1.本发明涉及锥体焊接设备，具体涉及一种锥体组件整形设备。


背景技术：

2.汽车发动机排气系统进气端锥体组件，其包括锥管1及与其连接的法兰连接管2(如图1)。现有的锥体组件焊接时，由于受热会发生较大变形，影响产品精度，因此在工业上均需对焊接后的产品进行整形，否则达不到生产的公差要求；但现有技术基本都采用人工整形，人工整形效率低，整形效果差。
3.另外，也有通过普通整形模具整形的，一般通过多方位定位和/或多工序对产品进行整形，普通整形时，一是整形时产品发生弹性形变，整形力卸掉后的产品容易回弹，整形效果差、工序繁多、自动化和实用性低。二是焊接后每个产品的热变形量不一样导致普通整形大批量生产时产品精度及一致性差，无法保证大批量生产。


技术实现要素：

4.(一)技术问题
5.本发明的目的在于提供一种锥体组件的整形设备，解决了现有技术中整形装置整形效率低、工序繁琐、整形效果差，无法保证大批量生产的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种锥体组件整形设备，包括设在同一底座上的定位机构、整形机构和成型机构；所述定位机构用于对锥体组件的法兰端定位；
9.所述整形机构对固定后的锥体组件的锥管外扩整形；
10.所述整形机构锥管外扩整形时，所述成型机构对锥体组件的锥管端口的厚度方向挤压整型，使产品发生塑性变形。
11.进一步地，整形机构，包括整形模，所述整形模由驱动机构带动水平往复移动并将整形模推入或拉出锥体组件的锥管内/外，从而使整形模从锥体组件的锥管内向外扩。
12.优选地，所述整形模包括锥形的芯棒和八爪模，芯棒置于八爪模内且芯棒的大端延伸出八爪模的大端外；芯棒的小端与驱动机构连接。
13.进一步地，所述成型机构置于定位机构与整形机构之间；
14.所述成型机构包括上下对应设置的上成型模和下成型模。
15.优选地，所述上成型模和下成型模均包括有模座和模芯，模座上开有与弧形开口；所述模座朝向整形机构的一侧开有固定槽，模芯置于固定槽内。
16.进一步地，定位机构，包括定位座和气动定位卡抓；
17.所述定位座朝向成型机构的一侧为斜面，该斜面上与其贴合设有定位板，所述定位板朝向成型机构的一侧开有与锥体组件的法兰端面匹配的定位凹台，该定位凹台上对称开有与锥体组件法兰端的通孔相对应的阶梯式条形孔。
18.优选地，气动定位卡抓，包括对称设置在定位板两侧且相向的左卡抓和右卡抓；
19.左卡抓和右卡抓均包括气缸及与其转动连接的抓卡，所述抓卡靠近与气缸的连接位置处与限位板转动连接，气缸和限位板带动抓卡开合。
20.优选地，所述驱动机构包括与芯棒连接的油缸和驱动八爪模进入/拉出锥体组件锥管内的驱动总成。
21.优选地，所述驱动总成包括底板，底板上设有推进/拉出八爪模的驱动块，驱动块位于八爪模小端与油缸之间；
22.优选地，所述底板的底部设有配套使用的滑轨和滑块，滑块带动底板和驱动块移动从而驱动八爪模。
23.优选地，所述底板外与滑轨垂直的两侧设有限位座和气动缸，限位座置于靠近成型机构的一侧，气动缸设于另一侧。
24.(三)有益效果
25.1、定位机构将产品固定后，成型机构外包产品，整形机构外扩形成挤压，三者结合一次完成产品的成型，达到整形的目的。整形机构外扩，同时成型机构挤压使产品的厚度方向发生细微变化，从而发生塑性变形，塑性变形后的产品内部结构发生改变，内部应力支持产品在卸掉外力的情况下不会再回弹，产品一致性好，达到生产要求的公差范围，显著提高整形效率和整形效果，降低不良率，自动化程度高。
26.2、成型机构由半圆形开口的上成型模和下成型模将产品包住，成型模型腔通过压力约束产品为圆形。气缸推动整形模进入产品内径，油缸拉动棒芯，棒芯带动八爪模移动，八爪外扩；由于产品外侧被包住，八爪运动过程中对产品内侧进行挤压，挤压在厚度上，产品的厚度发生变化，由原来弹性变形变成塑性形变。
附图说明
27.图1为产品结构示意图；
28.图2为本发明实施例中的立体结构示意图；
29.图3为图2的爆炸图；
30.图4为定位机构结构示意图；
31.图5为整形机构和驱动机构结构示意图；
32.图6为成型机构结构示意图；
33.图7为下成型模结构示意图。
34.在图1至图7中，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：
35.锥管1、法兰连接管2、定位机构3、成型机构4、下成型模41、上成型模42、模芯43、弧形开口44、整形机构5、芯棒51、八爪模52、油缸53、底板54、驱动块55、滑轨56、滑块57、限位座58、气动缸59。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.参见图1-7，一种锥体组件整形设备，包括设在同一底座上的定位机构3、整形机构5和成型机构4；所述定位机构3用于对锥体组件的法兰端定位；所述整形机构5对固定后的锥体组件的锥管1外扩整形；所述整形机构5锥管1外扩整形时，所述成型机构4对锥体组件的锥管1端部挤压塑形成型。定位机构3将产品固定后，成型机构4外包产品，整形机构5外扩形成挤压，三者结合一次完成产品的成型，达到整形的目的。整形机构5外扩，同时成型机构4挤压使产品的厚度发生变化，从而发生塑形变形，塑形变形后的产品内部结构发生改变，应力支持产品不会再度变形，达到生产要求，显著提高整形效率和整形效果，自动化程度高。
