薄壁管材自动成型生产线

图1是《薄壁管材自动成型生产线》的结构示意图。

图2是该发明中自动上料机的结构示意图。

图3是该发明中自动上料机的俯视结构示意图(局部)。

图4是该发明中无屑切割机的结构示意图。

图5是该发明中无屑切割装置的局部剖切的立体结构示意图。

图6是图5中定、动切割模与芯棒的纵向剖切结构示意图。

图7是图5中回转套、外模座和动切割模处于初始位置的结构示意图。

图8是图5中回转套、外模座和动切割模处于最大偏心位置的结构示意图。

图9是动切割模与芯棒的活动段在切割过程中相互位置关系变化示意图。

图10是定切割模与芯棒的固定段在切割过程中相互位置关系变化示意图。

图11是该发明中物料传送机、管材自动成型设备部分的结构示意图。

图12是该发明中输送箱的结构示意图。

图13是该发明中推料装置的结构示意图。

图1至图13中：1.自动上料机，101.机架，102.料箱，103.顶料板，104.顶料气缸，105.导料通道，106.第二限位板，107.第二限位气缸，108.落料气缸，109.落料板，110.隔料气缸，111.隔料板，112.滚轮输送通道，113.V形输送辊，114.上料电机，115.安装块，116.压紧块，117.压紧弹簧，118.导送块；2.无屑切割机，21.基座，22.无屑切割装置，2201.固定座，2202.定切割模，2203.回转外套，2204.回转套，2205.第一压圈，2206.外模座，2207.止转销，2208.动切割模，2209.定位件，2210.连接座，2211.固定芯棒，2212.活动芯棒，2213.导向螺栓，2214.压簧；2215.第二压圈，2216.第三压圈，2217.切口位置，23.动力装置，24.送料装置；241.滑轨，242.支撑芯棒，243.输送小车，244.管材夹紧装置；3.物料传送机，31.输送箱，311.安装座、312.料斗，313.分料板，314.废料出口，315.送料通道，316.第一限位板，317.第一限位气缸，318.放料板，319.放料气缸，32.推料装置，321.送料槽，322.送料斜面，323.活动块，324.滑动轨道，325.推料气缸，326.气缸；4.管材自动成型设备，5.废料箱，6.成品箱，7.送管滑轨。

1.《薄壁管材自动成型生产线》包括自动上料机、无屑切割机、物料传送机、管材自动成型设备，薄壁管材无屑切割机；无屑切割机包括基座，基座上设有无屑切割装置、驱动无屑切割装置的动力装置以及送料装置；送料装置包括设置在基座上的滑轨以及与无屑切割装置上芯棒组件相配合的支撑芯棒，滑轨上设有控制送料长度的输送小车，输送小车上设有管材夹紧装置，无屑切割装置包括：固定座，固定座中设置有定切割模，固定座的一侧设置有回转外套，回转外套中活动设置有内外偏心的回转套，回转套中活动设置有内外偏心的外模座，外模座与固定座之间设置有止转销，外模座中设置有与定切割模相配合的动切割模，定、动切割模中穿设有芯棒组件，其特征在于：所述芯棒组件包括定位件，定位件上依次设有连接座、固定芯棒、活动芯棒，活动芯棒中设有安装通孔，安装通孔中穿设有导向螺栓，安装通孔包括远离固定芯棒端的直径略小于栓帽直径的压簧安装段，以及靠近固定芯棒端的直径略大于栓体直径的后段，导向螺栓的栓帽压设在活动芯棒的端面上，导向螺栓端部穿设在固定芯棒端部上设置的螺纹孔中，导向螺栓上在对应于压簧安装段的位置上套设有压簧，固定芯棒与活动芯棒的结合面包括外部环形平面及中部的球形面，固定芯棒与活动芯棒结合面的中心部之间留有间隙；所述物料传送机包括输送箱以及推料装置，输送箱包括安装座、设置在安装座上的料斗，料斗中沿切割机上芯棒方向设有由分料气缸或电机驱动上下转动的分料板，分料板在竖直位置时与料斗底部的距离大于管材直径，无屑切割机的出料处位置在靠近分料板远离管材自动成型设备的一侧，且料斗底面远离管材自动成型设备的端部为以分料板高度为半径的弧形底面，弧形底面的上部设有废料出口，料斗上在分料板的另一侧设有成品出口，成品出口与送料通道相连通，送料通道中设有可上下活动的第一限位板，送料通道上方设有驱动第一限位板的行程可调的第一限位气缸，送料通道底端设有放料板以及驱动放料板的放料气缸，推料装置上设有送料槽以及连接送料通道出口及送料槽的送料斜面，送料槽底部设有由行程可调的气缸或油缸驱动上下的活动块，活动块上设有滑动轨道，活动块上在滑动轨道端部设有推料气缸。

