一種鈦合金薄壁焊管擴管機的製作方法

2023-05-04 11:00:36 1

專利名稱：一種鈦合金薄壁焊管擴管機的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬焊管擴管技術領域，特別涉及一種鈦合金薄壁焊管擴管機。
背景技術：
薄壁鈦合金焊管是用壁厚為O. 6-2mm的鈦合金薄板以自動氬弧焊等熔焊焊接工藝製成的管材。中國專利公報公開了一種擴管設備，其公開號為20161811U，該設備雖具有擴管機的特徵零部件，如芯軸、錐形拉頭、拉杆、支座、油缸並組成的擴管液壓機構，它只是靠錐形拉頭由拉杆牽引進行擴管，它適用於表面回彈量小的厚壁碳素鋼焊管的擴管，但用來對價格昂貴的鈦合金薄壁焊管進行連續擴管及整圓是不合適的，其原因在於第一，鈦合金薄壁(壁厚為O. 6-2mm)焊管強度高、膨脹量大，即表面回彈量大，在大的膨脹量時，膨脹瓣之間的縫隙也大，過大的縫隙會嚴重影響薄壁鈦合金焊管的擴管質量，由於縫隙大所造成的膨脹印痕也會導致不合格產品的出現，甚至造成焊管報廢。第二，由於鈦合金焊管表面回彈量大，在擴管整圓過程中，已膨脹區和未膨脹區之間需要有一個合理的過渡區，如在過渡區對焊管的膨脹處理不好就會出現膨脹印痕，使焊管出現「竹節」的現象，從而嚴重影響其質量，甚至造成報廢。純鈦的抗拉強度為539Mpa，高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度，鈦及鈦合金表面回彈量很大，約為不鏽鋼的2-3倍。用鈦合金薄板製成焊管後，具有反彈量大的特點，給焊管生產過程中整圓工序帶來很大的難度。單靠壓制、千斤頂等方法難以使產品質量達到相關標準要求。

發明內容
本發明的目的在於提供一種鈦合金薄壁焊管擴管機，它適合於膨脹量大的高強度薄壁金屬焊管的擴管和整圓。本發明所提出的技術解決方案是這樣的
一種鈦合金薄壁焊管擴管機包括液壓站I、電磁換向閥2、油管3、液壓缸4、套管5、芯軸 6、椎臺拉頭13、夾具工裝16、椎臺拉頭13裝在芯軸6外端部並通過螺母14緊固，還設有膨脹瓣12、開口襯套17、擋板11、行走小車18，所述膨脹瓣12由形狀大小相同的沿圓周方向布排的6-10塊瓣塊組成，每塊瓣塊12-1的內壁上設有T形凹槽12-1-1，瓣塊12_1外表面設有前弧形段12-1-2。中直段12-1-3，後弧形段12-1-4，所述錐臺拉頭13外面設有6_10 個與膨脹瓣12的T形凹槽12-1-1對應的T形凸臺13-1，這些T型凸臺13_1形狀大小相同且均勻布排在錐臺拉頭13的錐臺母線上，所述錐臺拉頭13的T型凸臺13-1與瓣塊12-1 的T型凹槽12-1-1對應匹配滑動連接，所述擋板11為圓環形，其環面上均布有6-10個長軸過擋板11圓心的長圓孔11-1，擋板11焊接在所述套管5的外端部，螺釘8穿過固定套 10和擋板11的長圓孔ll-ι與對應的瓣塊前弧形段12-1-2固定連接，固定套10能在對應的擋板長圓孔11-1內上下移動，所述開口襯套17兩端焊有擋環，套在所述膨脹瓣12的外表面，所述焊管15通過夾具工裝16固定所述液壓缸4、套管5、芯軸6、錐臺拉頭13、膨脹瓣12、擋板11、開口襯套17連接組成的擴管機主體固裝在行走小車18上。所述開口襯套17為圓筒形，開有一條貫穿前後的縱向縫隙。套管5上裝有標尺 7。與現有技術相比，本發明具有如下顯著效果
