合金鋼臥式反向擠壓機的製作方法

2023-04-24 20:40:26

專利名稱：合金鋼臥式反向擠壓機的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金工業金屬壓力加工技術領域，尤其涉及合金鋼臥式反向擠壓機。
技術背景我國是世界第一產鋼大國，無縫管產量位居首位，然而高品質無縫管材仍依賴進口。 國內小口徑合金鋼無縫管生產技術，長期沿用斜軋穿孔加冷拔或冷軋成材制管工藝。由 於鋼坯斜軋穿孔易造成毛管壁厚不勻，表面及內在質量低下，毛管拔制前需經酸洗、皂 化；拔制道次多而重複退火以消除加工硬化，使工藝過程繁雜、效率低、能耗高、汙染 環境。世界各主要產鋼國早在上世紀五十年代起，紛紛採用熱擠壓技術生產不鏽鋼等高 合金鋼無縫管。基於熱擠壓技術以"熱態鋼坯在擠壓中受三向壓縮應力作用，避免拉應 力出現，金屬可以發揮其最大塑性，使脆性材料塑性提高，並使材料內部缺陷彌合，組 織更加緻密而提高其機械性能。以及模孔擠壓成型能保證成品外形尺寸的精確和表面光 潔度"為理論依據，生產實踐證明，其技術優勢已毋庸置疑。由於多方面原因，以熱擠 壓工藝生產小口徑《①56咖合金鋼無縫管，至今仍為我國冶金工業一項技術空白。國內現有無縫鋼管熱擠壓生產，採用"二次加熱、立式液壓機穿孔、臥式正向擠壓 機擠壓"二次成型法，成品規格外徑》76mm。由於正向擠壓過程中，金屬流動方向與擠 壓軸運動方向一致，錠坯表面與擠壓筒內壁存在劇烈摩擦，而使擠壓力損失30至40%; 摩擦產生的溫度使錠坯的溫度不均勻，導致金屬流動不均勻，為避免製品產生裂紋、皺 折等缺陷，必須降低擠壓速度，從而導致生產效率降低。由此存在如下缺陷和不足(1) 能耗較高；(2)模具擠壓筒使用壽命較短；(3)生產效率較低；(4)擠壓殘料較厚，金屬 損耗較大。 發明內容本發明所要解決的技術問題是針對技術現狀，提供一種結構緊湊、工序簡單、使用 能耗少、成品質量高、操作方便、能直接產出小口徑合金鋼無縫管的合金鋼臥式反向擠 壓機。本發明採用的具體技術方案為-1、 本發明基本設計參數確定原則以獲得最終產品《。56imn小口徑合金鋼無縫管 為目標，依據鋼坯擠壓變形最合理擠壓比值範圍，選定最大許允鋼坯規格及最小產品規 格，計算所需變形力，確定擠壓機的工作壓力、液壓缸柱塞截面直徑及長度、缸體缸徑、 擠壓速度、生產節拍及與之相匹配的油泵供油量、壓力和配套電機功率。2、 本發明本體結構由機座、前固定橫梁、後固定橫梁、中間活動橫梁、張力柱、 主液壓缸、移模缸、回程缸等部分組成。各橫梁面必須相互平行且垂直於機座，固定橫 梁與機座螺栓固定，活動橫梁與機座臺面設供滑移的帶面滑道；四條張力柱貫通三橫梁 用螺母連接緊固，構成封閉式剛性框架，承載全部擠壓力。主液壓缸缸體與後固定橫梁 為同一大型鑄鋼件；缸體內腔設主缸柱塞，有多層密封圈滑配。上述柱塞為空腔體，中間配裝能供滑移的厚壁中心導油管， 一端插裝於缸體球頭內 壁凸起部，設兩層密封壓環與柱塞滑配；另一端以堵頭密封，所形成的中心空腔構成移模缸。缸體內壁與柱塞外壁之間形成的環形腔，與外接供油管相通，構成回程缸。柱塞的輸出端有凸起的聯接頭，擠壓模具後底版組合以內六角螺釘與其聯接，傳遞 擠壓力，柱塞的有效長度決定擠壓有效行程。主液壓缸、主擠壓軸、芯棒、擠壓模與空 心擠壓軸的水平軸線必須同心，以保證產品的尺寸精度。主液壓缸為充液直壓式。機頂設油箱，油箱中央設液控閥，下端銜接主缸，上端聯 通主供油管，構成大三通。液壓系統油路互通封閉循環，並配置液壓油冷卻器和過濾器。 液壓缸主缸與中心移模缸、外側回程缸三缸合一，分路供油。