薄壁不鏽鋼管手動擴口機的製作方法

2023-04-27 02:55:41

專利名稱：薄壁不鏽鋼管手動擴口機的製作方法
技術領域：
本發明涉及改進不鏽鋼管水管裝置(簡稱為薄不鏽鋼管擴口機)，尤其涉及用於加工擴口式薄壁不鏽鋼管連接口的薄壁不鏽鋼管手動擴口機。
背景技術：
由於當前生活中常用的水管多是由鐵、銅製成，但容易生鏽。於是，本申請的發明人想用薄壁不鏽鋼水管來代替鐵、銅輸水管。
現時香港用的銅水管缺點是會生出「銅綠」這一類有毒的物質，對健康有一定影響，使用壽命沒有不鏽鋼長。而薄壁不鏽鋼水管的優點不生鏽、無毒、耗材少、壽命特別長。銅水管與薄壁不鏽鋼管兩者價錢不相上下。
因為不鏽鋼材料是目前食用器具最理想的金屬材料，而現在市面上用的不鏽鋼水管的外層要加工一道螺紋，管壁就要比較厚，而螺紋的加工非要用工具機不可，所以造成價格昂貴，消費者難以接受。本發明就專門針對降低價格這個議題作了多年的研製，它就是把薄壁不鏽鋼管8的管口加工成喇叭型管口的專用工具一薄壁不鏽鋼管手動擴口機。把加工好的薄壁不鏽鋼水管安裝在一個錐型水管接頭上(如圖5所示)。可以演變出各種大小規格不同形式的不鏽鋼水管連接裝置，因為這種不鏽鋼水管裝置可以節省很多材料。以1/2」水管為例，現有的非標準螺紋水管壁厚約2.3毫米(標準的為3.5毫米)，而薄壁不鏽鋼水管用0.5毫米就足夠，材料就節省了80％，一個薄壁不鏽鋼管的喇叭口加工，只要一個按裝工人在需用的薄壁不鏽鋼水管埠，用薄壁不鏽鋼管手動擴口機即場幾分鐘內完成，而薄壁不鏽鋼管手動擴口機的整體重量只有0.85kg。如果用薄壁不鏽鋼水管裝置，可以做到耗材料少，耐用可靠，加工簡易、價錢平宜，應用廣泛，市場潛力非常大。

發明內容
本發明是在傳統的紫銅管手動擴口機(如圖1)的基礎上演變而來，它原本有兩個半圓徑比紫銅管外徑略小的、有內螺紋的上部模具1、下部模具2，兩個模在受到壓力時，模內螺紋切入銅管外層金屬，紫銅管在壓錐頭3的軸向壓力下，紫銅管無法移動，被迫按模的形態變成喇叭口。而不鏽鋼管就不會象紫銅管那樣容易加工了。因為不鏽鋼的材料特性比一般金屬硬、韌、而且具高抗拉，高抗彎，加上不鏽鋼管內有一道焊縫，焊縫較厚、較硬，沒有經退火處理的市面上的長薄壁不鏽鋼管是無法經退火處理的不鏽鋼管強行擴口，會在焊縫處爆裂。而不鏽鋼管又不能象紫銅管被切入金屬表面而被固定。所以本發明就利用不鏽鋼的高抗彎特性，在上部模具1、下部模具2和芯模7的重要位置各設一級細小的臺階(如圖2)，三個模在力的作用下，將夾在中間的不鏽鋼管壁微彎曲成「之」字，使它能抵擋住來自滾壓錐頭3的強大的軸向壓力，拆除模具後薄壁不鏽鋼管8的「之」字隨即消失，表面又回復原狀。在管口成形方面，本發明集合了最原始的滾壓，碾延技術，使高強度的不鏽鋼管口分三個層次(如使用說明)逐一被碾延成喇叭口，而且加工出來的錐口面光潔度很高，大部份加工出來的不鏽鋼管口的接觸位，都可以不加「O」型膠圈而滴水不漏薄壁不鏽鋼管手動擴口機主要是用在食用水系統的最末幾級，管徑由1/2″-6″都可以用這種形式、使食用水達到「無毒」化。
本發明的薄壁不鏽鋼管手動擴口機是用於加工擴口式薄壁不鏽鋼管而設置。
本發明具有如下優點該項產品關係到民生的衣食住的頭等大事，現代人非常重視健康、不鏽鋼是餐具的首選、它一定是水管中的最佳選擇，原來市面用的螺紋不鏽鋼水管管壁厚，價錢太貴，這種厚壁管用在低壓上是特大浪費，加上螺紋一定要上車床車，所以增加了它的局限性，減低了人們對它的興趣。錐型薄壁不鏽鋼水管價錢低(估計同銅管差不多)而且不需要外出加工，當場就能輕易地製作、一定會受人們的唾青。在不遠的將來會伸延至世間每一幢樓宇，有樓的地方就會見到錐型薄壁不鏽鋼輸水管。
同現在香港用的銅水管的差別①香港用的接頭水管無卡口、靠一個半球圈用「士甸膠布」擠塞在與銅管的隙間，再加螺母的壓力去固定水管。如果水管短了3～5毫米，在溫差較大時可能出現漏水。而錐型管口有擴大錐口套在螺母內，再加軟金屬墊圈或膠圈，上緊螺母，密封非常可靠，屬於高壓油管結構而用在低壓水管上。
②現在市面用的銅管擴口機是靠整個錐面接觸，用它來擴薄壁不鏽鋼管8，根本不可能。而手動滾壓器主要靠2粒柱珠在軸向壓力下，轉出鋼珠滾壓相應的軌跡使管壁按照模的形態變形、從而達到以小吃大，局部成形。
③固定管的開辨模在力的作用下切入銅管金屬的表層去固定銅管，從而達到抵消軸向擴孔的壓力；而薄壁不鏽鋼管手動擴口機的兩辨模是靠外模和芯模有0.16毫米的級差，上下加壓時管壁有輕微的變形，故此能抵檔軸向強大的擴口壓力，而拆卸模後，管的表面又不留痕跡。用很小的力能使具有高抗彎強度的不鏽鋼貼貼服服。


