無縫鋼管整體成形模具的製作方法
2023-05-05 16:02:56
專利名稱：無縫鋼管整體成形模具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模具，更具體地說，它涉及一種無縫鋼管整體成形模具。
背景技術：
無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材，是用鋼錠或實心管坯經穿孔製成毛管，然後經熱軋、冷軋或冷撥製成。無縫鋼管大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，是一種經濟截面鋼材，廣泛用於製造結構件和機械零件，如石油鑽杆、汽車傳動軸、自行車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。傳統無縫鋼管冷拔工藝中所採用的冷拔模具包括為一個冷拔內模以及一個冷拔外模，冷拔內模外壁與冷拔外模內壁之間形成變形區段用於對鋼管進行減壁、減徑的加工，在鋼管冷拔過程中，冷拔內模需要通過一個拉伸杆來固定工作位置，使其保持在變形區段中。採用拉伸杆固定冷拔內模的拉拔加工方式的缺點在於:拉拔時單道次金屬變形延伸率小、拔制道次多、生產周期長；而且拉拔過程鋼管容易斷裂，操作工人配內模定位困難、耗費時間長，從而導致生產效力低、成本高。如果需要在無縫鋼管上套接一些其他零件，就需要對無縫鋼管進行加工，在無縫鋼管上加工出臺階，用於軸向限位。目前，在無縫鋼管上加工出一段具有一定斜度的無縫鋼管管段後，還需要採用管端成型模具進行兩次衝壓，才能加工出最後的成品。這樣的管端成型模具為一體造型，每次加工量較少，進行兩次衝壓耗費時間多，加工效率低，如果損壞，就需要進行更換，加工成本較大。
實用新型內容針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種以達到減少鋼管主體的拉拔道次、鋼管末端一次衝壓成型、縮短生產周期、提高生產效力、節能減排降低生產成本、減輕操作工人勞動強度的無縫鋼管整體成形模具。為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:一種無縫鋼管整體成形模具，包括冷拔機構和管端成形機構，所述冷拔機構包括冷拔外模和冷拔內模，所述冷拔外模設有拉拔模孔，所述冷拔內模沿鋼管拉拔方向依次分為導向段、圓錐減壁段及圓柱均壁段；所述管端成形機構包括管端成形外模、擋板和模芯，管端成形外模設有圓柱形臺階通孔，擋板與圓柱形臺階通孔過盈配合，且擋板牴觸置於大直徑端的臺階處，模芯與管端成形外模過盈配合，且模芯置於擋板相對大直徑端臺階處的另一端面，模芯中心設有用於鋼管穿過的模芯通孔，擋板中心設有用於鋼管穿過的擋板通孔，所述圓柱形臺階通孔與模芯通孔、擋板通孔同軸設置；所述管端成形外模與冷拔外模固定銜接。通過採用上述技術方案，冷拔機構的結構設置使得在拉拔鋼管時，冷拔內模後端可不用拉仲杆作剛性固定，冷拔內模通過與鋼管的摩擦力及鋼管變形時的反作用力達到一個平衡狀態，穩定地保持在變形區段，拉伸杆只起到推動冷拔內模到土作區域的作用，因此拉伸杆受力小，不易拉斷，有利於節省材料成本；將原來一體成型的鋼管末端成型模具，採用衝頭、擋板和模芯二部分組成，其中採用硬質合金材料模芯來加工無縫鋼管，模芯不易損壞，由於模芯硬度高，加工量多，一次衝壓就能使無縫鋼管成型，所以加工效率高，耗費時間少，同時，如果損壞的話，只需要跟換模芯，所以加工成本較低。本實用新型進一步設置為:所述圓錐減壁段分為第一減壁段與第二減壁段，第一減壁段與導向段銜接，第二減壁段與圓柱均壁段銜接；所述第二減壁段的軸向錐度小於第一減壁段的軸向錐度。