複合缸比較單體傳動或帶 獨立穿孔系統的多缸結構，布局更加緊湊，液壓系統更為簡單，容易維護，而且壓力損 失小，動作連鎖切換靈敏、快捷、準確。實施移模裝料、穿孔、擠壓及退模，全部經由 主缸動作完成，操作行程短，主軸及芯棒穿孔針與模孔對中性偏差小，成品管的同心度、 壁厚偏差及尺寸精度有保證。液控系統配置電液閥、電磁閥、單向閥、溢流閥及插裝閥等元件，按操作順序要求 編制電腦程式，實現自動控制。3、本發明模具組合及連接模具由穿孔、擠壓自動切換作業系統，熱擠壓操作系 統及退模、分離、擠餘切除作業系統三部分組成。設計遵循技術與經濟效果並重原則-能實施工藝過程每項操作動作準確無誤、安全可靠；各部模具合理選材，滿足強度、硬 度要求，熱作模具必須有足夠高的耐高溫強度及耐磨性能；確定合理的擠壓比，最佳擠 壓比為15至25,保證模具有足夠長的使用壽命，控制生產成本。3.1、穿孔、擠壓自動切換作業系統由後底板組合及彈簧閘閥、前底板及錐形頭、 主擠壓軸及芯棒與穿孔針、副軸及活塞缸與閘板、十字橫擔及拉杆組件等組成。後底板組合與主液壓缸柱塞輸出端聯接頭以內六角螺釘聯接，傳遞全部擠壓力。上述後底板由主板和副板複合組成，主板與副板的結合面有四條互成直角的平面輻 射槽，內嵌裝四組彈簧閘閥，閥板的鼻形部伸入副板滑動斜槽內，副板開有陰錐面，其 錐度與形狀大小與前底板上的錐形頭相吻合。前底板貼裝於中間活動橫梁朝後底板組方向的板面，以內六角螺釘緊固，中心配裝 帶軸孔的錐形頭。主擠壓軸穿裝於後底板組合中心軸孔及前底板上錐形頭軸孔，其輸出端與穿孔芯棒 螺紋旋接，芯棒頭配有穿孔針，穿經芯棒支承、擠壓墊伸入擠壓筒內。上述主擠壓軸設環形槽，當後底板組內彈簧閘閥閥片抱緊環形槽時，傳遞擠壓力予 主軸。上述前後底板的開合產生錐形頭與彈簧閘閥的開閉，實現閘閥與主軸的離合，完成 穿孔與擠壓的動作自動切換。副軸左右兩組，上下共四條，貫穿後底板組、前底板及中間活動橫梁， 一頭與後底 板組螺帽連接，另一頭能自由滑移，具有導向和驅動雙重功能。上述副軸開前後槽，其間距決定穿孔行程，由設於前底板中縫的閘板及活塞缸開合， 操控中間活動橫梁的進退或止動。主擠壓軸尾端設十字橫擔及拉杆組件，控制芯棒穿孔針定位。橫擔為十字形，縱向 兩端各設兩根導向軸，貫穿後底板組、前底板及中間活動橫梁， 一頭與橫擔螺帽連接，另一頭能自由滑移；橫向兩端與拉杆連接，拉杆插裝於後固定橫梁上的滑移導管內，尾 部有限位螺母。上述十字橫擔中心孔與主擠壓軸尾端螺帽連接，兩者隨動。穿孔切換成擠壓時，橫 擔被兩端拉杆拉住，芯棒穿孔針在擠壓模模孔中定位，擠壓筒前行，金屬從環形模孔中 不斷被擠壓成管，而芯棒隨主擠壓軸和橫擔從擠壓筒和錠坯中緩緩退出。3.2、 熱擠壓作業系統由擠壓筒組件及擠壓模、空心擠壓軸組件兩部分組成，分別相對安裝於活動橫梁與前固定橫梁的前後兩側板面，均釆用壓板以螺釘固定，中間空 檔為錠坯裝料空間。擠壓筒為雙層結構，內襯裝錠坯，外套包覆感應加熱圈，插熱電偶自動控溫；空心擠壓軸為雙層結構，內層為分段中心套管，增加抗彎性能，中央為成品 出口通道，軸輸入端以螺紋與擠壓模旋接。擠壓時，擠壓模與空心擠壓軸固定不動，錠 坯隨擠壓筒運動倒插入空心擠壓軸，完成穿孔擠壓。3.3、 退模、分離、擠餘切除作業系統空心擠壓軸輸出端成品出口處，設計有彈 簧自動抱閘，以導路與空心擠壓軸銜接。擠壓終結，主缸回程退出擠壓筒時，成品由彈 簧抱閘自動抱緊，實現脫模分離，擠餘殘料作火焰切割。採取的配套技術措施還包括(1) 組合式浮動穿孔針應用擠壓內徑《O20rmn管材時，將帶局部錐面的針尖裝於芯棒頭相同錐面空腔內，穿孔 時針尖外露僅10 mm，能避免因應力集中而彎曲或斷裂；穿孔結束擠壓開始時，被流動 金屬裹住的針尖前伸而形成環形孔腔，以此實現小孔徑管材的擠壓。