專利名稱：一種塑料管材翻邊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種塑料管材翻邊機，適用于各種熱塑性塑料管材的翻邊成型，特別適用于難于加工的超高分子量聚乙烯管材或聚四氟乙烯管材的翻邊成型并與標準金屬法蘭構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯是粘均分子量大于150萬的線性聚乙烯，具有耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕等優(yōu)異的綜合使用性能，超高分子量聚乙烯管材用于固體粉末、固液混合物的物料輸送，其在施工中的管道連接方法之一是采用翻邊法蘭連接，即從超高分子量聚乙烯管材的端部套上標準金屬法蘭，然后對管材端部進行翻邊，從而實現(xiàn)管道的法蘭對接。由于超高分子量聚乙烯熔融時為高粘彈態(tài)，即使溫度達到熔點，也幾乎無流動性，因此超高分子量聚乙烯管材的翻邊加工比一般的塑料管材更為困難?，F(xiàn)有塑料管道的翻邊成型方法，如聚四氟乙烯管道的翻邊過程是先將管材在加熱裝置中加熱至軟化后，將管材移到翻邊模上初步成型為喇叭口，然后將管材從翻邊模上移走，經(jīng)加熱后再放到翻邊模上成型為大喇叭口，然后又將管材移走再次加熱，再放在定型模上完成翻邊。這種方法的缺點是工序多，加熱與翻邊過程分離，工作效率低，操作麻煩，并且翻邊時容易出現(xiàn)管材翻邊破裂，不能保證翻邊質(zhì)量?！八芰瞎艿婪厵C”(中國專利ZL 93236559.0)和“塑料漲口翻邊機”(中國專利ZL92208197.2)雖然對翻邊方法進行了改進，但在擴口和定型操作過程中仍需更換擴口模和定型模。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種塑料管材翻邊機，將加熱、翻邊、定型工序集為一體，在同一裝置上不需更換模具就能一次性完成管材的翻邊成型并與標準金屬法蘭構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。對于加工較為困難的超高分子量聚乙烯塑料管材也能保證管材翻邊加工的質(zhì)量。
本實用新型與普通的管材翻邊機一樣主要由管材夾持組件、翻邊模、絲杠傳動組件、加熱系統(tǒng)等構(gòu)成，由連接組件將管材夾持組件、翻邊模、絲杠傳動組件連接在一起，本實用新型通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的1、管材夾持組件包括剖分鎖緊法蘭和螺栓與螺母，剖分鎖緊法蘭套在塑料管材外表面移動定位，由螺栓與螺母將剖分鎖緊法蘭固定在塑料管材上。絲杠傳動組件包括絲杠、絲杠架、手柄和頂板，旋轉(zhuǎn)手柄通過絲杠轉(zhuǎn)動推動頂板作軸向移動，頂板在翻邊模的法蘭端面一側(cè)。翻邊模的一端為法蘭，另一端為管狀體，管狀體帶有圓錐面擴口段，法蘭上開設(shè)有環(huán)形凹槽，管狀體插在塑料管材內(nèi)。連接組件由螺柱、連接螺母和調(diào)節(jié)螺母組成。加熱器為開口環(huán)狀電加熱器，設(shè)置在翻邊模的內(nèi)腔中；由連接組件的螺柱依次連接剖分鎖緊法蘭、標準金屬法蘭、翻邊模和絲杠架，并通過連接組件的連接螺母和調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)定位，旋轉(zhuǎn)絲杠傳動組件的手柄通過頂板擠壓翻邊模沿軸向移動，塑料管材的端部受擠壓翻邊與標準金屬法蘭構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。
2、管材夾持組件的剖分鎖緊法蘭由兩個一端是半剖法蘭另一端是半剖夾持圈的剖分體構(gòu)成，半剖夾持圈兩側(cè)的突緣上有螺栓連接孔，用螺栓和螺母將剖分鎖緊法蘭的兩剖分體連接為一體。
3、在剖分鎖緊法蘭的內(nèi)腔表面和塑料管材外表面之間設(shè)有耐高溫橡膠板。
