[实用新型]圆柱斜截管展开曲线氧割机

说明书

本发明属于板金工展开下料加工技术，特别是用于工厂在制作圆柱管弯头和圆柱等径三通管时，氧割组成它们的各斜截管的展开曲线。

在板金工展开下料加工技术中，遇到最多的是圆柱管弯头和圆柱等径三通管中各圆柱斜截管的展开，而传统的展开下料加工工艺是用在纸板上画平面展开图的方法，把展开图画在被制作的钢板上；或是将展开图放样做成1：1的样板，然后用样板在钢板上画线，再手工沿曲线氧割下来，这种传统的展开画线加工工艺有如下一些缺陷和不足：

a、作曲线要找点，而找点的计算十分麻烦、费时费工；

b、由于找点数量有限，以及用曲线板依次将点连接成曲线，致使曲线精度不高，卷板成管后焊缝宽窄不均匀，不美观；

c、放样制样板浪费人力、时间及样板材料；

d、手工氧割曲线，劳动强度大，并且不可能准确地沿曲线氧割下来，使本身精度不高的曲线再一次失真。

本发明的目的是为了克服传统的展开画线加工工艺以上缺陷和不足而设计的一种产品，它能在已知圆柱管弯头或圆柱等径三通管中各组成斜截管的独立参数（如图1及图2中的管径φ，倾角θ）的前提下，按照其展开曲线的数学函数规律直接连续或分段连续（图1中斜截管连续，图2中斜截管分段连续）氧割出展开曲线，同时它还能氧割出一平面内两个相互垂直方向上（沿展开方向及与展开方向垂直的方向，亦即图3中的S方向和H方向）的直线，也可取下割具而换用画针画线。

为了达到以上目的而构思形成的本发明的传动系统图如图3，当其用手柄驱动驱动轴〔9〕时，固定在驱动轴〔9〕上的驱动轮〔13〕在导轨〔8〕上沿被割钢板〔14〕的圆周展开方向（S方向）滚动，带动整个机架沿此方向移动，同时固定在驱动轴〔9〕上的变速主动轮〔11〕带动变速从动轮〔7〕及转臂〔5〕转动，转臂〔5〕上固定有一销轴〔4〕，销轴〔4〕伸入割具轴〔2〕尾部的导槽内，使转臂〔5〕的转动转变为割具轴〔2〕及固定在其上的割具〔1〕在H方向的移动，割具〔1〕在H方向上的移动和整个机架在S方向上的移动便合成了所需要的展开曲线－－余弦曲线。其数学关系推导如下：

a、根据图1（根据图2的推导与根据图1的推导是一致的，只是图2的圆柱等径三通管中的每一组成斜截管的相贯线是由两段曲线组成的）推导出任意直径φ（φ＝2R）任意倾角θ（θ为相贯面与制作管横截面间的夹角）的圆柱斜截管展开后h_X与S_X的关系，即h_X＝f（S_X）关系式。

如图1所示：h_X＝（R－Rcosα_X）tgθ——（1）

tgθ＝ (hmax)/(2R) ——（2）

S_X＝α_X·R——（3）

将（2）、（3）式代入（1）式有：h_X＝ (hmax)/2 〔1－COS（ 1/(R) ）·S_X〕

式中：α_X——任意转角（弧度）

h_X——任意转角α_X处所对应的升程（mm）

R——圆柱斜截管半径（mm），因有板厚因素，取R＝R_内＋（R_外－R_内）×0.4

R_内——圆柱斜截管内半径（mm）

R_外——圆柱斜截管外半径（mm）

θ——圆柱斜截管倾角（度）

hmax——最大升程（mm）

S_X——起点到任意转角α_X处所对应的展开弧长（mm）

b、为了氧割出h_X＝ (hmax)/2 〔1－COS（ 1/(R) ）·S_X〕曲线，用传动系统图如图3所示的圆柱斜截管展开曲线氧割机来实现，其割具（或画针）轨迹的数学关系式H＝f′（S）推导如下：

如图3所示：H＝Rb－RbCOSα2＝Rb（1－COSα2）——（4）

α2＝ (α1)/(K) ——（5）

α1＝ (S)/(Rc) ——（6）

将（6）式代入（5）式有α2＝ (S)/(KRc) ——（7）

将（7）式代入（4）式有H＝Rb〔1－COS（ 1/(KRc) ）·S〕——（8）

式中：α1——驱动轮转角（弧度）

H——与驱动轮转角α1对应的割具轨迹升程（mm）