(2) 連鑄坯熱擠壓以連鑄坯取代軋制坯直接擠壓成管材，而內在質量不受影響，使熱擠壓制管工藝獨 具魅力，有重大節能效果，能大幅度降低成本。採用100X100 mm連鑄方坯，配用內孔 直徑142 mm擠壓筒。(3) 液壓系統配建蓄能站液壓油泵運轉在每個生產節拍中，穿孔、擠壓等有功作業時間僅佔1/3，間斷性的 無功作業時間約佔2/3。為避免無謂的溢流損失，系統能向蓄能器儲油，待穿孔及擠壓 操作瞬間集中向液壓缸供油，既提高了擠壓速度，又能節約能耗。(4) 鋼坯無氧化加熱冷料預處理擠壓生產對鋼坯表面質量有較嚴格要求，以確保成品表面光潔。凡冷 料表面有夾雜、結疤、毛刺等瑕疵的需經修磨，鋸切分段，兩端平整。不鏽鋼坯凡表面 不良的，應用車床作剝皮處理。採用中頻感應透熱爐快速加熱節拍為70至90秒，每節坯料在爐加熱時間《15 分鐘，高效節能。進出料口設置氮封爐門，實施完全無氧化加熱，確保熱料表面無氧化 鐵皮。(5) 潤滑擠壓及潤滑劑應用鋼坯在擠壓過程中，金屬與芯棒、穿孔針及擠壓模內孔均有強烈摩擦。採用潤滑擠 壓減輕摩擦，降低擠壓能耗，延長模具使用壽命，改善成品表面質量，便於脫模。潤滑 劑選擇視鋼種而定。不鏽鋼表面忌增碳，採用玻璃潤滑劑；其餘鋼種用石墨潤滑劑。潤滑劑添加方式為噴塗。(6) 餘熱利用鋼坯加熱溫度為1150至120(TC。擠後餘熱溫度約1050。C。若直接擠壓成品，可將 產品進緩冷箱作餘熱退火處理；若擠壓毛管，能在擠壓機後配置張力減徑機組，連軋縮 徑，擴大產品規格範圍及節能效果。(7) 快速換模芯棒、穿孔針及擠壓模在擠壓生產中處於高溫、高壓、強摩擦工作狀態，隨著磨損 或變形必須及時更換。設定壽命為穿孔針及擠壓模》200次；芯棒》1000次。設計中 採用螺紋旋接實現快速更換，換模所需時間擠壓模45秒；芯棒及穿孔針2分鐘。(8) 事故處理擠壓過程中因設備故障或操作因素出現事故在所難免，為迅速退出擠壓筒中的熱 料，設計了相應裝置芯棒退出備有事故拉杆；熱料頂出備有事故頂頭,代替芯棒頭； 熱料頂出還備有事故套筒，代替空心擠壓軸。本發明的優點和效果是與現有國內小口徑無縫鋼管冷拔制管工藝比較，具有簡化 工藝、優質高效、節能環保的積極效果。與現有二次加熱、二次成型的正向熱擠壓制管 工藝比較，採用反向熱擠壓方法，能避免錠坯與擠壓筒內壁的劇烈摩擦，與同類正向擠 壓機相比能節省30至40%的擠壓力，相當於節能30%，延長擠壓筒使用壽命；在合理 擠壓比值範圍內，實現一次加熱、穿孔擠壓一次成型，能直接產出小口徑合金鋼無縫管 成品，或作冷拔用毛管，能大大減少冷拔加工量及退火次數；當擠壓內徑<20皿管材時， 採用組合式浮動穿孔針能避免針尖彎曲或斷裂，實現小孔徑管材的擠壓；以連鑄坯取代 軋制坯直接擠壓小口徑管材，而內在質量不受影響，使反向擠壓機及熱擠壓制管工藝獨 具魅力，有重大節能效果，能大幅度降低生產成本。


圖1是本發明實施例的主體結構示意圖； 圖2是圖1中的擠壓機充液直壓式複合液壓缸結構示意圖； 圖3是圖1中的穿孔、擠壓自動切換作業系統模具組合結構示意圖； 圖4是圖1中的擠壓筒組件結構示意圖； 圖5是圖1中的空心擠壓軸組件結構示意圖； 圖6是圖1中的自動彈簧抱閘結構示意圖； 圖7是圖1中的組合式浮動穿孔針結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。如圖l至圖7所示的合金鋼臥式反向擠壓機本體，見圖l、 2,由機座l、前固定橫 梁2、後固定橫梁3、中間活動橫梁4、張力柱5、螺母6、主液壓缸7、移模缸8、回程 缸9等部分組成。