2.如权利要求1所述的薄壁管材无屑切割装置，其特征在于：所述回转外套中通过第一压圈活动设置有内外偏心的回转套，第一压圈通过固定螺栓固定在回转外套上；所述回转套中通过第二压圈活动设置有内外偏心的外模座，第二压圈通过固定螺栓固定在固定座上；所述外模座中通过第三压圈设置有与定切割模相配合的动切割模，第三压圈通过固定螺栓固定在外模座上。

3.如权利要求2所述的薄壁管材无屑切割装置，其特征在于：所述回转套与外模座的偏心量相等，其值大于管材壁厚和所有零件之间的间隙之和。

4.如权利要求3所述的一种薄壁管材自动成型生产线，其特征在于：所述自动上料机包括机架，机架上设有料箱，料箱底部设有可上下移动的顶料板，机架上设有活塞杆端部穿过料箱底部并驱动顶料板的顶料气缸，料箱侧面在料箱顶部位置设有内部容料高度可调的导料通道，导料通道末端设有由落料气缸驱动的落料板，导料通道上在离落料板上方一根管材高度处设有由隔料气缸驱动的隔料板，机架上在落料板的下方设有滚轮输送通道，机架上相对设有弹性压紧组件以及竖直设立的V形输送辊，机架上设有驱动V形输送辊转动的上料电机。

5.如权利要求4所述的一种薄壁管材自动成型生产线，其特征在于：机架上在弹性压紧组件外侧设有导送块，导送块中设有导送孔，导送孔正对滚轮输送道的一侧设有喇叭口；

6.如权利要求5所述的一种薄壁管材自动成型生产线，其特征在于：弹性压紧组件包括设置在机架上的安装块，安装块上设有沿正对V形输送辊方向滑动的压紧块，压紧块与安装块之间设有压紧弹簧。

7.如权利要求3-6中任一项所述的一种薄壁管材自动成型生产线，其特征在于：所述推料装置和管材自动成型设备之间设有成品箱，所述安装基座上设有垂直于送管方向的避让滑轨，成品箱活动设置在避让滑轨上，成品箱上设有驱动成品箱滑动的避让动力装置，所述安装基座上设有沿送管方向的、与避让滑轨交叉的送管滑轨，所述推料装置活动设置在送管滑轨上，推料装置上设有驱动推料装置滑行的送管动力装置。

8.如权利要求7所述的一种薄壁管材自动成型生产线，其特征在于：导料通道中设有可上下活动的第二限位板，导料通道上方设有驱动第二限位板的行程可调的第二限位气缸。

弯曲加工后薄壁管材在工业生产中大量使用，管材在弯曲加工前需要进行切割加工，传统的切割机采用锯切方式，不仅会产生大量切屑，而且会使管材产生变形，需要校正后才可进行后道加工。这使得薄壁管材制成品的生产成本较高，且生产效率低下。校正工序的存在增加了管材的全自动生产的难度。但是随着中国国内用工成本不断增加，弯管行业对管材加工自动化的需求愈加强烈。而实现管材的全自动化生产除了解决管端切割变形的问题，还需要提供制造成本较低的自动上料装置以及物料传送装置以替代昂贵的自动上料机械手，并解决各工位间的配合定位问题。

