CN114192643A - 一种整体式翻边法兰生产设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体式翻边法兰生产设备及方法，托架顶部设有输送装置，底部设有升降机构，升降机构的升降台上设有加热装置，输送装置的出料端设有法兰成型装置，法兰成型装置包括设于底座上的预扩模具和成型模具，底座上设有夹持装置，成型模具与挤压机构相连，本发明能够直接将管道端口部分进行成型出法兰结构，成型过程中通过内撑装置和内成套进行管道尺寸的支撑矫正，保证管道尺寸精度，通过螺栓将需要连接的管道端部成型的法兰结构连接起来。该种连接方式确保了管道连接的耐压程度，避免了采用焊接连接方式的焊缝不可靠、难度系数大的问题，实现了管道在施工现场能够快速、可靠的连接，适用于管道连接技术领域。

Description

一种整体式翻边法兰生产设备及方法

技术领域

本发明属于管道连接技术领域，具体的说，涉及一种整体式翻边法兰生产设备及方法。

背景技术

现有的聚乙烯纯塑管和钢丝网增强聚乙烯复合管的连接大多采用电熔套筒焊接以及电熔法兰焊接两种电熔焊接方式。电熔焊接对于管道端口的外圆尺寸、管道椭圆度和环境要求较高，如果焊接端面出现污渍、变形或者尺寸较大或者较小，就会导致安装偏差，同时管道呈现椭圆的情况下安装困难，且在电熔套装后的周圈间隙不等，导致焊接不好，使得熔融区域圆周方向出现熔融的聚乙烯料分布不均，连接面不可靠的现象；电熔焊接对外部环境要求苛刻，如果在环境较为潮湿、有污水、粉尘或者水汽的情况下，操作困难，焊接后会出现焊口不牢靠现象，管道在使用过程中甚至出现渗漏等严重缺陷；在实际焊接工作中，对于操作技术人员的技术能力要求甚高，若不能根据设备性能与焊接要求开展相关工作，将导致焊接工程质量降低。

发明内容

本发明提供一种整体式翻边法兰生产设备，用于解决上述现有技术中采用电熔焊接难度系数高，对管道端口外圆尺寸、管道椭圆度、环境要求和焊接技术要求较高，保证焊接质量困难，影响管道连接的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种整体式翻边法兰生产设备，包括托架，所述托架顶部设有输送装置，底部设有升降机构，升降机构的升降台上设有加热装置，输送装置的出料端设有法兰成型装置，法兰成型装置包括设于底座上的预扩模具和成型模具，底座上设有夹持装置，成型模具与挤压机构相连，利用输送装置和升降机构相配合，将加热装置上升至托架顶部，通过输送装置的输送部将管道输送至加热装置工位，管道端口处设有内撑装置和内撑套，内撑套设于靠近管道端口位置，内撑装置设于内撑套远离管道端口侧并与其固定连接，在输送装置的旋转支撑部和加热装置共同作用下对管道侧壁进行均匀加热，后经预扩模具预扩管道端口，成型模具经挤压机构完成管道端口部分的法兰结构加工。

进一步的，所述内撑装置包括内撑机构、内撑光轴和与管道内径适配的撑紧部，撑紧部包括若干个弧形结构的撑紧块，若干个撑紧块通过橡胶圈套装于内撑机构外侧，内撑机构套装于内撑光轴外侧，内撑光轴远离管道端口侧侧壁开设有定位槽，定位槽内设有限定内撑机构沿内撑光轴轴向位置的定位部。

进一步的，所述内撑机构包括套装于内撑光轴外侧的撑紧结构，撑紧结构两端通过衬套与内撑光轴相配合，衬套的内径与内撑光轴外径相适配，衬套的外径与撑紧结构的内径相适配并通过螺栓与其连接，撑紧结构远离管道端口侧设有一体成型的定位盘，另一侧活动连接有压紧盘，压紧盘外侧设有压紧螺母，压紧螺母与内撑结构螺纹连接定位盘和压紧盘构均造有内大外小的锥形面，各撑紧块构造有与定位盘和压紧盘适配的锥形面。

