一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒制造技术

本发明专利技术公开一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒，其包括一个及以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴，用于连接芯球与芯球之间以及连接芯球与芯轴之间的弹性球窝连接体；其中弹性球窝连接体包括最外侧凸起半球珠、最外侧凹陷半球珠、中间凸起半球窝珠、中间凹陷半球窝珠、弹性约束体和第一卡簧；弹性约束体包括约束球、拉簧和底座，底座安装在半球的顶部的球形凹孔内，拉簧连接约束球和底座。本发明专利技术通过球和窝配合形成的球窝连接，并被约束球约束，使芯球可以定位在任意位置，从而提高了芯棒对薄壁管的支撑精度，最终提高了薄壁管的弯曲精度，通用性强，支撑精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒
本专利技术涉及金属薄壁空心圆管加工领域，具体涉及一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒。
技术介绍
金属薄壁空心圆管由于具有强度高、质量轻、易成型、外形美观等优势，已广泛应用于航空、航天、车辆、船舶和石油化工等领域。然而，大径厚比、小弯曲半径薄壁管在数控弯曲成形时，由于弯管内侧管壁受压，非常容易失稳起皱；外侧受拉减薄，很容易拉裂；两者的合力使弯管截面扁化畸变，甚至塌陷，因此成形难度很大。为减少大径厚比、小弯曲半径薄壁管的成形缺陷，薄壁管在弯曲成形过程中，需要在管材内部安装芯棒，对管件提供内部支撑，从而有效地降低弯管截面塌陷和畸变。常用的芯棒类型有球窝式芯棒和链式芯棒。常见的球窝式芯棒中的芯棒珠的球和窝之间存在较大间隙，链式芯棒的轴和链片之间存在较大的间隙，会使芯球因为自重而自然下垂，不能固定在某个特定的位置。此外，芯棒和薄壁管之间也存在间隙，使芯棒对薄壁管的支撑精度不高，从而影响大径厚比、小弯曲半径薄壁管的弯曲精度。
技术实现思路
本专利技术目的是为解决现有芯棒的芯球会因为自重而自然下垂，不能固定在某个特定的位置、且芯棒对薄壁管的支撑精度不够高，影响大径厚比、小弯曲半径薄壁管弯曲精度的问题，提出一种适用于圆形薄壁管的、支撑精度高的、可模块化组装的、具有一定通用性的圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒，其特征在于，包括一个以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴，用于连接芯球与芯球、芯球与芯轴的弹性球窝连接体；所述的弹性球窝连接体包括最外侧凸起半球珠、最外侧凹陷半球珠、中间凸起半球窝珠、中间凹陷半球窝珠、弹性约束体和第一卡簧；所述的最外侧凸起半球珠包括第一半球、第一半圆柱底和第一连接半锥台；所述的第一半球的顶部设置有若干个球形凹孔，所述的球形凹孔均指向第一半球的球心；所述的最外侧凹陷半球珠包括第二半球、第二半圆柱底和第二连接半锥台；所述的第二半球的顶部设置有若干个球形凹孔，所述的球形凹孔均指向第二半球的球心；所述的中间凸起半球窝珠包括第三半球、内部带有第三半球窝的第三圆柱底和第三连接半锥台；所述的第三半球的顶部设置有若干个球形凹孔，所述的球形凹孔均指向第三半球的球心；所述的半球窝的顶部设置有若干个与所述的弹性约束体对应的球形凹陷；所述的中间凹陷半球窝珠包括第四半球、内部带有第四半球窝的第四圆柱底和第四连接半锥台；所述的第四半球的顶部设置有若干个球形凹孔，所述的球形凹孔均指向第四半球的球心；所述的半球窝的顶部设置有若干个球形凹陷；所述的弹性约束体包括约束球、拉簧和底座，所述的底座安装在所述的半球的顶部的球形凹孔内，所述的拉簧的两端连接所述的约束球和所述的底座；所述的最外侧凸起半球珠和最外侧凹陷半球珠组合成一个完整的包括球、连接锥台和圆柱底的最外侧球珠；所述的中间凸起半球窝珠和所述的中间凹陷半球窝珠组合成一个完整的中间球窝珠，其包括球、连接锥台、带有球窝的圆柱底；所述的最外侧球珠的球与所述的中间凸起球窝珠的球窝配合连接，所述的中间凸起球窝珠的球和另一个中间凸起球窝珠的窝依次配合连接，最末端的中间凸起球窝珠的球与所述的芯轴配合连接；所述的弹性约束体安装在所述的配合的球和窝的球形凹孔和球形凹陷中，所述的第一卡簧紧固在最外侧凸起半球珠和最外侧凹陷半球珠外周部以及中间凸起半球窝珠和所述的中间凹陷半球窝珠的外周部。进一步地，所述的芯轴为圆柱体结构的芯轴，所述的芯轴由两个半圆柱芯轴组成；所述的半圆柱芯轴的一端加工有芯轴半球窝，所述的的半球窝的顶部设置有若干个与所述的弹性约束体对应的球形凹陷，所述芯轴的半球窝端与所述的弹性球窝连接体的一端嵌套连接；所述的半圆柱芯轴的另一端加工有安装芯轴用的内螺纹孔；所述的半圆柱芯轴外表面加工有芯轴安装平台，所述的芯轴安装平台上开设有芯轴安装通孔；所述的半圆柱芯轴外的外表面还加工有安装第二卡簧的芯轴安装凹槽，所述的芯轴安装凹槽上开设有销安装通孔。