本发明涉及管件加工领域，是一种薄壁管件缩口方法及应用该方法的缩口设备。
背景技术：
缩口工艺是指将预先形成的管件或管坯，通过缩口模座将其口部缩小至所需尺寸的一种成型工艺。现有缩口工艺，一般适用壁厚在0.25mm以上的管件，对于薄壁管件则难以满足要求，主要原因在于薄壁管件在缩口模座内缩口时容易起皱，导致质量不合格。现有技术，如中国专利文献刊载的发明专利申请公布号cn107745051a，公布日2018年3月2日，发明申请名称为“一种薄壁金属管缩口模具及缩口方法”，其包括设置有中心缩口通孔的缩口模具本体，中心缩口通孔由前到后依次包括：圆锥成型段、中间直线段、末端直线段，末端直线段的直径大于中间直线段的直径，圆锥成型段和中间直线段上均布分布若干以中间直线段中心轴为轴心的扇形切槽，扇形切槽、圆锥成型段、中间直线段的两两相交处均为圆弧过渡。上述结构虽然能实现薄壁缩口，但是模具本身的精度尺寸要求较高，投入成本较大，且缩口加工尺寸不易调节，故难以实现大批量的工业化加工使用。为此，有待对现有薄壁管件缩口方法及设备进行改进。
技术实现要素：
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种薄壁管件缩口方法及应用该方法的缩口设备，使其解决现有同类缩口方法或设备投入成本较高，缩口尺寸不易调节，难以满足大批量工业化加工使用的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
该薄壁管件缩口方法包括如下步骤：
步骤一，确定管件的缩口长度，并根据缩口长度确定管件的缩口段与非缩口段的交接位置。
步骤二，通过夹管机夹紧管件，对步骤一管件的交接位置处通过夹具由外向内挤压，同时旋转夹具，直至管件的管壁形成内凹的环形槽，且环形槽的槽底外径即管件缩口段的外径。
步骤三，保持夹具旋转，控制夹管机带动管件轴向运动，直至缩口段成型，即完成管件缩口。
上述方法，利用了管中缩径，再拉伸缩口的方式，不仅能有效保证缩口的口径尺寸，且拉伸缩口时管件不易起皱或破损变形，有效保证缩口质量。
所述步骤二、步骤三中管件与夹具接触位置进行润滑冷却处理。通过该方法，进一步保证缩口成型的质量。
所述步骤二、步骤三中管件的待缩口段端口内插入定位模芯，定位模芯的外径尺寸与管件的内径匹配，且定位模芯相对夹具固定，并保持定位模芯与所述管件缩口段成型无干涉。通过该方法，提高缩口作业的稳定性，有利于保证缩口质量。
所述定位模芯与管件内壁之间进行润滑处理。通过该方法，有利于提高管件旋转的稳定性，进一步保证缩口成型的质量。
所述步骤二、步骤三中管件静止改为旋转，所述夹具相对于管件轴心旋转改为静止。通过该方法替代原有的工况，同样能实现相同的目的。
一种应用上述薄壁管件缩口方法的缩口设备，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件的夹管机，带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸，固定第一动力缸的机架；其结构要点在于所述缩口夹具包括夹具本体、夹紧旋转机构，所述夹具本体的前段为弹性夹紧段，后段为柱形的导向段，弹性夹紧段沿周向形成均匀分布的至少两部分，且各部分周向间设有形变间隙，弹性夹紧段的外周面为前端至后段外径尺寸渐小的锥形面，弹性夹紧段的内部设有适配管件缩口段长度的工作腔，弹性夹紧段的前端设有在所述形变间隙范围内夹紧所述管件并形成所述环形槽的夹紧部；所述夹紧旋转机构包括旋转座、固定座、第二动力缸、电机，旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于所述机架，旋转座外周面集成设有带轮a，带轮a通过传动带传动连接所述电机的驱动轮，电机固定于所述机架；旋转座内设有套接所述弹性夹紧段锥形面并相抵接触的工作导孔，以及与所述导向段轴向滑动配合并带动导向段同步转动的柱形导孔，所述旋转座内夹具本体的导向段后端活动连接带动夹具本体轴向运动的所述第二动力缸的活塞杆，第二动力缸固定于所述机架，且当夹具本体随第二动力缸朝后端方向运动时，夹具本体的锥形面受所述旋转座的工作导孔挤压，使夹具本体的夹紧部形成夹紧；所述活动连接是指导向段相对于活塞杆端部轴向连接的同时形成相对转动。采用上述缩口设备，不仅结构简单，易于调节缩口尺寸，且能实现自动化缩口操作，保证缩口成型质量。