进一步的，所述撑紧结构外壁一体成型构造有若干个导向柱，各撑紧块内壁构造有与导向柱适配的导向孔，内撑套包括一体成型的连接轴和套筒，连接轴与内衬光轴螺纹连接并通过圆螺母锁紧固定，套筒外径与管道内径相适配。

进一步的，所述夹持装置包括固设于底座上的安装架，安装架内设有分别通过夹持气缸与安装架相连的管道夹具和模腔夹具，预扩装置和成型装置分别通过进给气缸活动安装于滑动模板上，滑动模板通过第一滑动组件滑动安装于模架上并通过第一气缸与模架相连，模架通过第二滑动组件滑动安装于底座上并通过第二气缸与底座相连。

进一步的，所述预扩装置包括一次扩扣模和二次扩扣模，一次扩扣模通过扩扣模安装板和第一顶出气缸与滑动模板相连，二次扩扣模套装于一次扩扣模外侧并与之同轴国定连接。

进一步的，所述一次扩扣模内部通过连接板固设有小型直流吸盘式电磁铁，内撑套内部设有磁力吸盘。

进一步的，所述成型装置包括模腔和成型模芯，模腔通过模腔夹具安装于管道端口外侧，成型模芯通过模芯定位套和第二顶出气缸与滑动模板相连。

进一步的，所述加热装置包括远红外陶瓷加热箱、动力机构、上压辊和两下托辊，上压辊和两下托辊与管道的轴线平行，动力机构包括电机，传动组件和链条，旋转支撑部包括升降气缸和两支撑辊，升降气缸的缸体固设于托架底部，其活动端通过支撑架与两个支撑辊相连，电机通过传动组件和链条驱动上压辊和下托辊转动，同时在两支撑辊的共同作用下，带动上压辊和下托辊中间的管道在加热的同时转动，保证管道端口在红外陶瓷加热箱中能够受热均匀。

本发明还公开了一种整体式翻边法兰生产方法，包括如下步骤：

S1：设备安装，按权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产设备进行设备安装，并进行通电；

S2：端部撑紧，将内撑装置放入管道端口内部，对管道端部进行撑紧，然后放置内撑套，将内撑套与内撑装置连接固定，内撑套与管道端部距离根据需要设定；

S3：端口加热，通过输送装置和升降机构将管道端口移动到加热装置工位，进行管道的端口加热；

S4：管口预成型，管道加热完成后通过输送装置和升降机构相配合，移动到预扩工位，并通过加持装置对管道夹紧，同时将模腔夹紧于管道端口成型法兰位置的外侧，预扩装置对管道端口预扩成型，形成微型喇叭状结构；

S5：法兰成型，管道端口预成型后，将预扩装置移开，将成型装置移到该工位，通过成型装置和挤压机构成型出法兰结构，并进行保压；

S6：冷却开模，保压完成，夹持装置动作，松开管道，将成型后的法兰结构在成型装置内进行循环水冷却后开模，成型出管道端口的法兰结构；

S7：管道连接，选用与上述管道端口成型出的法兰结构配套的法兰盘，完成管道间的机械式连接。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

利用输送装置和升降机构相配合，将加热装置上升至托架顶部，通过输送装置的输送部将管道输送至加热装置工位，管道端口处设有内撑装置和内撑套，内撑套设于靠近管道端口位置，内撑装置设于内撑套远离管道端口侧并与其固定连接，在输送装置的旋转支撑部和加热装置共同作用下对管道侧壁进行均匀加热，后经预扩模具预扩管道端口，成型模具经挤压机构完成管道端口部分的法兰结构加工。