4、翻邊模的管狀體外表面包括圓錐面導(dǎo)入段、圓柱面平直段、圓錐面擴口段，管狀體的圓錐面擴口段和法蘭的環(huán)形凹槽底面之間為相切連接的圓弧面過渡段，圓柱面平直段的外徑等于塑料管材的內(nèi)徑。
5、翻邊模的管狀體的圓錐面擴口段的斜角為5～25°。
6、翻邊模的法蘭端面上設(shè)有熱電偶。
7、絲杠傳動組件的絲杠架有四個均勻分布的聯(lián)接通孔，相鄰兩孔之間的外緣有大圓弧缺口。
8、絲杠傳動組件的頂板的外緣的直徑大于翻邊模內(nèi)腔的直徑，頂板有四個均勻分布的圓弧缺口。
9、加熱器為開口環(huán)狀電加熱器，開口環(huán)狀加熱器的開口間距為7～10mm，開口環(huán)狀加熱器的環(huán)弧的曲率半徑比翻邊模內(nèi)腔的半徑大0.5mm。
本實用新型提出的塑料管材翻邊機適用于包括超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物在內(nèi)的各種熱塑性塑料管材的翻邊成型加工。
本實用新型一種塑料管材翻邊機具有裝置簡單、將加熱、翻邊、定型等工序集為一體，操作工序簡便、效率較高、翻邊質(zhì)量可靠的特點。


圖1是本實用新型一種塑料管材翻邊機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的右向視圖；圖3是本實用新型一種塑料管材翻邊機的翻邊模結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型一種塑料管材翻邊機的絲杠架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實用新型一種塑料管材翻邊機的頂板結(jié)構(gòu)示意圖。
在以上圖中(1)塑料管材；(2)耐高溫橡膠板；(3)剖分鎖緊法蘭；(4)標準金屬法蘭；(5)加熱器；(6)翻邊模；(7)熱電偶；(8)螺柱；(9)頂板；(10)絲杠架；(11)絲杠；(12)手柄；(13)螺栓；(14)螺母；(15)連接螺母；(16)調(diào)節(jié)螺母。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1和圖2是本實用新型塑料管材翻邊機工作時與塑料管材(1)和標準金屬法蘭(4)安裝在一起的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型的管材夾持組件包括剖分鎖緊法蘭(3)和螺栓(13)與螺母(14)，剖分鎖緊法蘭(3)安裝在塑料管材(1)的外表面上，并可以在塑料管材(1)上移動，確定位置后，由螺栓(13)與螺母(14)將剖分鎖緊法蘭(3)固定在塑料管材(1)上。剖分鎖緊法蘭(3)由一端是半剖法蘭(3-1)另一端是半剖夾持圈(3-2)的兩個剖分體構(gòu)成，半剖夾持圈(3-2)兩側(cè)的突緣(3-3)上有螺栓聯(lián)接孔，用螺栓(13)將剖分鎖緊法蘭的兩個剖分體連接為一體。為了防止在加工過程中塑料管材(1)的滑移，在剖分鎖緊法蘭(3)的內(nèi)腔表面和塑料管材(1)的外表面之間加設(shè)耐高溫橡膠板(2)，耐高溫橡膠板(2)的厚度為1～5mm，對于超高分子量聚乙烯管材選耐溫160℃的耐高溫橡膠板(2)。絲杠傳動組件包括絲杠(11)、絲杠架(10)、手柄(12)和頂板(9)，旋轉(zhuǎn)手柄(12)通過絲杠(10)轉(zhuǎn)動推動頂板(9)作軸向移動。絲杠傳動組件的絲杠架(10)如圖4所示，它有四個均勻分布的聯(lián)接通孔(10-1)，相鄰兩孔之間的外緣有為減輕重量的大圓弧缺口(10-2)。絲杠傳動組件的頂板(9)如圖5所示，它的外緣(9-1)的直徑大于翻邊模內(nèi)腔的直徑，頂板(9)的外緣有四個為減輕重量的圓弧缺口(9-2)。