(O由於本發明的膨脹瓣設有6-10塊瓣塊，每塊瓣塊設有前弧形段、中直段、後弧形段。中直段用於擴管整圓、前弧形段是擴管機向前擴管整圓的過渡區，以減小對焊管的衝擊，減小膨脹印痕。後弧形段用於擴管整圓後減少焊管突然回彈收縮，使其圓滑過渡，避免焊管擴管整圓出現「竹節」現象，因而，本發明焊管擴管機特別適用於表面回彈量大的鈦合金薄壁焊管擴管整圓用。(2)由於本發明是通過錐臺拉頭與膨脹瓣的相對運動產生的膨脹力對焊管進行擴管整圓，而膨脹瓣是由6-10塊瓣塊組成，在膨脹過程中瓣塊之間有縫隙，使焊管出現凹痕， 但由於本發明在膨脹瓣外套有開口襯套，使在膨脹過程中，瓣塊產生的膨脹力不是直接作用於焊管，而是通過開口襯套均勻傳遞到焊管，同時開口襯套只有一條縱向縫隙，且比瓣塊之間的縫隙要窄，所以在擴管整圓中開口襯套產生的一條縫隙痕不明顯，不影響焊管擴管整圓質量。本發明主要用於強度高、回彈量大的鈦合金薄壁焊管的擴管整圓，同時也可適用於不鏽鋼薄壁焊管和雙相不鏽鋼薄壁焊管的擴管整圓。
是本發明一個實施例的一種鈦合金薄壁焊管擴管機的結構示意圖。


圖I圖2是圖I所示B部放大示意圖。圖3是圖I所示A向示意圖。圖4是圖I所示的錐臺拉頭主視圖。圖5是圖4的左視圖。圖6是圖2所示的擋板主視圖。圖7是圖I所示的膨脹瓣的右視圖。圖8是圖7的C-C剖視圖。圖9是圖I所示的膨脹瓣的左視圖。
具體實施例方式通過下面實施例對本發明所進一步詳細闡述。參見圖I-圖9所示，一種鈦合金薄壁焊管擴管機由液壓站I、電磁換向閥2、油管 3、液壓缸4、套管5、芯軸6、錐臺拉頭13、夾具工裝16、擋板11、膨脹瓣12、開口襯套17、行走小車18、標尺7組成。錐臺拉頭是裝在芯軸6外端部並通過螺母14緊固，錐臺拉頭13 外面設有6-10個T型凸臺13-1，這些T型凸臺13-1形狀大小相同且均勻布排在錐臺拉頭的錐臺母線上，本實施例的錐臺拉頭設有8個T型凸臺13-1，膨脹瓣12由形態大小相同的沿圓周方向布排的6-10塊瓣塊12-1組成，每塊瓣塊12-1的內壁設有T形凹槽12-1-1，瓣塊12-1-1設有前弧形段12-1-2 (約佔瓣塊總長I / 6)，中直段12_1_3 (約佔瓣塊總長 2 / 3)，後弧形段12-1-4 (約佔瓣塊總長I / 6)，本實施的膨脹瓣12設有8塊瓣塊12-1。
4錐形拉頭13的8個T形凸臺13-1與8塊瓣塊12-1的T形凹槽12_1_1對應匹配滑動聯接。 擋板11為圓環形，其環面與上均布有6-10個長軸過擋板11圓心的長圓孔11-1本實施例擋板11上設有8個長圓孔11-1，擋板11焊接在套管5的外端部，螺釘8穿過固定套10和擋板11的長圓孔11-1與對應的瓣塊前弧形段12-1-2固定連接，當膨脹瓣12膨脹或收縮時固定套10能夠在對應的擋板長圓孔11-1內上下移動，固定套10的長度應該比擋板11 的厚度稍大。開口襯套17為圓筒形，開有一條貫穿前後的縱向縫隙，開口襯套17兩端焊有擋環，套在膨脹瓣12的外表面，使工作過程中開口襯套不會離開膨脹瓣。薄壁焊管15通過夾具工裝16夾緊固定。液壓缸4、套管5、芯軸6、錐臺拉頭13、膨脹瓣12、擋板11、開口襯套17連接組成的擴管機主體固裝在行走小車18上。套管5上裝有標尺7。本鈦合金薄壁焊管擴管機工作過程如下
用夾具工裝16把鈦合金薄壁焊管15夾緊固定在水平位置上，把由液壓缸4、套管5、芯軸6、錐臺拉頭13、膨脹瓣12、擋板11、開口襯套17連接組成的擴管機主體固裝在行走小車 18上，把錐臺拉頭13、膨脹瓣12、擋板11、開口襯套17放入鈦合金薄壁焊管內中部，此時芯軸6的中心線與鈦合金薄壁焊管中心線重合。啟動液壓站1，兩位四通電磁閥2和液壓缸4 工作，通過程序控制器，液壓缸4驅動芯軸6向前運動，錐臺拉頭13的T形凸臺13-1沿著膨脹瓣12的T形凹槽12-1-1向前滑動，由於膨脹瓣12前端被擋板11限位，迫使8塊瓣塊 12-1膨脹並通過開口襯套向鈦合金薄壁焊管產生均勻的膨脹力，該膨脹力垂直於芯軸的中心線，由於固定在各瓣塊12-1前端的固定套10被定位在擋板11的長圓孔11-1內移動，從而限制了膨脹瓣的膨脹量，實現對鈦合金薄壁焊管按預設要求擴管整圓。每段擴管整圓的行程決定於液壓缸4的行程。由於鈦合金焊管一般規格為6米長，先在管內3米長地方開始向前逐段依次擴管整圓，完成後將6米鈦合金薄壁焊管掉頭膨脹另外的3米，以完成整排6米管的擴管整圓。 