39.本发明优选，定位机构3包括定位座和气动定位卡抓；所述定位座朝向成型机构4的一侧为斜面，该斜面上与其贴合设有定位板，所述定位板朝向成型机构4的一侧开有与锥体组件的法兰端面匹配的定位凹台，该定位凹台上对称开有与锥体组件法兰端的通孔相对应的阶梯式条形孔。气动定位卡抓，包括对称设置在定位板两侧且相向的左气动卡抓和右气动卡抓；左气动卡抓和右气动卡抓均包括气缸及与其铰接连接的抓手，所述抓手靠近与气缸的连接位置处与限位板铰接连接，气缸和限位板带动抓手开合。
40.定位时，将锥体组件法兰端固定在定位板上的定位凹台内，法兰端的通孔与固定板上的条形孔对应固定，气缸驱动抓手压住将锥体组件的法兰端。限位板进一步地限定了抓手的开合角度。
41.本发明优选，所述成型机构4置于定位机构3与整形机构5之间；所述成型机构4包括上下对应设置的上成型模42和下成型模41，所述上成型模42和下成型模41均包括有模座和模芯43，模座上开有与弧形开口44；所述模座朝向整形机构5的一侧开有固定槽，模芯43置于固定槽内。
42.成型时，锥体组件的锥管1的小端置于弧形开口44内，锥管1的大端置于模芯43内，模芯43与锥管1大端外壁匹配；锥体组件置于下成型模41内后上成型模42下压通过上成型模42和下成型模41将锥体组件外部包起来。成型完，打开上成型模42，油缸53带动芯棒51和八爪模52后退，取放产品。
43.本发明中整形机构5包括整形模，所述整形模由驱动机构带动水平往复移动并将整形模推入或拉出锥体组件的锥管1内/外，从而使整形模从锥体组件的锥管1内向外扩。所述整形模包括锥形的芯棒51和八爪模52，芯棒51置于八爪模52内且芯棒51的大端延伸出八爪模52的大端外；芯棒51的小端与驱动机构连接。所述驱动机构包括与芯棒51连接的油缸53和驱动八爪模52进入/拉出锥体组件锥管1内的驱动总成。所述驱动总成包括底板54，底板54上设有推进/拉出八爪模52的驱动块55，驱动块55位于八爪模52小端与油缸53之间；所述底板54的底部设有配套使用的滑轨56和滑块57，滑块57带动底板54和驱动块55移动从而驱动八爪模52。所述底板54外与滑轨56垂直的两侧设有限位座58和气动缸59，限位座58置于靠近成型机构4的一侧，气动缸59设于另一侧。
44.成型时，油缸53驱动芯棒51和八爪模52同步朝定位机构3所在方向移动，当八爪模52的大端移动到与锥体组件的锥管1端接触后，由气动缸59驱动底板54使其滑块57和滑轨56的带动下带动底板54及与其连接的驱动块55推动八爪模52，将八爪模52推入锥体组件的锥管1内。气缸后拉，带动芯棒51和八爪模52回拉，对锥体组件的锥管1冲内向外扩。
45.成型完，油缸53带动芯棒51和八爪模52反向移动，气动缸59带动底板54在反向移动，从而使八爪模52与锥体组件的锥管1脱离，方便取放产品，更加高效、自动。
46.本发明使用时，先将锥体组件置于下成型模41的弧形开口44内，连接管的法兰端朝向定位机构3，锥管1的大口径端朝向成型机构4，并将法兰连接管2的法兰端置于定位板的凹台内，法兰上的通孔与定位板上的阶梯式条形孔对应固定，再由气缸驱动抓手压紧法兰端，通过法兰端面和通孔定位。再下压上成型模42，上成型模42与下成型模41将产品外部包住。再起动油缸53，驱动芯棒51和八爪模52朝产品固定位置移动，当八爪模52的端面与模芯43的接触后，油缸53停止工作，气动缸59工作，气动缸59带动底板54在滑轨56上移动，从而带动驱动块55推动八爪模52，将把爪模推入锥体组件的锥管1的大口径端内。油缸53再次气动并反向工作，将芯棒51和八爪模52外拉；由于锥体组件的锥管1外部外包，由于产品外侧被包，八爪运动过程中对产品内侧进行挤压，挤压在厚度上，产品的厚度发生变化，由原来弹性形变变成塑性形变。塑形变形后的产品内部结构发生改变，应力支持产品不会再度变形，达到生产要求，显著提高整形效率和整形效果，自动化程度高。八爪模52外拉出锥体组件的锥管1的大口径端后，油缸53停止工作，气动缸59反向运动，带动底板54和驱动块55反向移动，使八爪模52后退，更加方便取放产品。
47.定位机构将产品固定后，成型机构包住产品外侧并通过成型机构的型腔约束产品大端口为圆形，为防止成型机构卸力后产品回弹，整形机构从产品内侧外扩形成挤压，三者结合一次完成产品的成型，达到整圆的目的。整形机构外扩，同时成型机构使产品的厚度方向发生挤压，从而发生塑性形变，塑性变形后的产品内部结构发生改变，内部应力支持产品在卸掉外力的情况下不会再回弹，使产品圆度公差精度达到生产要求，并保证产品大批量生产的一致性，显著提高产品品质和精度，使产品不良率降低，自动化程度高。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。