適用于同規格多形狀不銹鋼波紋管加工的液壓脹波輪模具及設備

張小旭 于黎娜

摘要：在波紋管的加工過程中使用的設備是水漲式脹波機，模具是一體一次成型模具。加工過程中需根據成型的波紋管管徑、波紋數量、波紋間距等設計不同的模具。這類模具種類繁多，外形笨重，加工過程生產效率低。為克服現有加工技術的缺點，需要提供一種結構簡化、適用于多種規格形狀的不銹鋼管、加工效率高、加工成本低的不銹鋼管液壓脹波輪模具及設備。

關鍵詞：水脹式脹波機；脹波輪模具；液壓脹波輪模具及設備

簡介：

以往波紋管的加工設備為水漲式脹波機，模具為一體一次成型模具，例如圖1-1所示波紋的加工的是使用八個波紋模腔的一體模具，通過水漲設備加工完成。由于使用者的要求不同，為滿足其要求，需根據管徑、波紋數量、波紋間距的不同，準備不同的模具。因此會導致模具多不易管理和存放，由于模具結構復雜，模具比較笨重，加工過程比較繁瑣，加工效率低下。不同類型的波紋管更換后，在模具的調試過程中勞動者勞動強度大，生產效率低，不能實現連續加工，不利于大批量、多品種的加工。為解決以往波紋管脹波過程中模具及設備的不足，提供高效便捷的加工模具及加工方式，設計液壓式脹波輪模具及設備。

圖1-2是為解決水漲式加工的缺點設計的液壓脹波輪模具。不銹鋼管液壓脹波輪模具，包括1-拉桿，1-拉桿的一端為階梯軸結構，其端部的小徑端沿從外到內的方向依次套裝有2-固定螺母、3-第一擋塊、4-脹球（具有彈性）和5-第二擋塊，1-拉桿的大徑端的外徑不大于5-第二擋塊的外徑，3-第一擋塊、4-脹球和5-第二擋塊與1-拉桿間均為間隙配合，2-固定螺母通過螺紋與1-拉桿連接，3-第一擋塊的外部套裝有6-脹波輪模，5-第二擋塊的外部套裝有7-拉桿套，

6-脹波輪模與3-第一擋塊之間、7-拉桿套與5-第二擋塊之間均設置有鋼管穿過的間隙，所述的6-脹波輪模的中心孔的孔壁上設置有用于容置波紋管的波紋的凹槽，該脹波輪模由兩個扇型拼裝而成。

使用時，待加工的管件套裝于1-拉桿的外部，2-固定螺母、3-第一擋塊、4-脹球和5-第二擋塊均位于管件的內部，6-脹波輪模的扇型分部向中心閉合夾緊管件，拉動1-拉桿，使3-第一擋塊、5-第二擋塊對4-脹球擠壓使其變形，帶動管壁脹起；停止拉動1-拉桿，4-脹球恢復原狀，推動7-拉桿套將脹起的管壁推擠形成需要的波形，通過調整7-拉桿套的位置可波紋寬度的調節；7-拉桿套恢復至初始位置，6-脹波輪模的扇型分部向軸向外運動，以松開管件并移至波紋的外側后向中心閉合，以固定管件，波紋容置于6-脹波輪模的凹槽內，6-脹波輪模帶動管件向軸向外側運動，完成一個波紋的加工。重復上述加工步驟，完成所需數量的波紋，通過調整脹波輪模的位置以確定加工波紋的中心間距。

改進后不銹鋼管液壓脹波設備簡圖，如圖1-3所示，該設備包括上述的不銹鋼管液壓脹波輪模具、驅動拉桿沿軸向運動的9-一號液壓缸、驅動6-脹波輪模的扇形分部沿徑向運動的10-二號液壓缸、驅動6-脹波輪模沿拉桿的軸向運動的11-三號液壓缸、驅動7-拉桿套沿拉桿的軸向運動的12-四號液壓缸。14-控制箱分別與9-一號液壓缸、10-二號液壓缸、11-三號液壓缸和12-四號液壓缸電連接，起到電控作用。15-控制電柜與14-控制箱電連接，15-控制電柜內設置有計數器，可實現脹波數量自動計數。12-四號液壓缸通過16-頂桿連接7-拉桿套；10-二號液壓缸與11-三號液壓缸的活塞桿固定連接，10-二號液壓缸可設置于沿1-拉桿軸向設置的17-滑軌上，以便于11-三號液壓缸的驅動。

該設計由原來的多波紋的一體模改為單個波形模具，在波紋管加工過程中，通過四個液壓缸分別控制1-拉桿、6-脹波輪模和7-拉桿套來實現脹波輪模具各部件的逐一動作，控制單個波紋的形成。通過加工單步的重復，從而實現連續加工，并可實現一套模具加工不同數量的波紋。

結論：

該設計包括不銹鋼管液壓脹波輪模具和設備，其有益效果是：使波紋管加工可以實現半自動化。簡化脹波輪模具，使模具具有通用性，使用起來更輕便、簡單；更換過程簡單、快捷，可實現多波紋連續加工，提高加工效率，降低模具制造及管理成本，降低勞動強度。

參考文獻：

[1] 徐發仁.氣動液壓機床夾具設計.上海：上海科學技術出版社，1982

[2] 楊永才.機械設計新標準應用手冊.北京：北京科學技術出版社，1993