所述夹具本体的夹紧部相对于所述弹性夹紧段为装卸式连接。通过该结构，方便更换夹紧部，以适用于不同的缩口工况。
另一种应用上述薄壁管件缩口方法的缩口设备，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件的夹管机，带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸，固定第一动力缸的机架；其结构要点在于所述缩口夹具包括夹具、夹紧机构、固定座、电机，所述夹具包括相对于所述管件周向分布的至少两个夹头，以及对夹头朝管件方向夹紧形成导向的夹紧旋转座，夹紧旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于所述机架，夹紧旋转座外周面集成设有带轮b，带轮b通过传动带传动连接所述电机的驱动轮，电机固定于所述机架；夹紧旋转座前端设有适配所述管件缩口段长度的腔体，夹紧旋转座的腔体周向设有适配所述夹头伸缩的导孔，所述夹头一端伸入所述腔体内，且该端设有挤压管件并形成所述环形槽的夹部，另一端伸出导孔并设有限位于导孔外侧的导向块，导向块与导孔外端之间设有套接于夹头的复位弹簧；所述夹紧机构包括导向推杆、第二动力缸，第二动力缸固定于所述机架，所述夹紧旋转座设有适配所述导向推杆伸缩滑动的导向滑孔，且导向推杆一端伸出导向滑孔与所述夹头外端的导向块接触，另一端伸出导向滑孔活动连接所述第二动力缸的活塞杆，且导向推杆随第二动力缸的推动作用时，导向推杆推动所述导向块，并使所述夹头朝夹紧旋转座的腔体内运动，即夹头的夹部达到夹紧管件并形成所述环形槽的位置；所述活动连接是指导向推杆相对于第二动力缸的活塞杆轴向连接的同时形成相对转动。采用上述缩口设备，同样结构较为简单，易于调节缩口尺寸，且能实现自动化缩口操作，保证缩口成型质量。
所述导向推杆和所述夹具的导向块两者接触部位的其一为杆，另一者为斜面。即通过杆与斜面配合形成力的传导，实现导向推杆的轴向运动联动导向块带动夹头的伸缩运动，实现夹头对管件的夹紧操作。
上述所述第一动力缸、第二动力缸均为气缸、液压缸或电动缸任意一种。以上均能提供轴向力，实现推拉目的。
本发明的优点在于：缩口成型效率较高，尺寸精度好，且缩口口径调节较为方便，满足大批量工业化加工生产的需求，尤其适用于壁厚尺寸小于0.25mm的薄壁管件缩口加工使用，或同类缩口方法的改进。
附图说明
图1是本发明的缩口工作状态一结构示意图。
图2是本发明的缩口工作状态二结构示意图。
图3是本发明的缩口工作状态三结构示意图。
图4是本发明的缩口工作状态四结构示意图。
图5是本发明的缩口设备方案一结构示意图，图中局部作了剖视和框定。
图6是图5框定部分的放大结构示意图。
图7是图5中夹具本体端面结构示意图。
图8是图5中夹具本体的拆分状态立体结构示意图。
图9是本发明的缩口设备方案二结构示意图，图中局部作了剖视和框定。
图10是图9框定部分的放大结构示意图。
图11是图9中夹具结构示意图。
图12是图11的立体结构示意图。