成型过程中通过内撑装置和内撑套进行管道尺寸的支撑矫正，保证管道尺寸精度，避免了管道端口本身存在的尺寸精度问题，以及在预扩和成型过程中管道发生受热变形导致管道尺寸精度受影响，造成管道耐压强度降低以及连接困难；通过管道本体的加工材料在管道本体上直接成型出法兰结构，通过螺栓将需要连接的管道端部成型的法兰结构连接起来，管道与管道之间的连接能够实现直接的机械式连接，该种连接方式确保了管道连接的耐压程度，法兰结构与管道为一个整体，连接强度和刚度高，避免了采用焊接连接方式的焊缝可靠性差、焊接难度系数大的问题，能够节省安装工序，减少管路中的管件数量，能够保证管道连接的可靠性，可控性高，能够更好实现接头处的密封性，实现了管道在施工现场能够快速、可靠的连接，施工过程简单便捷，既能保证接口质量又能节省人力物力，后期管道维护方便。

综上所述，本发明解决了现有技术中采用电熔焊接难度系数高，对管道端口外圆尺寸、管道椭圆度、环境要求和焊接技术要求较高，保证焊接质量困难，影响管道连接的技术问题，适用于管道连接技术领域。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中成型法兰前设备状态示意图；

图3为本发明实施例中加热装置的结构示意图；

图4为图1中A处局部放大图；

图5为本发明实施例中夹持装置法兰成型装置预扩前的相对位置图；

图6为本发明实施例中内撑装置和内衬套连接的机构示意图；

图7为本发明实施例中内撑装置的爆炸视图。

标注部件：00-底座，01-第二滑动组件，02-第一滑动组件，1-管道，2-内撑装置，21-内撑光轴，211-定位槽，22-压紧螺母，23-衬套，24-撑紧结构，240-压紧盘，241-导向柱，242-定位盘，25-定位部，251-定位块，252-滑靴，253-弹簧，26-撑紧块，27-橡胶条，3-内撑套，31-套筒，32-连接轴，33-圆螺母，34-磁力吸盘，4-加热装置，5-托架，51-升降机构，511-升降台，52-旋转支撑部，521-升降气缸，522-支撑辊，53-输送部，531-传动机构，532-输送电机，533-辊轮，6-动力机构，61-上压辊，62-下托辊，63-传动组件，64-电机，65-伸缩气缸，7-夹持装置，70-夹持气缸，71-管道夹具，72-模腔夹具，8-法兰成型装置，81-模腔，82-成型模芯，83-一次扩扣模，84-二次扩扣模，85-模芯定位套，86-扩扣模安装板，87-小型直流吸盘式电磁铁，91-模架，92-滑动模板，93-移位气缸，94-第一顶出气缸，95-第二顶出气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种整体式翻边法兰生产设备，如图1-2所示，包括托架5，所述托架5顶部设有输送装置，底部设有升降机构51，升降机构51的升降台511上设有加热装置4，输送装置的出料端设有法兰成型模具8，法兰成型模具8包括设于底座00上的预扩模具和成型模具，底座00上设有夹持装置7，成型模具与挤压机构相连，利用输送装置和升降机构51相配合，将加热装置4上升至托架5顶部，通过输送装置的输送部53将管道1输送至加热装置4工位，管道1端口处设有内撑装置2和内撑套3，内撑套3设于靠近管道1端口位置，内撑装置2设于内撑套3远离管道1端口侧并与其固定连接，在输送装置的旋转支撑部52和加热装置4共同作用下对管道1侧壁进行均匀加热，后经预扩模具预扩管道1端口为微喇叭状结构，成型模具经挤压机构完成管道1端口部分的法兰结构加工。成型模具为法兰根模具。

所述夹持装置7包括固设于底座00上的安装架，安装架内设有分别通过夹持气缸70与安装架相连的管道夹具71和模腔81夹具72，预扩模具和成型模具分别通过进给气缸活动安装于滑动模板92上，滑动模板92通过第一滑动组件02滑动安装于模架91上并通过移位气缸93与模架91相连，模架91通过第二滑动组件01滑动安装于底座00上并通过第二气缸与底座00相连。