2015年3月前较新的切割技术为无屑切割技术，薄壁管材无屑切割装置主要有滚刀切割装置和冲切装置，与传统的锯片切割装置相比，具有加工精度高且无碎屑产生等优点。但是，经过滚刀切割装置中的三个滚刀切割得到的管件，其切口有内收的现象，仍然需要对其管端进行修正之后，方能用于下一道工序；而经过冲切装置切割得到的管件，在冲切方向变形，而且管口不为圆周收缩，也需要对其管端进行修正之后，才能用于下一道工序。

最新的无屑切割机的切割装置如专利ZL200910144550.X薄壁管材无屑切割装置中所述，通过活动芯棒跟随动切割模作圆周错动进而实现对薄壁管材的切割，且活动芯棒完成切割后回复原位以利于下一待切管材的套装，该装置可实现对管材的无屑切割，但是其中芯棒组件结构复杂，制造成本较高。

薄壁管材自动成型生产线专利目的

《薄壁管材自动成型生产线》所要解决的技术问题是：提供一种基于薄壁管材无屑切割技术的、生产效率高、生产成本低的薄壁管材自动成型生产线。

薄壁管材自动成型生产线技术方案

《薄壁管材自动成型生产线》包括自动上料机、无屑切割机、物料传送机、管材自动成型设备，薄壁管材无屑切割机；无屑切割机包括基座，基座上设有无屑切割装置、驱动无屑切割装置的动力装置以及送料装置；送料装置包括设置在基座上的滑轨以及与无屑切割装置上芯棒组件相配合的支撑芯棒，滑轨上设有控制送料长度的输送小车，输送小车上设有管材夹紧装置，无屑切割装置包括：固定座，固定座中设置有定切割模，固定座的一侧设置有回转外套，回转外套中活动设置有内外偏心的回转套，回转套中活动设置有内外偏心的外模座，回转套与外模座的偏心量相等，其值必须大于管材壁厚和所有零件之间的间隙之和；外模座与固定座之间设置有止转销，外模座中设置有与定切割模相配合的动切割模，定、动切割模中穿设有芯棒组件，所述芯棒组件包括定位件，定位件上依次设有连接座、固定芯棒、活动芯棒，活动芯棒中设有安装通孔，安装通孔中穿设有导向螺栓，安装通孔包括远离固定芯棒端的直径略小于栓帽直径的压簧安装段，以及靠近固定芯棒端的直径略大于栓体直径的后段，导向螺栓的栓帽压设在活动芯棒的端面上，导向螺栓端部穿设在固定芯棒端部上设置的螺纹孔中，导向螺栓上在对应于压簧安装段的位置上套设有压簧，固定芯棒与活动芯棒的结合面包括外部环形平面及中部的球形面，固定芯棒与活动芯棒结合面的中心部之间留有间隙；所述物料传送机包括输送箱以及推料装置，输送箱包括安装座、设置在安装座上的料斗，料斗中沿切割机上芯棒方向设有由分料气缸或电机驱动上下转动的分料板，分料板在竖直位置时与料斗底部的距离大于管材直径，无屑切割机的出料处位置在靠近分料板远离管材自动成型设备的一侧，且料斗底面远离管材自动成型设备的端部为以分料板高度为半径的弧形底面，弧形底面的上部设有废料出口，料斗上在分料板的另一侧设有成品出口，成品出口与送料通道相连通，送料通道中设有可上下活动的第一限位板，送料通道上方设有驱动第一限位板的行程可调的第一限位气缸，送料通道底端设有放料板以及驱动放料板的放料气缸，推料装置上设有送料槽以及连接送料通道出口及送料槽的送料斜面，送料槽底部设有由行程可调的气缸或油缸驱动上下的活动块，活动块上设有滑动轨道，活动块上在滑动轨道端部设有推料气缸。

作为一种优选的方案，所述回转外套中通过第一压圈活动设置有内外偏心的回转套，第一压圈通过固定螺栓固定在回转外套上；所述回转套中通过第二压圈活动设置有内外偏心的外模座，第二压圈通过固定螺栓固定在固定座上；所述外模座中通过第三压圈设置有与定切割模相配合的动切割模，第三压圈通过固定螺栓固定在外模座上。