图中序号及名称为：1、管件，101、环形槽，2、夹具，201、夹头，202、夹部，203、导向块，3、夹管机，4、第一动力缸，5、机架，6、电机，7、夹具本体，701、弹性夹紧段，702、导向段，703、锥形面，704、工作腔，705、夹紧部，706、形变间隙，8、旋转座，801、工作导孔，802、柱形导孔，803、带轮a，9、固定座，10、第二动力缸，11、推力轴承，12、夹紧旋转座，1201、腔体，1202、导孔，1203、导向滑孔，1204、带轮b，13、复位弹簧，14、定位模芯，15、导向推杆。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步描述。
如图1-图4所示，该薄壁管件缩口方法主要包括以下步骤：
步骤一，确定管件1的缩口长度，并根据缩口长度确定管件的缩口段与非缩口段的交接位置。
步骤二，通过夹管机3夹紧管件，对步骤一管件的交接位置处通过夹具2由外向内挤压，同时旋转夹具，直至管件的管壁形成内凹的环形槽101，且环形槽的槽底外径即管件缩口段的外径。
步骤三，保持夹具旋转，控制夹管机带动管件轴向运动，直至缩口段成型，即完成管件缩口。
为了进一步保证缩口过程的稳定性，以及保证缩口质量。上述步骤二、步骤三中管件1与夹具2接触位置进行润滑冷却处理。步骤二、步骤三中管件的待缩口段端口内插入定位模芯14，定位模芯的外径尺寸与管件的内径匹配，且定位模芯相对夹具固定，并保持定位模芯与管件缩口段成型无干涉。定位模芯与管件内壁之间进行润滑处理。
上述步骤二、步骤三中亦可管件静止改为旋转，夹具相对于管件轴心旋转改为静止，同样能实现管件缩口成型。
根据上述管件缩口方法，本发明还公开了两种缩口设备，具体如下。
第一种缩口设备，如图5-图8所示，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件1的夹管机3，带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸4，固定第一动力缸的机架5。缩口夹具包括夹具本体7、夹紧旋转机构，夹具本体的前段为弹性夹紧段701，后段为柱形的导向段702，弹性夹紧段沿周向形成均匀分布的至少两部分，且各部分周向间设有形变间隙706，弹性夹紧段的外周面为前端至后段外径尺寸渐小的锥形面703，弹性夹紧段的内部设有适配管件缩口段长度的工作腔704，弹性夹紧段的前端设有在形变间隙范围内夹紧管件1并形成环形槽101的夹紧部705。夹紧旋转机构包括旋转座8、固定座9、第二动力缸10、电机6，旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于机架，旋转座外周面集成设有带轮a803，带轮a通过传动带传动连接电机的驱动轮，电机固定于机架5。旋转座内设有套接弹性夹紧段锥形面并相抵接触的工作导孔801，以及与导向段轴向滑动配合并带动导向段同步转动的柱形导孔802，例如导向段为多边形柱，工作导孔为多边形孔，或导向段外径设有滑动凹槽，对应工作导孔内径设有与滑动凹槽配合滑动凸筋，均能实现目的。旋转座内夹具本体的导向段后端活动连接带动夹具本体轴向运动的第二动力缸的活塞杆，第二动力缸固定于机架，且当夹具本体随第二动力缸朝后端方向运动时，夹具本体的锥形面受旋转座的工作导孔挤压，使夹具本体的夹紧部形成夹紧。上述活动连接是指导向段相对于活塞杆端部轴向连接的同时形成自由旋转，具体结构采用夹具本体的后端与活塞杆轴接两侧设置推力轴承11或角接触轴承进行定位，即可实现轴接同时达到相对旋转的目的。
为了方便适配不同尺寸的缩口工艺，上述夹具本体7的夹紧部705相对于弹性夹紧段701设置为装卸式连接，具体如图7所示，采用螺栓件将夹紧部与弹性夹紧段端面固定。从而更换夹紧部即可实现缩口尺寸的调节，较为方便。