本发明的有益效果在于：利用输送装置和升降机构51相配合，将加热装置4上升至托架5顶部，通过输送装置的输送部53将管道1输送至加热装置4工位，管道1端口处设有内撑装置2和内撑套3，内撑套3设于靠近管道1端口位置，内撑装置2设于内撑套3远离管道1端口侧并与其固定连接，在输送装置的旋转支撑部52和加热装置4共同作用下对管道1侧壁进行均匀加热，后经预扩模具预扩管道1端口为微喇叭状结构，成型模具经挤压机构完成管道1端口部分的法兰结构加工。

成型过程中通过内撑装置2和内撑套3进行管道1尺寸的支撑矫正，保证管道1尺寸精度，避免了管道1端口本身存在的尺寸精度问题，以及在预扩和成型过程中管道1发生受热变形导致管道尺寸精度受影响，造成管道1耐压强度降低以及连接困难；通过管道1本体的加工材料在管道1本体上直接成型出法兰结构，通过螺栓将需要连接的管道1端部成型的法兰结构连接起来，管道与管道之间的连接能够实现直接的机械式连接，该种连接方式确保了管道连接的耐压程度，法兰结构与管道1为一个整体，连接强度和刚度高，避免了采用焊接连接方式的焊缝可靠性差、焊接难度系数大的问题，能够节省安装工序，减少管路中的管件数量，能够保证管道连接的可靠性，可控性高，能够更好实现接头处的密封性，实现了管道在施工现场能够快速、可靠的连接，施工过程简单便捷，既能保证接口质量又能节省人力物力，后期管道1维护方便。

作为本发明一个优选的实施例，如图4-7所示，所述内撑装置2包括内撑机构、内撑光轴21和与管道1内径适配的撑紧部，撑紧部包括若干个弧形结构的撑紧块26，若干个撑紧块26通过橡胶圈27套装于内撑机构外侧，内撑机构套装于内撑光轴21外侧，内撑光轴21远离管道1端口侧侧壁开设有定位槽211，定位槽211内设有限定内撑机构沿内撑光轴21轴向位置的定位部25。所述内撑机构包括套装于内撑光轴21外侧的撑紧结构24，撑紧结构24两端通过衬套23与内撑光轴21相配合，衬套23的内径与内撑光轴21外径相适配，衬套23的外径与撑紧结构24的内径相适配并通过螺栓与其连接，撑紧结构24远离管道1端口侧设有一体成型的定位盘242，另一侧活动连接有压紧盘240，压紧盘240外侧设有压紧螺母22，压紧螺母22与内撑结构螺纹连接定位盘242和压紧盘240构均造有内大外小的锥形面，各撑紧块26构造有与定位盘242和压紧盘240适配的锥形面。所述撑紧结构24外壁一体成型构造有若干个导向柱241，各撑紧块26内壁构造有与导向柱241适配的导向孔，内撑套3包括一体成型的连接轴32和套筒31，连接轴32与内衬光轴螺纹连接并通过圆螺母33锁紧固定，套筒31外径与管道1内径相适配。通过撑紧结构24设置导向柱241，同时配合橡胶圈27，可以对各撑紧块26撑紧和松开动作起导向作用。

定位部25包括开设有滑槽的滑靴252和与定位槽211适配的定位块251，滑靴252通过螺栓与定位盘242固定连接，定位块251通过螺钉与定位块251连接，螺钉上套装有弹簧253。

本实施例工作原理为：撑紧结构24通过两端的衬套23与内撑光轴21连接，进行径向限位；定位部25的定位块251卡接在定位槽211内，可限定撑紧结构24在内撑光轴21上的轴向位置，进行轴向限位。撑紧结构24一端固设有定位盘242，另一端活动连接有压紧盘240，且两者均设有锥形面，可以通过旋转压紧螺母22调整压紧盘240和定位盘242之间的相对距离，因各撑紧块26两端均为锥形面结构，所以改变定位盘242和压紧盘240之间的距离，可使撑紧部的各撑紧块26在橡胶圈2727作用下相互靠拢或远离，从而调整撑紧部的外径大小，完成对管道1内径的撑紧和放松。通过螺钉上套有弹簧253，使定位块251稳定的卡接在定位槽211内，起到防松作用。