本實用新型的連接組件由螺柱(8)、連接螺母(15)和調(diào)節(jié)螺母(16)組成。由連接組件的螺柱(8)依次連接剖分鎖緊法蘭(3)、標準金屬法蘭(4)、翻邊模(6)和絲杠架(10)，并通過連接組件的連接螺母(15)和調(diào)節(jié)螺母(16)調(diào)節(jié)定位，旋轉(zhuǎn)絲杠傳動組件的手柄(12)通過頂板(9)擠壓翻邊模(6)沿軸向移動，塑料管材(1)的端部受擠壓翻邊與標準金屬法蘭(4)構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。
本實用新型的翻邊模(6)如圖3所示，它的的一端為法蘭(6-1)，另一端為管狀體(6-2)，管狀體(6-2)帶有圓錐面擴口段(6c)，法蘭(6-1)上開設(shè)有與塑料管材(1)的翻邊形狀相同的環(huán)形凹槽(6-3)。在法蘭(6-1)的端面上靠近管狀體(6-2)內(nèi)腔的位置有熱電偶插孔(6-4)，熱電偶插孔(6-4)中設(shè)置熱電偶(7)(如圖1所示)，用熱電偶(7)測量翻邊模(6)的溫度，用以控制塑料管材(1)被加熱的溫度。翻邊模(6)的管狀體(6-2)的外表面包括圓錐面導(dǎo)入段(6a)、圓柱面平直段(6b)和圓錐面擴口段(6c)，管狀體的圓錐面擴口段(6c)和法蘭的環(huán)形凹槽底面(6e)之間為相切連接的圓弧面過渡段(6d)。圓柱面平直段(6a)的外徑等于塑料管材(1)的內(nèi)徑，圓錐面擴口段(6c)的斜角θ為5～25°。當(dāng)θ值過大時，塑料管材(1)翻邊后管口厚度較薄，且在法蘭連接后兩管對接處形成的“V”形空隙過大，管材輸送時易滯料，當(dāng)θ值過小時，塑料管材(1)翻邊時難以實現(xiàn)擴口。
本實用新型所用的加熱器(如圖1和圖2所示)設(shè)置在翻邊模(6)的內(nèi)腔中，加熱器(5)采用市售的開口環(huán)狀電加熱器(例如功率密度為3W/cm2的開口環(huán)狀云母電加熱器)，加熱器(5)的環(huán)弧曲率半徑比翻邊模(6)內(nèi)腔的半徑大0.5mm，開口環(huán)狀加熱器的開口間距約為7～10mm。這樣，開口環(huán)狀加熱器安裝在翻邊模(6)的內(nèi)腔后，如圖2所示，開口環(huán)狀加熱器的開口間距H變?yōu)?～6mm，環(huán)弧的曲率半徑等于翻邊模內(nèi)腔的半徑.這樣，開口環(huán)狀電加熱器能與翻邊模(6)的內(nèi)腔壁面能緊密接觸，有利于提高加熱效果。本實用新型所用的加熱器(5)和熱電偶(7)的接線從絲杠傳動組件的頂板(9)的圓弧缺口(9-1)(如圖5所示)處導(dǎo)出。
本實用新型一種塑料管材翻邊機如圖1和圖2所示，將兩個剖分鎖緊法蘭(3)套在塑料管材(1)要翻邊一端的附近部位，用螺栓(13)和螺母(14)連接兩個剖分鎖緊法蘭(3)兩側(cè)的突緣(3-3)，在塑料管材(1)被夾持的外表面和鎖緊法蘭(3)的半剖夾持圈(3-2)的內(nèi)腔表面之間墊以耐高溫橡膠板(2)。從塑料管材(1)端部套上供管道連接用的標準金屬法蘭(4)，并使其緊靠在剖分鎖緊法蘭(3)的一側(cè)，調(diào)節(jié)剖分鎖緊法蘭(3)和標準金屬法蘭(4)在管材上的位置，使塑料管材(1)的端頭超出標準金屬法蘭(4)外端面的長度S小于或等于標準金屬法蘭(4)內(nèi)腔壁到標準金屬法蘭(4)聯(lián)接孔壁的徑向距離，這樣塑料管材(1)經(jīng)加工的翻邊(寬度約為S)不至于因螺柱(8)而影響成型。擰緊螺栓(13)和螺母(14)，使剖分鎖緊法蘭(3)和耐高溫橡膠板(2)完全鎖緊在塑料管材(1)上。將翻邊模(6)插入塑料管材(1)用四個螺柱(8)將剖分鎖緊法蘭(3)、標準金屬法蘭(4)和翻邊模(6)連接，在螺柱(8)的一端旋上連接螺母(15)，在翻邊模(6)的一側(cè)旋入調(diào)節(jié)螺母(16)。將旋入絲杠(11)的絲杠架(10)套在四個螺柱(8)上，然后用連接螺母(15)緊固。將頂板(9)墊在翻邊模(6)的法蘭(6-1)的外端面，調(diào)節(jié)其位置使其與翻邊模(6)基本同軸，在翻邊模(6)的管狀體(6-2)內(nèi)腔的電加熱器(5)的導(dǎo)線和安裝在翻邊模(6)的法蘭(6-1)外端面上的熱電偶(7)的導(dǎo)線可從頂板(9)處引出。通過調(diào)節(jié)絲杠架(10)在螺柱(8)上的位置或用手柄(12)調(diào)節(jié)絲杠(11)，使絲杠(11)頂住頂板(9)，頂板(9)再頂住翻邊模(6)，最后完全緊固所有連接螺母(15)，翻邊機安裝完畢。