进一步地，所述的最外侧凸起半球珠的第一半球的平面上设置有第一凸起滑块；所述的第一半圆柱底的底部加工有第一半球孔，所述的第一半圆柱底的外表面上加工有安装芯球的第一安装平台和安装第一卡簧的第一安装凹槽；所述的最外侧凹陷半球珠的第二半球的平面上设置有与所述的第一凸起滑块相对应的第一滑槽；所述的第二半圆柱底的底部加工有第二半球孔，所述的第二半圆柱底的外表面上加工有安装芯球的第二安装平台和安装第一卡簧的第二安装凹槽；所述的中间凸起半球窝珠的第三半球的平面上设置有第三凸起滑块，所述的第三圆柱底的外表面为圆柱面，所述的圆柱面上加工有安装芯球的第三安装平台和安装第一卡簧的第三安装凹槽；所述的中间凹陷半球窝珠的第四半球的平面上设置有与所述的第三凸起滑块对应的第四滑槽，所述的第四圆柱底的外表面为圆柱面，所述的圆柱面上加工有安装芯球的第四安装平台和安装第一卡簧的第四安装凹槽。进一步地，所述的芯球为球形结构的壳体，嵌套在所述的弹性球窝连接体外部；所述的芯球的内部开设有弹性球窝连接体的安装型腔，所述的芯球的安装型腔的壁面上开设有安装所述的圆柱底的第一安装面和安装所述的第一卡簧的第二安装面。进一步地，为增大球和球窝的相对旋转角度，所述的第三圆柱底和第四圆柱底的底部加工为斜面。进一步地，所述的芯球的两端面均加工为弧面。进一步地，所述的第一卡簧和第二卡簧均为C形卡簧。进一步地，所述的半球上的凸起滑块为燕尾槽形状的滑块，与之配合的滑槽为燕尾槽形状的滑槽。进一步地，所述的约束球上设置有第一安装环，所述的底座上设置有第二安装环，所述的拉簧的两端安装在所述的第一安装环和第二安装环上。本专利技术的有益效果如下：(1)弹性球窝连接体中的第一半球和第二半球形成“球”，两个半球窝形成球窝连接的“窝”，“球”和“窝”的配合形成球窝连接；“球”上安装有弹性约束体，“窝”里加工有若干个球形凹陷，弹性约束体上的约束球与球形凹陷互相约束形成弹性球窝连接，使芯球可以定位在任意位置，从而提高了芯棒对薄壁管的支撑精度，最终提高了薄壁管的弯曲精度，且方便安装和维护；(2)两个半圆柱芯轴通过销连接，约束了两个半圆柱芯轴的相对旋转，再通过第二卡簧卡紧，约束了两个半圆柱芯轴间的相对滑动，使安装更加可靠。(3)中间球窝珠的圆柱底加工为斜面，从而增大球和球窝的相对旋转角度，有利于小弯曲半径的弯曲成形。(4)芯球的安装型腔的两端都加工成弧面，减小了芯球和芯球间的距离，同时增加了芯球与管材的接触面，提高了芯球对管材的支撑效果。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是图1中弹性球窝连接体3的放大结构示意图；图3是图1中最外侧凸起半球窝珠31的放大结构示意图；图4是图1中最外侧凹陷半球窝珠32的放大结构示意图；图5是图1中中间凸起半球窝珠33的放大结构示意图；图6是图1中中间凹陷半球窝珠34的放大结构示意图；图7是图1中弹性约束体35的放大结构示意图；图8是图1中芯球1的横切面放大结构示意图；图9是图1中芯轴2的放大结构示意图；图中，芯球1、芯轴2、弹性球窝连接体3、安装型腔11、第一安装面12、第二安装面13、弧面14、半圆柱芯轴21、第二卡簧22、最外侧凸起半球珠31、最外侧凹陷半球珠32、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒，其特征在于，包括一个以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球(1)、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴(2)，用于连接芯球与芯球、芯球与芯轴的弹性球窝连接体(3)；所述的弹性球窝连接体(3)包括最外侧凸起半球珠(31)、最外侧凹陷半球珠(32)、中间凸起半球窝珠(33)、中间凹陷半球窝珠(34)、弹性约束体(35)和第一卡簧(36)；所述的最外侧凸起半球珠(31)包括第一半球(311)、第一半圆柱底(312)和第一连接半锥台(313)；所述的第一半球(311)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第一半球(311)的球心；所述的最外侧凹陷半球珠(32)包括第二半球(321)、第二半圆柱底(322)和第二连接半锥台(323)；所述的第二半球(321)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第二半球(321)的球心；所述的中间凸起半球窝珠(33)包括第三半球(331)、内部带有第三半球窝(3321)的第三圆柱底(332)和第三连接半锥台(333)；所述的第三半球(331)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第三半球(331)的球心；所述的半球窝(3321)的顶部设置有若干个与所述的弹性约束体(35)对应的球形凹陷(3325)；所述的中间凹陷半球窝珠(34)包括第四半球(341)、内部带有第四半球窝(3421)的第四圆柱底(342)和第四连接半锥台(343)；所述的第四半球(341)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第四半球(341)的球心；所述的半球窝(3421)的顶部设置有若干个球形凹陷(3325)。