作为一种优选的方案，所述回转套与外模座的偏心量相等，其值大于管材壁厚和所有零件之间的间隙之和。

作为一种优选的方案，所述自动上料机包括机架，机架上设有料箱，料箱底部设有可上下移动的顶料板，机架上设有活塞杆端部穿过料箱底部并驱动顶料板的顶料气缸，料箱侧面在料箱顶部位置设有内部容料高度可调的导料通道，导料通道末端设有由落料气缸驱动的落料板，导料通道上在离落料板上方一根管材高度处设有由隔料气缸驱动的隔料板，机架上在落料板的下方设有滚轮输送通道，机架上相对设有弹性压紧组件以及竖直设立的V形输送辊，机架上设有驱动V形输送辊转动的上料电机。

作为一种优选的方案，机架上在弹性压紧组件外侧设有导送块，导送块中设有导送孔，导送孔正对滚轮输送道的一侧设有喇叭口；作为一种优选的方案，弹性压紧组件包括设置在机架上的安装块，安装块上设有沿正对V形输送辊方向滑动的压紧块，压紧块与安装块之间设有压紧弹簧。

作为一种优选的方案，所述推料装置和管材自动成型设备之间设有成品箱，所述安装基座上设有垂直于送管方向的避让滑轨，成品箱活动设置在避让滑轨上，成品箱上设有驱动成品箱滑动的避让动力装置，所述安装基座上设有沿送管方向的、与避让滑轨交叉的送管滑轨，所述推料装置活动设置在送管滑轨上，推料装置上设有驱动推料装置滑行的送管动力装置。

作为一种优选的方案，导料通道中设有可上下活动的第二限位板，导料通道上方设有驱动第二限位板的行程可调的第二限位气缸。

薄壁管材自动成型生产线有益效果

由于《薄壁管材自动成型生产线》采用了自动上料机、无屑切割机、物料传送机、管材自动成型设备组成自动生产线，且上述的无屑切割机使得切割后的管材端部不需进行修整即可直接进行加工，且传输快速准确，从而使得本管材自动成型的生产线投入成本低、占用空间小、且生产高效；

无屑切割装置的芯棒组件包括连接座、固定芯棒、活动芯棒、导向螺栓、压簧，由于活动芯棒中设有安装通孔，安装通孔包括远离固定芯棒端的直径略小于栓帽直径的压簧安装段、以及靠近固定芯棒端的直径略大于栓体直径的后段，使得该芯棒组件在切割的时候活动芯棒可以做偏心运动，由于固定芯棒与活动芯棒的结合面包括外部环形平面及中部的球形面，使得切割完成后活动芯棒可以在压簧的作用下恢复原位，从而可以完成无屑切割，且切口平整无变形无毛刺，整体结构更为简单，使安装便利且降低了制造成本。

由于料箱侧面在料箱顶部位置设有内部容料高度可调的导料通道，可根据管材直径进行调整。

由于送料通道中设有可上下活动的限位板，送料通道上方设有驱动限位板的限位气缸，可根据管材直径进行调整，且不影响前后工位的衔接，调整方便快速。

由于自动上料机通过导料通道的高度、以及隔料板、落料板来确保每次只输出一根管材，通过弹性压紧组件以及V形输送辊将管材定位并输出，整个设备结构简单、传输准确。

由于机架上在弹性压紧组件外侧设有导送块，导送块中设有导送孔，导送孔正对滚轮输送道的一侧设有喇叭口；使得管材输送更为准确，更容易套在无屑切割装置的芯棒组件上。

如图1所示，《薄壁管材自动成型生产线》包括自动上料机1、无屑切割机2、物料传送机3、管材自动成型设备4。

如图2、3所示，所述自动上料机1包括机架101，机架101上设有料箱102，料箱102底部设有可上下移动的顶料板103，机架101上设有活塞杆端部穿过料箱底部并驱动顶料板103的顶料气缸104，料箱102侧面在料箱102顶部位置设有内部容料高度可调的导料通道105。导料通道105中设有可上下活动的第二限位板106，导料通道105上方设有驱动第二限位板106的行程可调的第二限位气缸107。

