弯曲管件的方法和设备技术

本发明专利技术可以提供弯曲管件的方法和设备，使得被弯曲管件的截面压缩比减小，面积的减少率减小，管壁厚度的减少程度减少，而且，在弯曲过程中可以按照需要的曲率进行弯曲。在本发明专利技术中，管件弯曲部分的两端被夹紧固定，弯曲部分一边的管件中心被设定为轴，公转轴位于这一边的管件中心，自转轴位于弯曲部分另一边的管件中心，将齿轮安装在自转轴和公转轴上，使齿轮相互啮合，因而驱动自转轴上的齿轮转动。弯曲管件外侧的拉伸力和管件内侧的压缩力均匀平衡。因此，管件弯曲部分减少，被压缩问题良好改善。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及弯曲管件成为半圆形的方法和设备，而不采用弯管的圆形工具。本专利技术特别涉及弯曲加工波纹管的方法和设备。用来弯曲管件的常规方法如日本国未审查专利公开文件NO.65419/1990(Kokai)所述。在此公开文件中，如侧视图7和A-A截面图8所示，采用圆形靠模2，其外圆周表面设有加工槽，管件5插入槽中，槽的断面为半圆形。外侧夹持模具4的底部设有加工槽，管件5插入模具4的槽中，此槽的断面也是半圆形。管件5的一端1被固定，同时将管件5插入并固定在靠模2的槽和夹持模具4外侧的槽中。当夹持的管件沿靠模2的外圆周表面转动时，使管件弯曲。在这些图中，代号1表示管件固定端，代号3表示外侧夹持模具4的转动中心，代号5表示管件移动侧，代号6表示管件被弯曲90°角状态下外侧夹持模具4的位置，代号7表示管件被弯曲90°角状态下管件的位置，代号8表示管件被弯曲180°角状态下外侧夹持模具4的位置，代号9表示管件被弯曲180°角状态下管件的位置，代号10表示外侧夹持模具4的转动轨迹。在弯曲管件的常规方法中，在管件断面形状的材料不均匀(如，波纹管的断面形状随区域变化)情况下，很难制约管件连续弯曲形状。因此，很难采用上述常规弯曲管件的方法。在这种常规方法中，由于管件外侧材料主要受拉伸变形而弯曲引起塑性变形。因此，弯曲的管件材料外侧随着加工延伸，此局部厚度减小，当内部压力作用在弯曲的产品上时，特别容易产生问题。而且，同样道理，在弯曲半径小的情况下进行弯曲时，管件外周部分不沿全长延伸，而延伸到达内周表面，结果导致弯曲截面的压缩比和面积减小比增加。为了控制在弯曲管件时产生管壁局部厚度减小，提出了许多不同的方案。例如，日本国未审查专利公开文件NO.290622/1990(Kokai)描述的弯曲管件的专利技术，下面描述此技术方案。在此专利技术中，用可转动的弯曲模夹紧管件，当夹紧模夹紧并弯曲管件时，由弯曲的反作用力对压力模产生作用，夹紧模能够围绕弯曲模转动，而且夹紧模与压力模相对置，并且由压力模和夹紧模夹紧的管件进行移动，压缩力作用在管件的轴线方向。另一方面，对于波纹管的弯曲来说，对着管件的轴线方向展开的所有产生的形状变形几乎都发生在弯曲变形的管件的凸出部分。因此，弯曲集中在波纹管的凸出部分，首先从波纹管的凸出部分变形，而且这一部分主要受压缩。因此，不可能给出所需要的弯曲波纹管。为了克服上述问题，日本国未审查专利公开文件NO.177261/1993(Koakai)提供了一种波纹管的弯曲方法。在此公开的专利技术中，采用了管件夹紧装置，其设有夹紧波纹管的多个凸出部分的对置表面，夹紧的方向垂直于管件弯曲表面和管件中心轴，在此情况下弯曲波纹管。在此专利技术中，避免产生弯曲和压缩集中在波纹管的特别凸出部分，而且使得不变形的波纹管凸出部分的弯曲变得非常容易。而且避免产生波纹管的弯曲集中在有限部分。但是，在上述日本国未审查专利公开文件NO.290622/1990(Kokai)描述的弯曲管件装置中，在弯曲管件时，将压缩力施加以管件的轴线方向。因此，当用常规的方案来弯曲波纹管时，由于在管件上施加了压缩力，波纹管可能被压缩。因此，不可能采用这种方案所述的弯管设备弯曲波纹管。还有，在日本国未审查专利公开文件NO.177261/1993(Koakai)描述的管件弯曲方法中，通过波纹管的夹紧部分夹紧和固定弯曲部分。因此，在此方案中存在着下列问题不仅变形阻力大，而且为了获得具有要求的曲率半径的精确弯曲部分，需要更高的技术和更多的实践经验。本专利技术的主要目的是提供弯曲管件(尤其是波纹管)的方法和设备，其可以解决在常规的弯曲方法中出现的上述问题。