前固定橫梁2、後固定橫梁3與機座1螺栓聯接固定，中間活動橫梁 底4與機座1臺面設供滑移的帶面滑道；四條張力柱5貫通三橫梁以螺母6聯接緊固， 構成封閉式剛性框架；主液壓缸7之缸體30與後固定橫梁3為同一大型鑄鋼件；缸體 內腔設主缸柱塞31，有多層密封圈滑配；7柱塞為空腔體，中間配裝能供滑移的厚壁中心導油管31a， 一端插裝於缸體30球形 頭部內壁凸起部，設兩層密封壓環31c與柱塞31滑配，另一端以堵頭31b密封，所形 成的中心空腔與移模供油管42相通構成移模缸8;缸體30內壁與柱塞31外壁之間的環 形腔，與回程供油管43相通，構成回程缸9;柱塞31的輸出端有凸起的聯接頭31a， 擠壓模具後底板組合10以內六角螺釘與其聯接，柱塞31、主擠壓軸14、芯棒15、擠壓 模12與空心擠壓軸13的水平軸線必須同心。主液壓缸為充液直壓式複合缸，見圖2。機頂設油箱33，油箱中央設液控閥，液控 閥由液控閥閥座34、閥芯35、閥蓋36、進油聯接頭37、匯油三通38組成，下端銜接 主缸7，上下法蘭螺栓聯接，通油箱處有上下密封壓墊；上端聯通垂直主供油管39和水 平主供油管40，油箱、液控閥與主缸構成大三通。液壓系統油路互通封閉循環，並配置 液壓油冷卻器44和過濾器45，油箱設清汙人孔48,控制油溫和油質。缸體30球頭端 下方，以支座29與機座1聯接；油箱底有支柱49支於地坪；機頂設有電機油泵安裝平 臺47，液控系統閥門組群及配管，集中安裝在油箱頂部閥門組件安裝平臺46。穿孔、擠壓自動切換作業系統模具組合，見圖3:由後底板組合10及彈簧閘闊11、 前底板12及錐形頭13、主擠壓軸14及芯棒15與穿孔針16、副軸19及活塞缸20與閘 板21、十字橫擔22及拉杆組件23等組成。後底板組合10與主液壓缸柱塞31輸出端聯接頭31a以內六角螺釘聯接，傳遞全部 擠壓力；後底板組10由主板10a與副板10b複合組成，以內六角螺釘聯接，主板10a 與副板10b的結合面有四條互成直角的平面輻射槽，內嵌裝四組彈簧閘閥ll;彈簧閘閥 由閘板lla、彈簧llb、第一彈簧柱llc、頂蓋lld組成。閥板lla由滑動平板及呈直角凸起的鼻形部構成，後底板組合之副板10b有供閥板 鼻形部滑移的溝槽；副板與前底板12的迎合面開有與錐形頭13相同大小、相同錐度的 陰錐面；閥板軸孔端有呈1/4圓弧形頭部，能插入主軸環形槽，另一端與彈簧柱旋接， 彈簧柱內套彈簧穿通頂蓋孔；前底板12安裝於中間活動橫梁4相對於後固定橫梁3板面，用內六角螺釘聯接， 前底板12中央設帶軸孔的錐形頭13，以錐面對接，第一背帽13a固定；主擠壓軸14設環形槽，穿裝於後底板組合10中心軸孔，再穿經前底板12中心的 錐形頭13軸孔，輸出端與穿孔芯棒15螺紋旋接，再旋接穿孔針16穿經芯棒支承17、 擠壓墊18，伸入擠壓筒24內。當彈簧閘閥抱緊主軸環形槽時，能傳遞擠壓力予主軸芯 棒及穿孔針；前後底板12、 10的開合產生錐形頭13與彈簧閘筏11的開閉，實現閘閥20與主軸 14的離合，完成穿孔與擠壓動作的自動切換；副軸19左右兩組上下共四根，貫穿後底板組IO、前底板12及中間活動橫梁4， 一 頭與後底板組螺帽連接，另一頭能自由滑移，具有導向和驅動功能。副軸開前後槽，其 間距決定穿孔行程，由設於前底板12中縫的閘板21及活塞缸20開合，操控中間活動 橫梁4的進退或止動；主軸擠壓軸14尾端設十字橫擔22及拉杆組件23，控制芯棒15及穿孔針16定位。 