导料通道105末端设有由落料气缸108驱动的落料板109，导料通道105上在离落料板109上方一根管材高度处设有由隔料气缸110驱动的隔料板111，机架101上在落料板109的下方设有滚轮输送通道112，机架101上相对设有弹性压紧组件以及竖直设立的V形输送辊113，机架101上设有驱动V形输送辊113转动的上料电机114。弹性压紧组件包括设置在机架101上的安装块115，安装块115上设有沿正对V形输送辊113方向滑动的压紧块116，压紧块116与安装块115之间设有压紧弹簧117。

机架101上在弹性压紧组件外侧设有导送块118，导送块118中设有导送孔，导送孔正对滚轮输送道的一侧设有喇叭口；

如图4所示，无屑切割机2包括基座21，基座21上设有无屑切割装置22、驱动无屑切割装置22的动力装置23以及送料装置24；送料装置24包括设置在基座21上的滑轨241以及与无屑切割装置22上芯棒组件相配合的支撑芯棒242，滑轨241上设有控制送料长度的输送小车243，输送小车243上设有管材夹紧装置244。

如图5、6所示，无屑切割装置22包括固定座2201，固定座2201中设置有定切割模2202，固定座2201的一侧设置有回转外套2203，回转外套2203中通过第一压圈2205活动设置有内外偏心的回转套2204，第一压圈2205通过固定螺栓固定在回转外套2203上，回转套2204中通过第二压圈2215活动设置有内外偏心的外模座2206，第二压圈2215通过固定螺栓固定在固定座2201上，回转套2204与外模座2206的偏心量相等，其值必须大于管材壁厚和所有零件之间的间隙之和；外模座2206与固定座2201之间设置有止转销2207，外模座2206中通过第三压圈2216设置有与定切割模2202相配合的动切割模2208，第三压圈2216通过固定螺栓固定在外模座2206上，定、动切割模2208中穿设有芯棒组件，所述芯棒组件包括定位件2209，定位件2209上依次设有连接座2210、固定芯棒2211、活动芯棒2212，活动芯棒2212中设有安装通孔，安装通孔中穿设有导向螺栓2213，安装通孔包括远离固定芯棒2211端的直径略小于栓帽直径的压簧2214安装段，以及靠近固定芯棒2211端的直径略大于栓体直径的后段，导向螺栓2213的栓帽压设在活动芯棒的端面上，导向螺栓2213端部穿设在固定芯棒2211端部上设置的螺纹孔中，导向螺栓2213上在对应于压簧2214安装段的位置上套设有压簧2214，固定芯棒2211与活动芯棒2212的结合面包括外部环形平面及中部的球形面，固定芯棒2211与活动芯棒2212结合面的中心部之间留有间隙。

如图11-13所示，所述物料传送机3包括输送箱31以及推料装置32，输送箱31包括安装座311、设置在安装座311上的料斗312，料斗312中沿切割机上芯棒方向设有由分料气缸驱动上下转动的分料板313，分料板313在竖直位置时与料斗312底部的距离大于管材直径，无屑切割机的出料处位置在靠近分料板313远离管材自动成型设备4的一侧，且料斗312底面远离管材自动成型设备4的端部为以分料板313高度为半径的弧形底面，弧形底面的上部设有废料出口314，料斗312上在分料板313的另一侧设有成品出口，成品出口与送料通道315相连通，送料通道315中设有可上下活动的第一限位板316，送料通道315上方设有驱动第一限位板316的行程可调的第一限位气缸317，送料通道315底端设有放料板318以及驱动放料板318的放料气缸319，推料装置32上设有送料槽321以及连接送料通道315出口及送料槽321的送料斜面322，送料槽321底部设有由行程可调的气缸驱动上下的活动块323，活动块323上设有滑动轨道324，活动块323上在滑动轨道324端部设有推料气缸325。