本专利技术的另一目的是提供弯曲管件的方法和设备，其中波纹管的收缩量减小。本专利技术的另一目的是提供弯曲管件的方法和设备，其中弯曲部分的局部压缩被减小。为了解决上述问题，本专利技术人试图分析在常规的弯曲管件方法中弯曲应力在管件上的相互作用。其结果是，在常规方法中使用靠模，因此管件材料被局部夹紧，并加工出弯曲形状。而且，被夹紧和支承部分外侧的转动中心偏离管件轴线，因此，在弯曲部分必然要减小厚度，并且会产生对管件的压缩。因此，本专利技术人继续着重研究弯管方法，在这种方法中，以管件轴作为中心弯曲管件。其结果是，本专利技术人注意到，弯曲管件可以这样解决，即执行公转运动，公转运动围绕着另一弯曲边中心转动，设定弯曲边之一的中心作为公转轴，并且执行自转运动，自转运动围绕其自身的轴线转动，设定另一弯曲边的中心为自转轴。因此，当管件被弯曲时，本专利技术人提供这种设想，即自转运动和公转运动同时进行，因而完成了本专利技术。当弯曲管件成为半圆形时，本专利技术的弯曲管件方法的关键在于包括以下步骤夹紧和固定管件要被弯曲部分的两边，设定一个弯曲边为中心，围绕另一弯曲边的中心公转;同时，随着公转角度变化，围绕自身轴线自转，设定另一弯曲边的中心为自转轴。换句话说，在本专利技术的弯管方法中，包括的步骤是夹紧固定管件要被弯曲部分的两边;围绕另一弯曲边公转，设定弯曲边之一的中心为公转轴，同时，随着公转角度变化，围绕自转轴自转，设定另一弯曲边的中心为自转轴。在上述转动过程中，公转角速度对自转角速度之比范围从1∶1.5到1∶2.5。在许多情况下，公转角速度对自转角速度之比最好应该为1∶2。公转半径可以设定为常数。当进行公转时，公转半径可以减小。由于此，在本专利技术弯曲过程中，在弯曲部分产生的管件伸展范围可以减小。还有，本专利技术可以用于弯曲金属管，其直径为常数。本专利技术的方法特别适于弯曲波纹管，其管径沿轴向方向周期性变化，并适于弯曲螺纹管，在螺纹管中，具有相同半径的部分沿螺纹形状延伸。本专利技术弯曲管件的设备包括一对夹紧部件;其夹紧固定管件弯曲部分的两边;公转驱动装置;设定所述被弯曲管件夹紧部分之一的管件侧端面中心作为公转中心，使被夹紧部分的另一边转动;自转驱动装置;设定所述被弯曲管件夹紧部分的另一管件侧端面中心作为自转中心，被夹紧部分另一边围绕其自身轴线自转。上述公转驱动装置和自转驱动装置包括具有公转轴的第一外齿轮，公转轴穿过被弯曲的管件夹紧部分之一的管件侧端面中心，以此中心轴弯曲;具有自转轴的第二外齿轮，自转轴平行于公转轴，自转轴穿过被夹紧的另一边的管件侧端面中心，以此中心轴弯曲，第二外齿轮与第一外齿轮啮合;以及自转驱动装置，在第二外齿轮与第一外齿轮啮合状态下自转驱动装置驱动回转。然而，相同的齿轮可以用来作为第一和第二外齿轮。如果使用相同的齿轮，公转角速度与自转角速度之比可以是2。而且，第一外齿轮直径和第二外齿轮直径可以相互不同。由此公转角速度对自转角速度之比可以变化。此外，上述公转驱动装置可以包括一个臂，其公转中心作为中心轴，其另一端具有夹紧部分，第一电机使臂围绕中心轴转动。上述自转驱动装置包括第二电机，其位于臂的一端，该装置使夹紧部分的另一端转动。在这种情况下，控制装置根据需要控制第一电机和第二电机有均匀的转速比。另外，这个臂可以包括长度变化装置，其可以改变中心轴与夹紧部分的另一端之间的距离。而且，上述公转驱动装置包括X-Y两维驱动装置，其可以朝X轴方向和垂直于X轴的Y轴方向两个尺寸方向移动;由控制部件控制X-Y两维驱动装置。包括如上所述方式，通过使用控制部件可以获得任意公转半径，并可保持公转半径为常数，公转半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲管件的方法，其包括步骤如下：夹紧和固定管件弯曲部分的两边；和设定弯曲管件部分的一个弯曲边的中心作为轴线，围绕另一弯曲边公转，在此同时，随着所述公转角度变化，设定弯曲管件部分的另一弯曲边的中心作为轴线，围绕其自身轴自转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三林雅彦，大西昌澄，宫本典孝，角田佳介，岛田徹，板东胜次，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]