橫擔22為十字形，縱向兩端各設兩根導向軸22a，貫穿後底板組IO、前底板12及中間活動橫梁4， 一端與橫擔連接緊固，另一端能自由滑移；橫擔中心孔與主擠壓軸螺母連 接，兩者隨動，橫向兩端各與拉桿頭部螺母連接，拉杆插裝於後固定橫梁3上的導管23a 內，後端有限位雙螺母23b，穿孔切換成擠壓動作時，橫擔被拉杆拉住，芯棒穿孔針在 擠壓模模孔中工作帶定位，擠壓筒擠壓前行，主擠壓軸、芯棒隨橫擔緩緩退出。熱擠壓作業系統模具組合，見圖l:由擠壓筒組件24及擠壓模26與空心擠壓軸組 件27兩部分組成，分別相向安裝於中間活動橫梁4與前固定橫梁2的前後兩側板面； 均採用壓板以螺釘固定；中間空檔為錠坯裝料空間。擠壓筒組件24，見圖4:擠壓筒為雙層結構，外套24a內襯24b相互以小錐度緊配 合，兩端各有法蘭24c24d，以內六角螺釘壓緊，有小底板24f與芯棒支承17錐面配合， 用第二背帽24g緊固，筒體用壓蓋24e與底板24f螺釘連接。擠壓筒內襯裝錠坯，外套 包覆感應加熱圈25，插熱電偶自動控溫；空心擠壓軸組件27，見圖5:空心擠壓軸為雙層結構，外層為軸杆27a，內層為分 段中心套管27b，增加抗彎性能，中央為成品出口通道，輸出端基座27c為組合結構， 便於安裝更換部件，與雙層小底板27d錐面配合，用第三背帽27e緊固，軸基座用壓板 27f與底板27d螺釘連接。空心擠壓軸27輸入端以螺紋與擠壓模26旋接。擠壓時，擠 壓模與空心擠壓軸固定不動，錠坯隨擠壓筒運動倒插入空心擠壓軸，完成穿孔及擠壓。退模、分離、擠餘切除作業系統模具組合空心擠壓軸輸出端成品出口處，設計有 彈簧自動抱閘組件28，見圖5，有內孔為圓錐面的閘座28a,配裝相同錐度的三個錐面 楔形閘片28c，其中心圓孔直徑略小於成品管外徑，靠摩擦力推擠閘片通過第二彈簧柱 28d壓緊彈簧28e,閘座蓋28b上有彈簧柱孔，閘座28a與法蘭28f聯接貼裝在前固定 橫梁2內與空心擠壓軸27底板螺釘連接，導路28g法蘭28h與空心擠壓軸27銜接。主 缸回程退模時，成品管回縮被楔形閘片28c自動抱緊、鎖定、實現脫模分離，然後切除 擠餘殘料。擠壓內徑小於20mm管材時，芯棒採用組合式浮動穿孔針16，見圖7，將帶局部錐 面的針尖16b裝於帶相同錐度錐面內孔的芯棒頭16a空腔內，穿孔時針尖被壓緊外露僅 10，，能避免因應力集中而彎曲或斷裂；穿孔結束開始擠壓時，被流動金屬裹住的針尖 前伸而形成模孔環形孔腔，以此實現小孔徑管材的擠壓。以下結合附圖對本發明擠壓機按具體操作程序的實施過程作詳細描述裝料起始準 備，前底板12上的活塞缸20動作，閘板21閘住副軸19前槽；移模供油管42向移模 缸8供油，液壓缸柱塞31前行，推動後底板組10傳力於副軸19,副軸驅動帶動前底板 12、中間活動橫梁4、擠壓筒組件24空載向前運動實施裝料；液控系統連鎖啟動液控供 油管41向液控閥34供油，闊芯35頂起，油箱33自動向主缸7充液供油，避免主缸出 現真空；鋼坯進入擠壓筒24完成裝料，並隨擠壓筒倒插入空心擠壓軸27,至擠壓模26 深入予定位置，活塞缸20將閘板21抽退出，中間活動橫梁4止動定位；連鎖切換液控閥停止供油，闊芯.35下沉，關閉油箱33通路，垂直主供油管39和 水平主供油管40向主缸7供油，擠壓力驟然升級，穿孔操作開始；後底板組內彈簧閘閥11被彈簧lib張緊抱住主擠壓軸14環形槽，將全部擠壓力傳 遞給主擠壓軸14、芯棒15和穿孔針16，十字橫擔22隨主軸運動，並帶動拉杆23向前滑移，其間四根副軸19與十字橫擔22的四根導向軸22a均起導向作用；當後底板組10 與前底板12合攏時，穿孔結束，此時前底板12上的錐形頭13將後底板組內的彈簧閘 閥11頂開，彈簧閘閥與主擠壓軸14分離，隨著擠壓筒24繼續前行，主擠壓軸14芯棒 