本實用新型一種塑料管材翻邊機的工作過程如下接通加熱器(5)，使翻邊模(6)升溫至設(shè)定溫度(一般為塑料管材的軟化溫度至熔點溫度范圍)，翻邊模(6)傳熱給塑料管材(1)，使其與翻邊模(6)的管狀體(6-2)接觸部分受熱軟化，然后搖動手柄(12)使絲杠(11)相對絲杠架(10)旋入，絲杠(11)擠壓頂板(9)，頂板(9)受力擠壓翻邊模(6)，翻邊模(6)沿螺柱(8)軸向前移而擠壓塑料管材(1)，在翻邊模(6)的圓錐面擴口段(6c)和圓弧面過渡段(6d)導(dǎo)向作用下，塑料管材(1)露出標準金屬法蘭(4)的部分逐漸擴口和外翻，并進入翻邊模(6)的法蘭的環(huán)形凹槽中，由于環(huán)形凹槽壁面(6f)的阻擋作用，塑料管材(1)外翻部分逐漸填充環(huán)形凹槽，隨著塑料管材(1)外翻程度的加大，絲杠(11)旋進的阻力增加，此時用扳手調(diào)節(jié)四個調(diào)節(jié)螺母(16)，使翻邊模(6)克服阻力繼續(xù)前移，直到塑料管材(1)外翻部分完全壓實在標準金屬法蘭(4)的端面和翻邊模(6)的法蘭的環(huán)形凹槽(6-3)中，此時標準金屬法蘭(4)和翻邊模(6)的法蘭(6-1)的端面之間只留下微小間隙。保溫一段時間，并調(diào)節(jié)四個調(diào)節(jié)螺母(16)以保持對塑料管材(1)翻邊部分受壓力均勻，然后逐漸冷卻(空氣自然冷卻或吹風(fēng)冷卻)，使塑料管材(1)翻邊部分完全固化成型后，卸去翻邊機，即得到套有標準金屬法蘭(4)的具有翻邊結(jié)構(gòu)的塑料管件，可用于塑料管材的法蘭連接。
本實用新型將加熱、翻邊、定型等工序集為一體，在同一裝置上不需更換模具就能一次性完成管材的翻邊過程。對于超高分子量聚乙烯這類加工較為困難的塑料管材也能一次翻邊成型。本實用新型還適用于聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)以及各種熱塑性塑料管材的翻邊成型加工。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作工序簡便、效率較高、翻邊質(zhì)量好的優(yōu)點。
本實用新型用于加工Φ219mm超高分子量聚乙烯塑料管材的翻邊機，加工由Φ219×15.5mm超高分子量聚乙烯塑料管材與Φ219mm管用標準金屬法蘭組成的管件。翻邊模的管狀體外徑Φ188mm，管狀體的內(nèi)腔直徑Φ178mm，管狀體的圓錐面擴口段的斜角12°。加熱器為市售的功率密度3W/cm2、功率800W的開口環(huán)狀云母電加熱器。開口環(huán)狀加熱器的開口間距為9mm，開口環(huán)狀加熱器的環(huán)弧的曲率半徑為89.5mm。
本實用新型用于加工Φ325mm超高分子量聚乙烯塑料管材的翻邊機，加工由Φ325×16mm超高分子量聚乙烯塑料管材與Φ325mm管用標準金屬法蘭組成的管件。翻邊模的管狀體外徑Φ293mm，管狀體的內(nèi)腔直徑Φ278mm，管狀體的圓錐面擴口段的斜角8°。加熱器為市售的功率密度3W/cm2、功率2300W的開口環(huán)狀云母電加熱器。開口環(huán)狀加熱器的開口間距為8mm，開口環(huán)狀加熱器的環(huán)弧的曲率半徑為139.5mm。用本實用新型的設(shè)備加工的翻邊超高分子量聚乙烯管件，管材的翻邊表面光滑平整，質(zhì)量合格。