本实施例的有益效果在于：管道1内部通过内撑装置2对管道1侧壁进行撑紧，外部通过管道夹具71进行外部夹紧，通过该种内撑外夹的固定方式，一方面可以将管道1进行有效固定，防止管道1在端口预扩呈喇叭口状结构过程中和挤压机构在模腔81中成型法兰的过程中管道1发生位移，影响法兰结构成型质量；另一方面，内撑装置2用于对管道1内部校圆，在预热的过程中同时纠正管道1的椭圆度，内撑套3可以有效控制成型中管道1内壁结构平整，无台阶、褶皱和熔接痕。保证管道1的尺寸精度，不会在被管道夹具71的夹持压力下发生变形，同时对管道1的椭圆度进行矫正，保证管道1的尺寸精度，提高管道1端口法兰成型的精度，保证管道1的结构强度和安装精度。

作为本发明一个优选的实施例，如图3所示，所述加热装置4包括远红外陶瓷加热箱、动力机构6、上压辊61和两下托辊62，上压辊61和两下托辊62与管道1的轴线平行，动力机构6包括电机64，传动组件63和链条，旋转支撑部52包括升降气缸521和两支撑辊522，升降气缸521的缸体固设于托架5底部，其活动端通过支撑架与两个支撑辊522相连，电机64通过传动组件63和链条驱动上压辊61和下托辊62转动，同时在两支撑辊522的共同作用下，带动上压辊61和下托辊62中间的管道1在加热的同时转动，保证管道1端口在红外陶瓷加热箱中能够受热均匀。输送部53包括输送电机532和传动机构531，输送电机532固设于托架5上，并通过传动机构531驱动辊轮533转动，实现管道1的横向移动。升降台511底部设有伸缩气缸65，伸缩气缸65通过横梁与上压辊61相连，用于调节上压辊61的位置，配合下托辊62实现管道1的定位压紧功能。

本实施例的工作原理及有益效果在于：加热装置4可将管道1本体端部进行一定程度上的热熔，用于对管道1端部进行加热便于成型，使管道1本体与成型法兰结构更好的连接为一个整体，避免管道1本体与成型出的法兰结构出现熔接不牢的现象。输送部53可以对管道1进行输送作用，实现横向移动，将管道1输送至加热工位或法兰成型工位；旋转支撑部52可以配合加热装置4的上压辊61和下托辊62使管道1旋转均匀加热，并通过升降气缸521进行上升或下降，实现管道1的输送功能和旋转功能之间的切换；升降机构51可以对加热装置4进行纵向的升降，在管道1加热时使加热装置4上升至加热工位，法兰成型时，将加热装置4降低，为管道1端口法兰成型提供空间，不需要管道1在加热工位和成型工位之间进行人工移动，提高加热工序和成型工序之间的衔接速度，避免管道1在移动过程中端口温度下降，影响法兰成型效果，提高自动化程度。

作为本发明一个优选的实施例，如图2所示，所述预扩模具包括一次扩扣模83和二次扩扣模84，一次扩扣模83通过扩扣模安装板86和第一顶出气缸94与滑动模板92相连，二次扩扣模84套装于一次扩扣模83外侧并与之同轴国定连接。所述一次扩扣模83内部通过连接板固设有小型直流吸盘式电磁铁87，内撑套3内部设有磁力吸盘34。