所述生产线的工作流程为，管材在自动上料机1中的料箱102中，通过顶料气缸104带动顶料板103往上运作，使管材上移至导料通道105处，同时第二限位气缸107带动第二限位板106运作，保证导料通道105的通料高度与管材的直径一致，随后管材沿着导料通道105往下滑落，管材落至隔料板111上，隔料气缸110带动隔料板111运作，保证一根管材往下滚落至落料板109上，落料气缸108带动落料板109运作，管材滚落至滚轮输送通道112上，滚轮输送通道112前面的V形输送辊113在上料电机114带动管材向前输送，导送块118保证了管材输送位置的准确性。管材往右输送，沿着芯棒组件进入无屑切割装置22，待管材完全脱离自动上料机1后，无屑切割装置22上送料小车夹紧管材并将管材往前输送至切割装置处进行切割。

无屑切割时，在外模座2206与回转套2204处于初始位置即外模座2206与回转套2204同心时——参见图7所示，将套装有管材的芯棒通过连接座2210固定在定位装置上，使得芯棒的固定芯棒2211与活动芯棒2212的分界处与定切割模2202、动切割模2208的分模处重合，芯棒组件的固定芯棒2211与活动芯棒2212的分界处即为管材的切口位置2217。

这时，芯棒组件的固定芯棒2211和活动芯棒2212也同心；然后通过动力装置23驱动回转套2204转动作整周回转运动，而外模座2206由于与固定座2201之间设置有止转销2207，因此，外模座2206只能作整周的偏心扭动，最大切割量为外模座2206和回转套2204的偏心量之和——参见图8所示，与此同时，在动切割模2208和压簧2214的共同作用下，迫使活动芯棒2212跟随动切割模2208作圆周错动，从而使得动切割模2208对管材的切口位置2217的右侧即套装在固定芯棒2211上的一侧进行剪切——参见图9所示、定切割模2202对管材的切口位置2217的左侧即套装在活动芯棒2212上的一侧进行剪切——参见图10所示，整个切割量从零到大，并从一点开始在圆周上切割，切割速度较快，而且还保证了管材在圆周上受力均匀，不会变形；在整个切割过程中无碎屑、无毛刺，切割质量得到了很好的保证，切割后的管件无需进行端面修正，就可直接用于下道工序。

切割后的管材会自动落入物料传送机3的料斗312中，其中管材是料头或料尾时，料斗312中的分料板313会自动翻转，使废料自动从废料出口314落向废料箱5。其余管材沿着送料通道315滑入到放料板318处，而放料板318下面的放料气缸319上下运作，使管材沿着推料装置32上的送料斜面322滑入送料槽321中，最后落在活动块323上，随后活动块323下面的气缸326上下运作，使活动块323上的滑动轨道324与管材自动成型设备4弯管轨道在同一高度上，随后推料装置32沿着安装基座上的送管滑轨7滑动到管材自动成型设备4前，然后推料装置32上的推料气缸325向管材自动成型设备4推动，将管材送入自动管材自动成型设备4进行弯曲成形，推料装置32退回，成品箱6运动至靠近管材自动成型设备4处，成形后的管材由管材自动成型设备4上的自动卸料装置卸至成品箱6内，成品箱6退出，进入下一弯管循环。

2019年7月15日，《薄壁管材自动成型生产线》获第十一届江苏省专利项目奖优秀奖。

2. PE管材生产线为HDPE、PE大口径厚壁管材设计的螺旋式模头,该模头具有熔体温度低,混合性能好,模腔压力低,生产稳定的特点.

3. PE管材生产线采用专有技术的定径和冷却系统,采用水膜润滑和水环式的冷却,以适应HDPE、PE物料的要求,确保高速生产厚壁管是直径和圆度的稳定.

4. PE管材生产线采用专门设计的多段控制真空度的真空定径箱,保证HDPE、PE管材的尺寸稳定和圆度.挤出机,牵引机采用进口名牌调速器动和控制,稳定性好,精度高,可靠性高.

5. PE管材生产线运行及时间由PLC进行程序化控制,设置有良好的人机界面,所有工艺参数均可通过触摸屏进行设置和显示.可装配标记线专用挤出机,生产符合国家标准要求的带色标线的管材.