權(quán)利要求1.一種塑料管材翻邊機，包括管材夾持組件、翻邊模、絲杠傳動組件、連接組件及加熱系統(tǒng)，由連接組件將管材夾持組件、翻邊模、絲杠傳動組件連接在一起，其特征在于(1)管材夾持組件包括剖分鎖緊法蘭和螺栓與螺母，剖分鎖緊法蘭套在塑料管材外表面移動定位，由螺栓與螺母將剖分鎖緊法蘭固定在塑料管材上；(2)絲杠傳動組件包括絲杠、絲杠架、手柄和頂板，旋轉(zhuǎn)手柄通過絲杠轉(zhuǎn)動推動頂板作軸向移動，頂板在翻邊模的法蘭端面一側(cè)；(3)翻邊模的一端為法蘭，另一端為管狀體，管狀體帶有圓錐面擴口段，法蘭上開設(shè)有環(huán)形凹槽，管狀體插在塑料管材內(nèi)；(4)連接組件由螺柱、連接螺母和調(diào)節(jié)螺母組成；(5)加熱器為開口環(huán)狀電加熱器，設(shè)置在翻邊模的內(nèi)腔中；由連接組件的螺柱依次連接剖分鎖緊法蘭、標準金屬法蘭、翻邊模和絲杠架，并通過連接組件的連接螺母和調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)定位，旋轉(zhuǎn)絲杠傳動組件的手柄通過頂板擠壓翻邊模沿軸向移動，塑料管材的端部受擠壓翻邊與標準金屬法蘭構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于管材夾持組件的剖分鎖緊法蘭由兩個一端是半剖法蘭另一端是半剖夾持圈的剖分體構(gòu)成，半剖夾持圈兩側(cè)的突緣上有螺栓連接孔，用螺栓和螺母將剖分鎖緊法蘭的兩剖分體連接為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于在剖分鎖緊法蘭的內(nèi)腔表面和塑料管材外表面之間設(shè)有耐高溫橡膠板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于翻邊模的管狀體外表面包括圓錐面導(dǎo)入段、圓柱面平直段、圓錐面擴口段，管狀體的圓錐面擴口段和法蘭的環(huán)形凹槽底面之間為相切連接的圓弧面過渡段，圓柱面平直段的外徑等于塑料管材的內(nèi)徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的塑料管材翻邊機，其特征在于翻邊模的管狀體的圓錐面擴口段的斜角為5～25°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于翻邊模的法蘭端面上設(shè)有熱電偶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于絲杠傳動組件的絲杠架有四個均勻分布的聯(lián)接通孔，相鄰兩孔之間的外緣有大圓弧缺口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于絲杠傳動組件的頂板的外緣的直徑大于翻邊模內(nèi)腔的直徑，頂板有四個均勻分布的圓弧缺口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料管材翻邊機，其特征在于加熱器為開口環(huán)狀電加熱器，開口環(huán)狀加熱器的開口間距為7～10mm，開口環(huán)狀加熱器的環(huán)弧的曲率半徑比翻邊模內(nèi)腔的半徑大0.5mm。
專利摘要本實用新型一種塑料管材翻邊機，主要由管材夾持組件、翻邊模、絲杠傳動組件、連接組件及加熱器構(gòu)成。翻邊模的一端為法蘭，另一端為管狀體，管狀體帶有圓錐面擴口段，法蘭上開設(shè)有環(huán)形凹槽；開口環(huán)狀電加熱器設(shè)置在翻邊模的內(nèi)腔中。由連接組件依次連接部分鎖緊法蘭、標準金屬法蘭、翻邊模和絲杠架，并通過連接組件調(diào)節(jié)定位。旋轉(zhuǎn)絲杠傳動組件的手柄通過頂板擠壓翻邊模沿軸向移動，塑料管材的端部受擠壓翻邊成型。本實用新型將加熱、翻邊、定型工序集為一體，在同一裝置上不需更換模具就能一次性完成管材的翻邊成型并與標準金屬法蘭構(gòu)成翻邊法蘭連接管件。適用于超高分子量聚乙烯管材以及各種熱塑性塑料管材的翻邊成型。
文檔編號B29C57/04GK2621114SQ0326189
公開日2004年6月23日 申請日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月3日
發(fā)明者何繼敏, 薛平, 何亞東, 許憲 申請人:北京化工大學(xué)