所述成型模具包括模腔81和成型模芯82，模腔81通过模腔81夹具72安装于管道1端口外侧，成型模芯82通过模芯定位套85和第二顶出气缸95与滑动模板92相连。

本实施例的工作原理和有益效果为：管道1端口经加热装置4充分加热后通过输送装置的横向移动转移到预扩工位，夹持气缸70动作使管道夹具71夹紧于内撑装置2外侧，并通过模腔81夹具72将模腔81固定于管道1端口成型法兰位置处，后通过移位气缸93和第一滑动组件02调整预扩模具的位置，使一次扩扣模83对准管道1端口，第一顶出气缸94的活塞杆前进，将一次扩扣模83插入管道1端口内部对管道1端口进行初步预制，一次扩扣模83将管道1端口预制成型微喇叭结构；然后，小型直流吸盘式电磁铁87通电动作，与内撑套3内部的磁力吸盘34吸合，第一顶出气缸94继续前进，通过二次扩扣模84对一次扩扣模83推起的微喇叭结构的端口进行塑形，完成管道1端口预扩工序；预扩完成后，第一顶出气缸94的活塞杆后退带动预扩模具后退，磁力吸盘34带动内撑套3移动至管道1端口平齐位置时，小型直流吸盘式电磁铁87断电，与内撑套3内部的磁力吸盘34脱离，第一顶出气缸94继续后退至指定位置，后滑动模板92经移位气缸93和第一滑动组件02向上移动，将预扩模具移动至上方，同时将成型模具移动至成型工位，并对准微喇叭结构，第二顶出气缸95的活塞杆前进推动成型模芯82向模腔81内移动实现合模，通过挤压机构注入熔融状态的管道1材料并保压成型出法兰结构。

在管道1端部成型出法兰结构前，对管道1端口进行预制形成微喇叭结构，将钢丝网骨架聚乙烯复合管道1本体进行翻边处理，使管道1端部没有钢丝裸露；通过一次扩扣模83预制，二次扩扣模84塑形成型出微喇叭结构，这样分部逐级进行端口预扩，逐步定形，避免一次性预扩成型，造成管道1端口形状突变破裂，而影响端口预扩质量。通过小型直流吸盘式电磁铁87与磁力吸盘34相吸合的方式，实现内撑套3在管道1内位置的改变。当管道1端口加热和预扩时，内衬套23距离管道1端口一定距离，对管道1起到内壁支撑作用，防止其在加热过程中和管道1端口预扩过程中发生形变，影响尺寸精度；预扩完成后，第一顶出气缸94后退，小型直流吸盘式电磁铁87与磁力吸盘34相吸合，磁力吸盘34带动内撑套3后移拉出至管道1端口平齐位置，或指定位置，为法兰结构的成型做好支撑准备，避免管道1端口在法兰成型过程中发生形变，影响管道1精度。

总之，通过小型直流吸盘式电磁铁87与磁力吸盘34相吸合的方式，实现内撑套3在管道1内位置的改变，实现内撑套3在不同工序之间的位置切换，对管道1内壁在每个工序中都能做到进行有效支撑，保证管道1尺寸精度。

根据管道1不同尺寸，通过更换预扩模具和成型模具的大小以及调整加热装置4的加热时间来实现成型过程，下面以钢丝网增强聚乙烯复合管(DN250)为试验管件，本发明整体式翻边法兰生产设备的生产方法，包括如下步骤：

S1：设备安装，按权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产设备进行设备安装，并进行通电；

S2：端部撑紧，将内撑装置2放入管道1端口内部，旋转压紧螺母22，使压紧盘240向定位盘242移动，减小两者之间的距离，进而推动撑紧部的各撑紧块26向外扩张，撑紧管道1内壁，对管道1端部进行撑紧，然后放置内撑套3，将内撑套3的连接轴32与内撑光轴21连接，并通过圆螺母33锁紧固定，实现与内撑装置2连接固定，内撑套3的套筒31端部与管道1端部距离根据需要设定；

S3：端口加热，通过输送装置和升降机构51将管道1端口移动到加热装置4工位，进行管道1的端口加热；具体的，升降机构51将红外陶瓷加热箱上升至管道1端口高度，输送电机532经传动机构531和辊轮533将管道1端口移动至红外陶瓷加热箱内，通过升降机构51调整下托辊62的位置，使管道1位于两下托辊62之间，升降气缸521动作将两支撑辊522上升，使管道1脱离输送部53的辊轮533，电机64通过传动组件63和链条驱动上压辊61和下托辊62转动，同时在两支撑辊522的共同作用下，带动上压辊61和下托辊62中间的管道1在加热的同时转动，保证管道1端口在红外陶瓷加热箱中能够受热均匀，加热时间为520s；

