空调系统作为影响生活舒适性 的主要总成之一,为生活提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能。现在国 内是空调设备仍属于专用设备，其技术和方法也很单一，并却有些设备和技术仍需采用国 外的。 管端成型作为空调设备不可缺少的重要环节之一，国内专门制造用于管端成型的通用 机床比较少，大多数都是专用机床，生产效率比较高，但是灵活性小，对于不同管件的加 工具有一定的局限性。 目前国内胀管法主要分为机械成型,管端偏心回转成型,利用 NC 工作 机的管端成型,无模成型四种方法。基于经济性和结构考虑，本课题研究的管端成型机采用 机械胀管的方法，并且

2、机械胀管法比较普遍，容易实现工作要求，原理简单易操作。本机 是一种可以适应不同管件成型加工的通用机床，并且在不需要进行大批量生产的情况下， 代替了小批量单件生产时的手工管端成型，而且可以节省时间和生产消耗，提高单件的生 产效率，及时满足产品零部件的需要。管端成型机用于空调热交换器铝管的端部成型处理, 即通过冲压或旋压的方式将铝管或铜管的端部扩口或缩口,加工成所需的管端形状， 后用于 空调器热交换器或汽车空调热交换器的管端连接。 该机用于将铝管或铜管管端加工成杯状、喇叭状，适用于批量生产，可以完成直径为 9.42X1.2、9X1.2、12.6X1.2、15.8X1.2、19.1X1.2mm 铝管

3、或铜管的胀形加工，而 且也可满足其它材料管件的胀形加工。目前，国内专门制造用于管端成型的通用机床比较 少，大多数都是专用机床，生产效率比较高，但是灵活性小，对于不同管件的加工具有一 定的局限性。因此，有必要设计这样一种可以适应不同管件胀形加工的通用机床，并且在 不需要进行大批量生产的情况下，代替了小批量单件生产时的手工胀管，而且可以节省时 间和生产消耗，提高单件的生产效率，及时满足产品零部件的需要。由于本机的工作循环 周期较短，运动方向变化频繁，使本机所承受的交变应力较明显，因此对于本机工作部分 的强度要求较高。因此本课题设计的这一产品具有较高的使用价值和普遍性。 1、管端成型机总体结构方案拟

4、定 1.1 目前管端成型技术的几种方法 目前国内管端成型方法主要分为机械成型、管端偏心回转成型、利用 NC 工作机的管 端成型、无模成形四种方法。管料加工成品如图所示的产品，该产品主要应用于空调机热 交换器或汽车空调热交换器的管端连接。 图 1-1 成型管端 Figure1-1 formation jet 1.1.1 机械成型 机械成型主要是应用液压系统来控制机械部分的动作，来实现对管端进行冲压成型的 一种方法。 1.1.2 管端偏心回转成型 该成型方法中，模具的包络角与模具半角相同，模具的轴线与钢管的轴心偏离一定的 距离，它适合于钢管的缩口。偏心量与管端缩口量、模具半角有关。管端不规整变形程

5、度 与模具接触钢管的面积率有关，面积率越小，越能控制回转成形过程。 偏心回转成形适合于管材缩口成形的成形前期；成形末期一般采用摇动回转成型。当侧壁 具有约束导板时，可实现缩口率 达 68%的内法兰成型。 1.1.3 利用 NC 工作机的管端成型 NC 工作机进行管端成形，是利用往复运动的半球形工具逐步使管端成型，以获得所 需的管端形状。圆管固定在水平的工作台上作平面运动，半球形工具沿垂直方向运动，与 管材的转动相配合，形成了管端部成型曲面。这样，即可得到非对称形状的管端。例如。 正多边形锥台体的端部，四角形异形管的扩口端部等。同时，也可以实现非管端部的局部 缩径加工与切断加工。因而，它是一种柔

6、性较大的管端成形过程，此法与旋压成形原理相 同，但工具形状不同。 1.1.4 无模成型 管端无模成型，使用两个既是坯料又是成形工具管坯。首先，用高频感应加热管坯， 然后将其头部互相接触并旋转，即可实现管端缩口加工。这种成形过程实际上是利用两个 管坯相对运动而产生的摩擦热而成形。此法已应用于高铬合金管端部成型。 此外，近年来国外还开发出利用高频感应局部加热使钢管壁厚增加的装置。当在该装 置垂直方向施加力的作用时，该力可传递到水平管端上，使管材壁厚增加。 利用高频感应加热进行管端型锻成型过程是通过型砧上下、左右移动，以及钢管的旋 转，可以实现钢管端部的变壁厚加工。目前，国外已经开发出能够控制芯棒的轴向力，金 属沿轴向和径向流动，以及确保钢管轴向壁厚分布的变壁厚加工 CNC 型锻机，可以得到 高质量、高尺寸精度的管端。 1.2 管端成型方法选定 对以上几种管端成型的方法从性价比方面进行比较。基于经济性与结构性考虑，本课 题研究的铜管管端成型机采用机械成型的方法比较经济，结构简单，并且机械成型方法比 较普遍，容易实现工作要求，原理简单易操作。 1.3 管端成型机构的组成 图 1-