15和隨橫擔22被拉杆拉住緩緩從擠壓筒中退出，芯棒穿孔針16在擠壓模26模孔工作 帶中停位，完成了穿孔擠壓操作的自動切換；擠壓筒中的金屬因反擠壓作用從擠壓模26模孔與芯棒穿孔針16所形成的環形空腔 中不斷擠出成管材，成品通過出口自動彈簧抱閘28，擠推楔形錐面閘片28c不斷產出；擠壓終結，活塞缸20推動閘板21閘住副軸19後槽，液控系統主油路停止供油， 回程供油管43向回程缸9供油，液壓缸柱塞31開始退回，後底板組10、前底板12、 中間活動橫梁4、拉動擠壓筒24從空心擠壓軸27退出，而成品管及擠餘殘料因楔形閘 片28c抱住鎖緊，實現了退模分離；在切除擠餘殘料同時，柱塞31繼續回縮，活塞缸20抽動閘板21自副軸19後槽中 抽出，中間活動橫梁4止動停位，後底板組10與前底板12、錐形頭13分離、彈簧閘閥 11在彈簧lib作用下自動復位抱住主擠壓軸14環形槽，十字橫擔22與拉杆23恢復原 位，活塞缸20推動閘板21插入副軸19前槽， 一個操作循環結束。以下結合熱擠壓制管工藝流程，對本發明實施例再作具體描述錠坯冷料經鋸床鋸切分段，經爐前進料裝置裝入感應快速加熱爐進行快速無氧化加 熱，熱料經爐後出料裝置，被裝料機械手抓至臥式反向擠壓機擠壓筒與空心擠壓軸之間 的裝料空間，期間擠壓筒內襯、芯棒、穿孔針及擠壓模己完成潤滑劑噴塗；熱錠坯經穿 孔、擠壓後，成品管從出口自動彈簧抱閘逸出，經退模、分離、切除擠餘殘料後，被牽 引機拉至前輥道，由撥管裝置平移至噴淋冷卻架作快速噴水冷卻處理，急冷至特定相變 溫度後，進入緩冷箱作餘熱退火，然後移送步進式冷床，經矯直機矯直，進集料臺，再 移送至鋸前輥道，進定尺臺，經定尺裝置定尺，由定尺鋸鋸切，最後送成品退火爐退火 後，由包裝機打包。如果擠壓機產出的為毛管，則由機前輥道，進入張力減徑機連軋縮 徑，成品管經機後輥道，移送噴水冷卻架冷卻，再經進步式冷床，及後續的公知技術， 完成矯直、定尺鋸切、成品退火，直至包裝。本發明的優點在於與現有二次加熱、二次成型的正向熱擠壓制管工藝比較，採用反向熱擠壓方法，能避免錠坯與擠壓筒內壁的劇烈摩擦，與同類正向擠壓機相比，能節省30至40%的擠壓力，相當於節能30%，延長擠壓筒使用壽命；反向擠壓機採用四根張力柱串連三道橫梁所構成的封閉式剛性框架，比正向擠壓機以兩根張力柱聯結兩橫梁 的開放式結構，其優越性不言而諭，容易保持主擠壓軸、芯棒、穿孔針、擠壓模及空心 擠壓軸的同心，不易產生穿孔針與擠壓模模孔工作帶的偏心位移，提高成品管的壁厚精確度；在合理擠壓比值範圍內，實現一次加熱、穿孔擠壓一次成型，能直接產出小口徑 合金鋼無縫管成品；反向擠壓機具有結構緊湊、工序簡單、使用能耗少、成品質量高和 操作方便的優點。本發明的最佳實施例已被闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型，都 不會脫離本發明的範圍。
權利要求
1、合金鋼臥式反向擠壓機，包括封閉式剛性機架、充液直壓式複合液壓缸和模具組合，其特徵是所述的機座(1)上配設有經四條張力柱(5)相串連的前固定橫梁(2)、後固定橫梁(3)和中間活動橫梁(4)所構成的封閉式剛性框架；主液壓缸缸體(30)與後固定橫梁(3)為同一大型鑄鋼件，缸體內腔設主缸柱塞(31)，有多層密封圈滑配；所述柱塞(31)為空腔體，中間配裝能供滑移的厚壁中心導油管(31a)，一端插裝於缸體球頭內壁凸起部，設兩層密封壓環(31c)與柱塞(31)滑配；空腔體另一端有堵頭(31b)密封，所形成的中心空腔，外接移模供油管(42)構成移模缸(8)；所述柱塞(31)外壁與缸體(30)內壁之間的環形腔，與