圖1是現有技術的用於紫銅管的手動擴口機的示意圖；圖2是本發明將薄壁不鏽鋼管8夾持於模具上的示意圖，薄壁不鏽鋼管8管壁在上部模具1、下部模具2和芯模7的偶合作用下呈現「之」形；圖3是本發明滾壓薄壁不鏽鋼管8錐口的裝配圖；
圖4是本發明模架9的正視圖；圖5是擴口薄壁不鏽鋼管與錐型接頭結合示意圖接合示意圖。
具體實施例方式
在圖1中示出現有技術中用於紫銅管的手動擴口機。該紫銅管手動擴口機具有上部模具1、下部模具2，模具內壁有螺旋型的牙，有一個90°的錐型壓錐頭3及壓錐絲杆5。用時將紫銅管放入上部模具1、下部模具2內，根據紫銅管凸出上部模具1、下部模具2的長度而決定紫銅管錐口的大小。再旋緊上部模具1、下部模具2的絲母，由於紫銅很軟，很輕易地被螺旋的牙切入紫銅的金屬內層，90°錐頭在力的作用下很輕易地把銅管的口擴展成喇叭的口。
在用現有紫銅管手動擴口機去加工薄壁不鏽鋼管8時，由於不鏽鋼很硬，上部模具1、下部模具2的閉合力沒法抵擋得住90°錐頭的壓力，而將薄壁不鏽鋼管8推至與上部模具1、下部模具2端面相平的位置，被迫要終止加工程序。所以要加大上部模具1、下部模具2的閉合力，故此要加裝油壓裝置和芯模7。薄壁不鏽鋼管8每次受錐頭施壓後總是在焊縫處爆裂，故此又要在90°錐頭加裝2粒45°斜角的欖型滾珠6，用滾壓的方式去加工薄壁不鏽鋼管8的錐口，從此沒有爆裂現象。但是有幾個問題無法解決，由於要切入不鏽鋼的金屬表層，上部模具1、下部模具2要選用淬火硬度在洛氏65°的優質鋼，要用8～10噸的油壓力才勉強成功，要避免鋼管移位短尺造成管的寸口太小，每次要多預留1毫米，即比上部模具1、下部模具2的端面長出1毫米左右，加工8～10次後，上部模具1、下部模具2的牙鋒口又崩又鈍，每次預留的長度要在1毫米的基準上遞增，使錐口的大小極不穩定。後來取消上部模具1、下部模具2內壁的螺旋型牙，把模具的內徑分2級(第一臺階、第二臺階)、一級(第一臺階)直徑少取0.16～0.2毫米，芯模7的外徑也是分2級(第三臺階、第四臺階)，另一級(第三臺階)直徑也是少取0.16～0.2毫米，如圖2的0.08～0.8所示。這樣薄壁不鏽鋼管8在上部模具1、下部模具2和芯模7的偶合作用下，管壁輕微扭曲呈「之」字，如圖2示，由於不鏽鋼有高抗彎強度的特性，拆開模具後的不鏽鋼管口部幾乎不留損傷的痕跡。有了以上的結構，加工出來的錐口尺寸非常穩定，而且錐面的光潔度非常好，錐面的接觸閉合得非常好，幾乎不用加裝墊圈都不會漏水。這個薄壁不鏽鋼管手動擴口機的優點有重量輕、結構簡單、操作容易、使用壽命長、加工出來的產品精度高、質量穩定、成品率高(上述的級差值是加工φ16毫米薄壁不鏽鋼管徑值)。
用本發明的薄壁不鏽鋼管手動擴口機加工薄壁不鏽鋼管8的工作程序拿起薄壁不鏽鋼管8，將螺母無螺紋面的孔套入薄壁不鏽鋼管8，有螺紋的面向管口，將薄壁不鏽鋼管8放入上部模具1、下部模具2之間的孔內，薄壁不鏽鋼管8的埠與上部模具1、下模2的具有錐面的端面對齊。然後將芯模7放入不鏽鋼管口內，2粒欖柱型滾珠6碰到不鏽鋼管口為止，再旋緊壓模絲杆11，把單向拉力柄10的四方孔套入滾錐頭的四方柱上，然後將壓錐架4的兩隻腳對正模架9上的長腰形孔，壓錐絲杆5的內孔套入滾錐頭的圓柱杆，壓錐架4的兩隻腳的大頭部分要穿過模架9的長腰形孔(如圖3示)，再反時針方向轉動壓錐架4達30°角。由此重複三次，按旋緊壓錐絲杆5→拉動單向拉力柄10(滾錐頭轉2周)，重複做3次後，可拆開模具，加工程序完成。
以下以舉例的方式對模具直徑的選擇作出進一步描述以下是按薄壁不鏽鋼管8在φ16～φ25情況選擇，如管徑越大級差值應越大。