在液壓缸活塞向前走完一行程後，兩位四通電磁換向閥對油管3換向，液壓缸4活塞向後運動一個行程，此時膨脹瓣12的瓣塊12-1收縮，活塞向後運動一個行程後，行走小車18承載著擴管機主體向前行走一個活塞行程，開始下一段的擴管整圓。固定套管5上的標尺7用於標尺膨脹瓣12在焊管15內的位置。由於瓣塊12-1設有前弧形段12-1-2、中直段12_1_3、後弧形段12_1_4，在向前擴管整圓的起始階段，前弧形段12-1-2與未擴管的焊管內壁沿弧逐步接觸施壓，為中直段 12-1-3實施擴管整圓提供過渡區，減少對焊管衝擊，從而減少膨脹印痕。至中直段12-1-3 完全實施擴管整圓後，後弧形段12-1-4使膨脹的焊管沿後弧形線緩慢收縮，使其圓滑過渡，而不致於突然收縮，避免了焊管擴管整圓出現「竹節」現象，因而本發明焊管擴管機特別適用於表面回彈量大的鈦合金薄壁焊管擴管整圓用。也可適用一般表面回彈量比鈦合金薄壁焊管小的不鏽鋼薄壁焊管的擴管整圓。由於在膨脹瓣12與鈦合金薄壁焊管15內壁之間裝有開口襯套17，所以擴管整圓後，焊管不會出現明顯的縫隙印痕而影響擴管整圓質量。根據具體情況每根鈦合金薄壁焊管可選擇多次擴管整圓以達到預定要求。
權利要求
1.一種鈦合金薄壁焊管擴管機包括液壓站(I)、電磁換向閥(2 )、油管(3 )、液壓缸(4 )、 套管(5)、芯軸(6)、椎臺拉頭(13)、夾具工裝(16)、椎臺拉頭(13)裝在芯軸(6)外端部並通過螺母(14)緊固，其特徵在於還設有膨脹瓣(12)、開口襯套(17)、擋板(11)、行走小車(18)，所述膨脹瓣(12)由形狀大小相同的沿圓周方向布排的6-10塊瓣塊組成，每塊瓣塊 (12-1)的內壁上設有T形凹槽(12-1-1)，瓣塊(12-1)外表面設有前孤形段(12_1_2)、中直段(12-1-3)，後弧形段(12-1-4)，所述錐臺拉頭(13)外面設有6_10個與膨脹瓣(12)的T 形凹槽(12-1-1)對應的T形凸臺(13-1)，這些T型凸臺(13-1)形狀大小相同且均勻布排在錐臺拉頭(13)的錐臺母線上，所述錐臺拉頭(13)的T型凸臺(13-1)與瓣塊(12-1)的T 型凹槽(12-1-1)對應匹配滑動連接，所述擋板(11)為圓環形，其環面上均布有6-10個長軸過擋板(11)圓心的長圓孔(11-1)，擋板11焊接在所述套管(5)的外端部，螺釘(8)穿過固定套(10)和擋板(11)的長圓孔(11-1)與對應的瓣塊前弧形段(12-1-2)固定連接，固定套(10)能在對應的擋板長圓孔(11-1)內上下移動，所述開口襯套(17)兩端焊有擋環， 套在所述膨脹瓣(12)的外表面，所述焊管(15)通過夾具工裝(16)固定，所述液壓缸(4)、 套管(5)、芯軸(6)、錐臺拉頭(13)、膨脹瓣(12)、擋板(11)、開口襯套(17)連接組成的擴管機主體固裝在行走小車(18)上。
2.根據權利要求I所述的鈦合金薄壁焊管擴管機，其特徵在於所述開口襯套(17)為圓筒形，開有一條貫穿前後的縱向縫隙。
3.根據權利要求I所述的鈦合金薄壁焊管擴管機，其特徵在於在套管(5)上裝有標尺⑵。
全文摘要
一種鈦合金薄壁焊管擴管機，它適合於膨脹量大的高強度薄壁金屬焊管在其焊後的擴管和整圓。該擴管機設有固裝在芯軸外端部的帶T形凸臺的錐臺拉頭、帶T形凹槽的膨脹瓣、帶長圓孔的擋板和帶擋環的開口襯套，錐臺拉頭與膨脹瓣通過T形凸臺和T形凹槽匹配對應滑動聯接，固定在膨脹瓣的瓣塊前端面的固定套位於對應長圓孔內並作上下移動，該擋板固定在套管的外端部，開口襯套裝在膨脹瓣外面，拉頭和膨脹瓣組件由液壓缸驅動，對鈦合金薄壁焊管進行擴管整圓。
文檔編號B21D39/20GK102581151SQ20121004257
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者金奎文 申請人:佛山市瀾石宇航星不鏽鋼有限公司