外接回程供油管(43)相通，構成回程缸(9)；所述柱塞(31)的輸出端有凸起的聯接頭(31a)，擠壓模具的後底板組合(10)與之聯接，是動力之源；與後底板相對的中間活動橫梁(4)板面，配裝前底板(12)，中心裝有帶軸孔的錐形頭(13)；所述中間活動橫梁(4)的另一側板面裝有擠壓筒組件；與其相對的前固定橫梁(2)板面裝有空心擠壓軸組件(13)，軸的輸入端配裝擠壓模(12)；所述空心擠壓軸(13)輸出端面貼裝有固定在前固定橫梁(2)成品出口端板面上的彈簧自動抱閘(28)；所述的後底板組合(10)的中心軸孔，配裝有主擠壓軸(14)，其穿經前底板(12)之錐形頭(13)軸孔和中間活動橫梁(4)，主擠壓軸輸出端配裝芯棒(15)及穿孔針(16)；上述芯棒和穿孔針穿經芯棒支承(17)、擠壓墊(18)，伸入擠壓筒(24)內；所述主擠壓軸(14)、芯棒(15)與空心擠壓軸(13)同一軸心。
2、 根據權利要求1所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的主液壓缸為 充液直壓式複合缸，機頂設油箱(33)，油箱中央設液控閥；所述液控閥由閥座(34)、閥 芯(35)、閥蓋(36)、進油聯接頭(37)、匯油三通(38)組成，下端銜接主缸(7)，上下法 蘭螺栓聯接，闊芯通油箱處有上下兩道密封壓墊，上端聯通主供油管，油箱、液控閥與 主缸構成大三通；所述液控閥是充液直壓式液壓缸的關鍵部件，由液控供油管(41)操控， 主要作用是移模供油管(42)，向移模缸(8)供油柱塞前行時，使閥芯(35)頂起，油箱(33) 自動向主缸(7)充液，防止出現缸內真空；當垂直主供油管(39)和水平主供油管(40)供 油，連鎖切斷液控供油管(41)油路，閥芯(35)下沉，關閉油箱通道，主液缸(7)推動柱塞前行，傳力予模具後底板組合(io)。
3、 根據權利要求1或2所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的後底板 組合(10)由主板(10a)與副板(10b)複合組成，主板(10a)與副板(10b)的結合面有互成直 角的平面輻射槽，內嵌裝四組彈簧閘閥(ll);所述彈簧閘閥由閥板(lla)、彈簧(llb)、第一彈簧柱(llc)及頂蓋(lld)組成，閥板 由滑動平板及呈直角凸起的鼻形部構成，主板(10a)設有平面槽，副板(10b)有供閥板鼻 形部滑移的溝槽；副板(10b)與前底板(12)的吻合面開有與其錐形頭(13)相同大小、相同錐度的陰錐 面；閥板(lla)在後底板組合的軸孔端有呈1/4圓弧形頭部，能插入主擠壓軸(14)環形槽，另一端與第一彈簧柱(llc)旋接，彈簧柱內套彈簧(llb)，穿通頂蓋孔(lld)，壓緊 彈簧。
4、 根據權利要求3所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的主擠壓軸(14)設環形槽，穿裝於後底板組合(10)中心軸孔及前底板錐形頭(13)軸孔，當彈簧閘閥閥板 (lla)嵌扣抱緊環形槽時，能傳遞擠壓力予主軸；前底板(12)、後底板組合(10)的開合， 產生錐形頭(13)與彈簧閘閥(11)的開閉，實現彈簧閘閥與主擠壓軸(14)的離合。
5、 根據權利要求4所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述前後底板的開合，依賴於具有導向和驅動雙重作用的副軸(19)實現；副軸(19)左右兩組上下平行共四根，貫穿於後底板組合(10)、前底板(12)及中間活動橫梁(4)， 一頭與後底板組主板(10a) 連接，另一頭能自由滑移；所述副軸(19)開前後槽，其間距決定穿孔行程，由設於前底板(12)中縫的閘板(21) 及活塞缸(20)開合，操控中間活動橫梁(4)的進退或止動。