因為薄壁不鏽鋼管8的直徑要求越大，管壁的厚度要相應地增加，所以上部模具1、下部模具2的內徑和芯模7的外徑的級差也相應地加大，薄壁不鏽鋼管8壁在加工時才能呈現出「之」字形態，故此級差要有0.08～0.8的範圍。
當薄壁不鏽鋼管8的直徑要求越大，滾錐頭的錐型滾柱6的數量相應地增加，只有增加錐型滾柱6的數量才能相應地保證滾錐頭3的垂直度。
權利要求
1.一種用於加工擴口式薄壁不鏽鋼水管連接口的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於其包括上部模具(1)，其內具有第一臺階和第二臺階；下部模具(2)，其內具有第一臺階和第二臺階；錐型滾錐頭(3)，該錐型滾錐頭(3)的錐型面與水平面的夾角(θ)為45°±10°，其用於與不鏽鋼管(8)的管口配合；壓模絲杆(11)，其用於對上部模具(1)和下部模具(2)施加作用；壓錐絲杆(5)，其用於對所述錐型壓錐頭(3)施加軸向作用力；壓錐架(4)，其用於支撐所述壓錐絲杆(5)；芯模(7)，其具有第三、第四臺階，在該芯模(7)的後端放置錐形滾柱(6)。
2.如權利要求1所述的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的端面具有錐型面，其錐型面與水平面的夾角(α)為45°±10°，所述不鏽鋼管(8)放置於所述上部模具(1)和所述下部模具(2)之間，其管口與所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的具有錐形面的端面對齊，再與所述滾柱(6)配合。
3.如權利要求1或2所述的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的內徑和所述芯模(7)的外徑分別有0.08～0.8毫米的級差，並能在上、下壓力的作用下，使所述上部模具(1)、所述下部模具(2)向所述芯模(7)擠壓。
4.如權利要求3所述的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於所述級差隨著不鏽鋼管直徑的增大而增大。
5.如權利要求1或4所述的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於所述滾柱(6)為至少2粒可自由滾動的欖柱形鋼珠，其錐型面與水平面的夾角(β)為45°±10°，所述帶滾柱(6)的滾錐頭(3)具有可進出的軸向擠壓力並能正反轉。
6.如權利要求5所述的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其特徵在於所述錐形滾柱(6)的數量隨不鏽鋼的管徑增大而增加。
全文摘要
本發明提供一種用於加工擴口式薄壁不鏽鋼管連接口的薄壁不鏽鋼管手動擴口機，其包括上部模具(1)，其內具有第一、第二臺階；下部模具(2)，其內具有第一、第二臺階；壓模絲杆(11)，其用於對上部模具(1)和下部模具(2)施加作用；錐型滾錐頭(3)，其用於與不鏽鋼管(8)的管口配合；壓錐絲杆(5)，其用於對所述錐型滾錐頭(3)施加作用力；壓錐架(4)，其用於支撐所述壓錐絲杆(5)；芯模(7)，其具有第三、第四臺階，在該芯模(7)的後端放置錐形滾柱(6)。本發明可將安裝不鏽鋼水管的耗用成本大幅度降低，必將水管安裝業推上一個新的平臺。
文檔編號B21D39/08GK1824424SQ200510052499
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月24日 優先權日2005年2月24日
發明者陳謂雄 申請人:陳謂雄