S4：管口预成型，管道1加热完成后通过输送装置和升降机构51相配合，移动到预扩工位，并通过加持装置对管道1夹紧，同时将模腔81夹紧于管道1端口成型法兰位置的外侧，预扩模具对管道1端口预扩成型，形成微型喇叭状结构；具体的，将加热装置4和旋转支撑部52退回后使管道1位于输送部53的辊轮533上，具体动作与步骤3中动作相反，在此不做赘述，输送部53继续将管道1横向移动至预扩工位，夹持气缸70动作使管道夹具71夹紧于内撑装置2外侧，并通过模腔81夹具72将模腔81固定于管道1端口成型法兰位置处，后通过移位气缸93和第一滑动组件02调整预扩模具的位置，使一次扩扣模83对准管道1端口，第一顶出气缸94的活塞杆前进，将一次扩扣模83插入管道1端口内部对管道1端口进行初步预制，一次扩扣模83将管道1端口预制成型微喇叭结构；然后，小型直流吸盘式电磁铁87通电动作，与内撑套3内部的磁力吸盘34吸合，第一顶出气缸94继续前进，通过二次扩扣模84对一次扩扣模83推起的微喇叭结构的端口进行塑形，完成管道1端口预扩工序；

S5：法兰成型，管道1端口预成型后，将预扩模具移开，将成型模具移到该工位，通过成型模具和挤压机构成型出法兰结构，并进行保压；具体的，预扩完成后，第一顶出气缸94的活塞杆后退带动预扩模具后退，磁力吸盘34带动内撑套3移动至管道1端口平齐位置时，小型直流吸盘式电磁铁87断电，与内撑套3内部的磁力吸盘34脱离，预扩模具随第一顶出气缸94继续后退至指定位置，后滑动模板92经移位气缸93和第一滑动组件02向上移动，将预扩模具移动至上方，同时将成型模具移动至成型工位，并对准微喇叭结构，第二顶出气缸95的活塞杆前进推动成型模芯82向模腔81内移动实现合模，通过挤压机构注入熔融状态的管道1材料并保压成型出法兰结构，保压时间为3分钟；

S6：冷却开模，保压完成，夹持装置7动作，松开管道1，将成型后的法兰结构在成型模具内进行循环水冷却后开模，成型出管道1端口的法兰结构；

S7：管道1连接，选用与上述管道1端口成型出的法兰结构配套的法兰盘，完成管道1间的机械式连接。

综上所述，本发明解决了现有技术中采用电熔焊接难度系数高，对管道1端口外圆尺寸、管道1椭圆度、环境要求和焊接技术要求较高，保证焊接质量困难，影响管道1连接的技术问题，适用于管道1连接技术领域。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种整体式翻边法兰生产设备，包括托架，其特征在于：所述托架顶部设有输送装置，底部设有升降机构，升降机构的升降台上设有加热装置，输送装置的出料端设有法兰成型装置，法兰成型装置包括设于底座上的预扩模具和成型模具，底座上设有夹持装置，成型模具与挤压机构相连，利用输送装置和升降机构相配合，将加热装置上升至托架顶部，通过输送装置的输送部将管道输送至加热装置工位，管道端口处设有内撑装置和内撑套，内撑套设于靠近管道端口位置，内撑装置设于内撑套远离管道端口侧并与其固定连接，在输送装置的旋转支撑部和加热装置共同作用下对管道侧壁进行均匀加热，后经预扩模具预扩管道端口，成型模具经挤压机构完成管道端口部分的法兰结构加工。

2.根据权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产设备，其特征在于：所述内撑装置包括内撑机构、内撑光轴和与管道内径适配的撑紧部，撑紧部包括若干个弧形结构的撑紧块，若干个撑紧块通过橡胶圈套装于内撑机构外侧，内撑机构套装于内撑光轴外侧，内撑光轴远离管道端口侧侧壁开设有定位槽，定位槽内设有限定内撑机构沿内撑光轴轴向位置的定位部。