如图9-图12所示为另一种缩口设备，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件的夹管机3，带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸4，固定第一动力缸的机架5。缩口夹具包括夹具2、夹紧机构、固定座9、电机6，夹具包括相对于管件1周向分布的至少两个夹头201，以及对夹头朝管件方向夹紧形成导向的夹紧旋转座12，夹紧旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于机架。夹紧旋转座外周面集成设有带轮b1204，带轮b通过传动带传动连接电机的驱动轮，电机固定于所述机架。夹紧旋转座前端设有适配管件缩口段长度的腔体1201，夹紧旋转座的腔体周向设有适配夹头伸缩的导孔1202，夹头一端伸入腔体内，且该端设有挤压管件并形成环形槽101的夹部202，另一端伸出导孔并设有限位于导孔外侧的导向块203，导向块与导孔外端之间设有套接于夹头的复位弹簧13。夹紧机构包括导向推杆15、第二动力缸10，第二动力缸固定于机架，夹紧旋转座设有适配导向推杆伸缩滑动的导向滑孔1203，且导向推杆一端伸出导向滑孔与夹头外端导向块的斜面接触，另一端伸出导向滑孔活动连接第二动力缸的活塞杆，且导向推杆随第二动力缸的推动作用时，导向推杆推动导向块，并使夹头朝夹紧旋转座的腔体内运动，即夹头的夹部达到夹紧管件并形成环形槽的位置。上述活动连接是指导向推杆后端相对于活塞杆端部轴向连接的同时形成自由旋转，具体结构采用导向推杆后端集成设有与夹紧旋转座同轴心的推块1501，推块中部与活塞杆轴接，并轴接两侧设置推力轴承11或角接触轴承进行定位，即可实现轴接同时达到相对旋转的目的。
上述两种缩口设备中，第一动力缸4、第二动力缸10均为气缸、油缸或电动缸任意一种，均能实现相同的目的。
上述第一种缩口设备的工作过程为：首先将待缩口的钢管1夹紧固定于夹管机3，然后控制第一动力缸4带动夹管机使钢管待缩口端伸入夹具本体7的工作腔704内，然后开启电机6，带动旋转座8和夹具本体旋转，同时控制第二动力缸10，由第二动力缸缓慢拉动夹具本体，使夹具本体的夹紧部705缓慢夹紧钢管，并对钢管管壁形成向内的挤压，直至达到所设定的深度，此时钢管外壁加工形成所需内凹尺寸的环形槽101。接下来，控制第一动力缸缓慢拉动夹管机，使夹管机带动管件朝未缩口端轴向运动，直至钢管缩口端脱离夹具本体，即完成一次钢管的缩口操作，缩口完成后，将缩口设备复位，以备下一次缩口操作。
上述第二种缩口设备的工作过程与上述第一种缩口设备的工作过程基本相似，仅夹具2的夹紧过程有区别，主要区别在于夹具的夹头201随第二动力缸10推动导向推杆15时形成夹紧，反之为解除夹紧。
以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进或替换，亦落入本发明权利要求的保护范围之内。
1.一种薄壁管件缩口方法，其特征在于该缩口方法包括如下步骤：
步骤一，确定管件（1）的缩口长度，并根据缩口长度确定管件的缩口段与非缩口段的交接位置；
步骤二，通过夹管机（3）夹紧管件，对步骤一管件的交接位置处通过夹具（2）由外向内挤压，同时旋转夹具，直至管件的管壁形成内凹的环形槽（101），且环形槽的槽底外径即管件缩口段的外径；
步骤三，保持夹具旋转，控制夹管机带动管件轴向运动，直至缩口段成型，即完成管件缩口。
2.根据权利要求1所述的薄壁管件缩口方法，其特征在于所述步骤二、步骤三中管件（1）与夹具（2）接触位置进行润滑冷却处理。
3.根据权利要求1所述的薄壁管件缩口方法，其特征在于所述步骤二、步骤三中管件（1）的待缩口段端口内插入定位模芯（14），定位模芯的外径尺寸与管件的内径匹配，且定位模芯相对所述夹具（2）固定，并保持定位模芯与管件缩口段成型无干涉。
4.根据权利要求3所述的薄壁管件缩口方法，其特征在于所述定位模芯（14）与管件（1）内壁之间进行润滑处理。
5.根据权利要求1所述的薄壁管件缩口方法，其特征在于所述步骤二、步骤三中管件（1）静止改为旋转，所述夹具（2）相对于管件轴心旋转改为静止。