所述的弹性约束体(35)包括约束球(351)、拉簧(352)和底座(353)，所述的底座(353)安装在所述的半球的顶部的球形凹孔(3112)内，所述的拉簧(352)的两端连接所述的约束球(351)和所述的底座(353)；所述的最外侧凸起半球珠(31)和最外侧凹陷半球珠(32)组合成一个完整的包括球、连接锥台和圆柱底的最外侧球珠；所述的中间凸起半球窝珠(33)和所述的中间凹陷半球窝珠(34)组合成一个完整的中间球窝珠，其包括球、连接锥台、带有球窝的圆柱底；所述的最外侧球珠的球与所述的中间凸起球窝珠的球窝配合连接，所述的中间凸起球窝珠的球和另一个中间凸起球窝珠的窝依次配合连接，最末端的中间凸起球窝珠的球与所述的芯轴(2)配合连接；所述的弹性约束体(35)安装在所述的配合的球和窝的球形凹孔(3112)和球形凹陷(3325)中，所述的第一卡簧(36)紧固在最外侧凸起半球珠(31)和最外侧凹陷半球珠(32)外周部以及中间凸起半球窝珠(33)和所述的中间凹陷半球窝珠(34)的外周部。...

【技术特征摘要】
1.一种圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒，其特征在于，包括一个以上用于支撑圆形薄壁管弯管段的芯球(1)、用于支撑圆形薄壁管直线段的芯轴(2)，用于连接芯球与芯球、芯球与芯轴的弹性球窝连接体(3)；所述的弹性球窝连接体(3)包括最外侧凸起半球珠(31)、最外侧凹陷半球珠(32)、中间凸起半球窝珠(33)、中间凹陷半球窝珠(34)、弹性约束体(35)和第一卡簧(36)；所述的最外侧凸起半球珠(31)包括第一半球(311)、第一半圆柱底(312)和第一连接半锥台(313)；所述的第一半球(311)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第一半球(311)的球心；所述的最外侧凹陷半球珠(32)包括第二半球(321)、第二半圆柱底(322)和第二连接半锥台(323)；所述的第二半球(321)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第二半球(321)的球心；所述的中间凸起半球窝珠(33)包括第三半球(331)、内部带有第三半球窝(3321)的第三圆柱底(332)和第三连接半锥台(333)；所述的第三半球(331)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第三半球(331)的球心；所述的半球窝(3321)的顶部设置有若干个与所述的弹性约束体(35)对应的球形凹陷(3325)；所述的中间凹陷半球窝珠(34)包括第四半球(341)、内部带有第四半球窝(3421)的第四圆柱底(342)和第四连接半锥台(343)；所述的第四半球(341)的顶部设置有若干个球形凹孔(3112)，所述的球形凹孔(3112)均指向第四半球(341)的球心；所述的半球窝(3421)的顶部设置有若干个球形凹陷(3325)。所述的弹性约束体(35)包括约束球(351)、拉簧(352)和底座(353)，所述的底座(353)安装在所述的半球的顶部的球形凹孔(3112)内，所述的拉簧(352)的两端连接所述的约束球(351)和所述的底座(353)；所述的最外侧凸起半球珠(31)和最外侧凹陷半球珠(32)组合成一个完整的包括球、连接锥台和圆柱底的最外侧球珠；所述的中间凸起半球窝珠(33)和所述的中间凹陷半球窝珠(34)组合成一个完整的中间球窝珠，其包括球、连接锥台、带有球窝的圆柱底；所述的最外侧球珠的球与所述的中间凸起球窝珠的球窝配合连接，所述的中间凸起球窝珠的球和另一个中间凸起球窝珠的窝依次配合连接，最末端的中间凸起球窝珠的球与所述的芯轴(2)配合连接；所述的弹性约束体(35)安装在所述的配合的球和窝的球形凹孔(3112)和球形凹陷(3325)中，所述的第一卡簧(36)紧固在最外侧凸起半球珠(31)和最外侧凹陷半球珠(32)外周部以及中间凸起半球窝珠(33)和所述的中间凹陷半球窝珠(34)的外周部。2.根据权利要求1所述的圆形薄壁管弯曲成形用弹性球窝芯棒，其特征在于，所述的芯轴(2)为圆柱体结构的芯轴，所述的芯轴(2)由两个半圆柱芯轴(21)组成；所述的半圆柱芯轴(21)的一端加工有芯轴半球窝(212)，所述的的半球窝(212)的顶部设置有若干个与所述的弹性约束体(35)对应的球形凹陷(3325)，所述芯轴(2)的半球窝(212)端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兰芳，王亚群，邵泓，林姚辰，郭训忠，何意，孙敏，陈志雅，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33