3.根据权利要求2所述的一种整体翻边法兰生产设备，其特征在于：所述内撑机构包括套装于内撑光轴外侧的撑紧结构，撑紧结构两端通过衬套与内撑光轴相配合，衬套的内径与内撑光轴外径相适配，衬套的外径与撑紧结构的内径相适配并通过螺栓与其连接，撑紧结构远离管道端口侧设有一体成型的定位盘，另一侧活动连接有压紧盘，压紧盘外侧设有压紧螺母，压紧螺母与内撑结构螺纹连接定位盘和压紧盘构均造有内大外小的锥形面，各撑紧块构造有与定位盘和压紧盘适配的锥形面。

4.根据权利要求3所述的一种整体翻边法兰生产设备，其特征在于：所述撑紧结构外壁一体成型构造有若干个导向柱，各撑紧块内壁构造有与导向柱适配的导向孔，内撑套包括一体成型的连接轴和套筒，连接轴与内衬光轴螺纹连接并通过圆螺母锁紧固定，套筒外径与管道内径相适配。

5.根据权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产设备，其特征在于：所述夹持装置包括固设于底座上的安装架，安装架内设有分别通过夹持气缸与安装架相连的管道夹具和模腔夹具，预扩装置和成型装置分别通过进给气缸活动安装于滑动模板上，滑动模板通过第一滑动组件滑动安装于模架上并通过第一气缸与模架相连，模架通过第二滑动组件滑动安装于底座上并通过第二气缸与底座相连。

6.根据权利要求5所述的一种整体式翻边法兰生产设备，其特征在于：所述预扩装置包括一次扩扣模和二次扩扣模，一次扩扣模通过扩扣模安装板和第一顶出气缸与滑动模板相连，二次扩扣模套装于一次扩扣模外侧并与之同轴国定连接。

7.根据权利要求6所述的一种整体式翻边法兰生产设备，其特征在于：所述一次扩扣模内部通过连接板固设有小型直流吸盘式电磁铁，内撑套内部设有磁力吸盘。

8.根据权利要求5所述的一种整体式翻边法兰生产设备，其特征在于：所述成型装置包括模腔和成型模芯，模腔通过模腔夹具安装于管道端口外侧，成型模芯通过模芯定位套和第二顶出气缸与滑动模板相连。

9.根据权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生成产设备，其特征在于：所述加热装置包括远红外陶瓷加热箱、动力机构、上压辊和两下托辊，上压辊和两下托辊与管道的轴线平行，动力机构包括电机，传动组件和链条，旋转支撑部包括升降气缸和两支撑辊，升降气缸的缸体固设于托架底部，其活动端通过支撑架与两个支撑辊相连，电机通过传动组件和链条驱动上压辊和下托辊转动，同时在两支撑辊的共同作用下，带动上压辊和下托辊中间的管道在加热的同时转动，保证管道端口在红外陶瓷加热箱中能够受热均匀。

10.根据权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：设备安装，按权利要求1所述的一种整体式翻边法兰生产设备进行设备安装，并进行通电；

S2：端部撑紧，将内撑装置放入管道端口内部，对管道端部进行撑紧，然后放置内撑套，将内撑套与内撑装置连接固定，内撑套与管道端部距离根据需要设定；

S3：端口加热，通过输送装置和升降机构将管道端口移动到加热装置工位，进行管道的端口加热；

S4：管口预成型，管道加热完成后通过输送装置和升降机构相配合，移动到预扩工位，并通过加持装置对管道夹紧，同时将模腔夹紧于管道端口成型法兰位置的外侧，预扩装置对管道端口预扩成型，形成微型喇叭状结构；

S5：法兰成型，管道端口预成型后，将预扩装置移开，将成型装置移到该工位，通过成型装置和挤压机构成型出法兰结构，并进行保压；

S6：冷却开模，保压完成，夹持装置动作，松开管道，将成型后的法兰结构在成型装置内进行循环水冷却后开模，成型出管道端口的法兰结构；

S7：管道连接，选用与上述管道端口成型出的法兰结构配套的法兰盘，完成管道间的机械式连接。

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