6、 根據權利要求3所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的主擠壓軸(14) 的尾端設有十字橫擔(22)及拉杆組件(23)，以控制芯棒(15)及穿孔針(16)定位；所述十 字橫擔(22)為十字形，縱向兩端各設兩根導向軸(22a)，貫穿前底板(12)、後底板組合 (10)及中間活動橫梁(4)， 一端與橫擔(22)連接，另一端能自由滑移；橫擔中心孔與主 擠壓軸(14)尾端連接緊固，兩者隨動，橫向兩端與拉桿頭連接，拉杆插裝於後固定橫梁 (3)上的導管(23a)內，後端有限位雙螺母(23b)。
7、 根據權利要求l所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的擠壓筒組件， 其擠壓筒為雙層結構，外套(24a)與內襯(24b)以小錐度緊配合，兩端有法蘭壓緊；其小 底板(24f)與芯棒支承(17)錐面配合，用第二背帽(24g)緊固；擠壓筒外套包覆感應加熱 圈(25)，插熱電偶自動控溫。
8、 根據權利要求1所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述的空心擠壓軸 組(27)為組合結構，空心擠壓軸外層為軸杆(27a)，內層為分段中心套管(27b)，軸基座 (27c)與雙層小底板(27d)錐面配合.，以第三背帽(27e)緊固，軸杆(27a)輸出端與基座 (27c)螺紋旋接，輸入端與擠壓模(26)旋接。
9、 根據權利要求1所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述成品出口端的 自動彈簧抱閘組件(28)，錐面內孔的閘座(28a)配裝同錐度的三個楔形閘片(28c)，中心 圓孔略小於成品管外徑，閘片頭旋接第二彈簧柱(28d)穿過閘座蓋(28b)之彈簧柱孔，壓 緊彈簧(28e);閘座與法蘭(28f)聯接貼裝在前固定橫梁(2)出口面內與空心擠壓軸底板 (27d)緊固，導路(28g)法蘭(28h)與空心擠壓軸輸出端銜接。
10、根據權利要求l所述的合金鋼臥式反向擠壓機，其特徵是所述芯棒之穿孔針 (16)用以擠壓內徑小於20皿時，採用組合式浮動穿孔針，帶局部錐面的針尖(16b)，裝 於帶同錐度局部錐面空腔的芯棒頭內，穿孔時針尖被壓緊僅外露lOmra，擠壓時針尖被 流動金屬拉出。
全文摘要
本發明公開了合金鋼臥式反向擠壓機，屬無縫鋼管生產的新設備新技術，旨在解決國內小口徑合金鋼無縫管冷拔制管工藝存在的工藝繁雜、效率低、能耗高、汙染環境等問題。其包括機座上前後固定橫梁和中間活動橫梁經四條張力柱串聯構成的剛性框架；結構緊湊的充液直壓式複合液壓缸，能連續完成移模裝料、穿孔擠壓及退模動作；還包括由穿孔擠壓自動切換、熱擠壓成型及退模分離擠餘切除三個系統的模具組合；能實現一次加熱、一次成型，直接產出小口徑合金鋼無縫管成品。與正向擠壓比較，芯棒穿孔針與模孔的位移偏差小，鋼坯與擠壓筒內壁無摩擦，能直接用連鑄坯擠壓小口徑管，具有簡化工藝、優質高效、節能低耗等效果。
文檔編號B21C23/00GK101327495SQ20081006309
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月10日 優先權日2008年7月10日
發明者周家鑣 申請人:周家鑣