6.一种应用权利要求1所述薄壁管件缩口方法的缩口设备，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件（1）的夹管机（3），带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸（4），固定第一动力缸的机架（5）；其特征在于所述缩口夹具包括夹具本体（7）、夹紧旋转机构，所述夹具本体的前段为弹性夹紧段（701），后段为柱形的导向段（702），弹性夹紧段沿周向形成均匀分布的至少两部分，且各部分周向间设有形变间隙（706），弹性夹紧段的外周面为前端至后段外径尺寸渐小的锥形面（703），弹性夹紧段的内部设有适配管件缩口段长度的工作腔（704），弹性夹紧段的前端设有在所述形变间隙范围内夹紧所述管件（1）并形成所述环形槽（101）的夹紧部（705）；所述夹紧旋转机构包括旋转座（8）、固定座（9）、第二动力缸（10）、电机（6），旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于所述机架，旋转座外周面集成设有带轮a（803），带轮a通过传动带传动连接所述电机的驱动轮，电机固定于所述机架（5）；旋转座内设有套接所述弹性夹紧段锥形面并相抵接触的工作导孔（801），以及与所述导向段轴向滑动配合并带动导向段同步转动的柱形导孔（802），所述旋转座内夹具本体的导向段后端活动连接带动夹具本体轴向运动的所述第二动力缸的活塞杆，第二动力缸固定于所述机架，且当夹具本体随第二动力缸朝后端方向运动时，夹具本体的锥形面受所述旋转座的工作导孔挤压，使夹具本体的夹紧部形成夹紧；所述活动连接是指导向段相对于活塞杆端部轴向连接的同时形成相对转动。
7.根据权利要求6所述的缩口设备，其特征在于所述夹具本体（7）的夹紧部（705）相对于所述弹性夹紧段（701）为装卸式连接。
8.一种应用权利要求1所述薄壁管件缩口方法的缩口设备，该缩口设备包括缩口夹具，用于夹紧管件的夹管机（3），带动夹管机沿管件轴向运动的第一动力缸（4），固定第一动力缸的机架（5）；其特征在于所述缩口夹具包括夹具（2）、夹紧机构、固定座（9）、电机（6），所述夹具包括相对于所述管件（1）周向分布的至少两个夹头（201），以及对夹头朝管件方向夹紧形成导向的夹紧旋转座（12），夹紧旋转座相对于固定座定位旋转，固定座固定于所述机架（5），夹紧旋转座外周面集成设有带轮b（1204），带轮b通过传动带传动连接所述电机的驱动轮，电机固定于所述机架；夹紧旋转座前端设有适配所述管件缩口段长度的腔体（1201），夹紧旋转座的腔体周向设有适配所述夹头伸缩的导孔（1202），所述夹头一端伸入所述腔体内，且该端设有挤压管件并形成所述环形槽（101）的夹部（202），另一端伸出导孔并设有限位于导孔外侧的导向块（203），且导向块与导孔外端之间设有套接于夹头的复位弹簧（13）；所述夹紧机构包括导向推杆（15）、第二动力缸（10），第二动力缸固定于所述机架，所述夹紧旋转座设有适配所述导向推杆伸缩滑动的导向滑孔（1203），且导向推杆一端伸出导向滑孔与所述夹头外端的导向块接触，另一端伸出导向滑孔活动连接所述第二动力缸的活塞杆，且导向推杆随第二动力缸的推动作用时，导向推杆推动所述导向块，并使所述夹头朝夹紧旋转座的腔体内运动，即夹头的夹部达到夹紧管件并形成所述环形槽的位置；所述活动连接是指导向推杆相对于第二动力缸的活塞杆轴向连接的同时形成相对转动。
9.根据权利要求8所述的缩口设备，其特征在于所述导向推杆（15）和所述夹具（2）的导向块（203）两者接触部位的其一为杆，另一者为斜面。
10.根据权利要求6或8所述的缩口设备，其特征在于所述第一动力缸（4）、第二动力缸（10）均为气缸、液压缸或电动缸任意一种。
技术总结