通過採用上述技術方案，使得冷拔機構的設置更具體，在拔制過程中，鋼管的減壁減徑分為兩步進行，第一減壁段起到一次減壁作用，第二減壁段起到二次減壁作用，相比現有冷拔內模，鋼管的減徑減壁段增加，減小冷拔內模咬入時的衝擊力，避免鋼管一次變形過大而導致的斷裂，提高鋼管拉拔的穩定性，而且在一定程度上也減少了冷拔內模的磨損。本實用新型進一步設置為:所述的圓柱形臺階通孔的大直徑端的深度等於擋板和模芯的厚度之和。通過採用上述技術方案，使得管端成形機構的結構具體化，圓柱形臺階通孔的大直徑端的深度等於擋板和模芯的厚度之和，可以減小甚至消除擋板和模芯之間對鋼管造成的分模線，使得管端成形機構設置合理化。
圖1為本實用新型無縫鋼管整體成形模具實施例的結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1對本實用新型無縫鋼管整體成形模具實施例做進一步說明。一種無縫鋼管3整體成形模具，包括冷拔機構I和管端成形機構2，所述冷拔機構I包括冷拔外模11和冷拔內模12,所述冷拔外模11設有拉拔模孔111，所述冷拔內模12沿鋼管3拉拔方向依次分為導向段121、圓錐減壁段122及圓柱均壁段123 ;所述管端成形機構2包括管端成形外模21、擋板22和模芯23，管端成形外模21設有圓柱形臺階通孔211，擋板22與圓柱形臺階通孔211過盈配合，且擋板22牴觸置於大直徑端的臺階處，模芯23與管端成形外模21過盈配合，且模芯23置於擋板22相對大直徑端臺階處的另一端面，模芯23中心設有用於鋼管3穿過的模芯通孔231，擋板22中心設有用於鋼管3穿過的擋板通孔221，所述圓柱形臺階通孔211與模芯通孔231、擋板通孔221同軸設置；所述管端成形外模21與冷拔外模11固定銜接。冷拔機構I的結構設置使得在拉拔鋼管3時，冷拔內模12後端可不用拉仲杆作剛性固定，冷拔內模12通過與鋼管3的摩擦力及鋼管3變形時的反作用力達到一個平衡狀態，穩定地保持在變形區段，拉伸杆只起到推動冷拔內模12到土作區域的作用，因此拉伸杆受力小，不易拉斷，有利於節省材料成本；冷拔內模12位置能自動控制和調正，保證了拔制過程穩定而正常的進行，有效的防止了拔斷鋼管3、尺寸波動等不正常現象的出現；使用現有的冷拔模具拉拔鋼管3時，需要調節好內模與外模的工作帶，否則應力集中或延伸係數過大，出現「空拔或拔斷」鋼管3的現象。而本實用新型所提供的冷拔模具在按生產上藝要求配好冷拔外模11、冷拔內模12之後，不用具體調節內模與外模的上作段長度，可以縮短操作工調整模具的時間，降低對操作工拉拔技術的要求，從而提高作業率；綜上，通過上述技術內容可知，本實用新型己達到了縮短生產周期、提高生產效力、節能減排降低生產成本、減輕操作工人勞動強度的目的；管端成形機構2的設置將原來一體成型的鋼管3末端成型模具，更改為採用衝頭、擋板22和模芯23 二部分組成，其中採用硬質合金材料模芯23來加工無縫鋼管3，模芯23不易損壞，由於模芯23硬度高，加工量多，一次衝壓就能使無縫鋼管3成型，所以加工效率高，耗費時間少，同時，如果損壞的話，只需要跟換模芯23，所以加工成本較低。所述圓錐減壁段122分為第一減壁段1221與第二減壁段1222，第一減壁段1221與導向段121銜接，第二減壁段1222與圓柱均壁段123銜接；所述第二減壁段1222的軸向錐度小於第一減壁段1221的軸向錐度。通過採用上述技術方案，使得冷拔機構I的設置更具體，在拔制過程中，鋼管3的減壁減徑分為兩步進行，第一減壁段1221起到一次減壁作用，第二減壁段1222起到二次減壁作用，相比現有冷拔內模12，鋼管3的減徑減壁段增加，減小冷拔內模12咬入時的衝擊力，避免鋼管3 —次變形過大而導致的斷裂，提高鋼管3拉拔的穩定性，而且在一定程度上也減少了冷拔內模12的磨損。所述的圓柱形臺階通孔211的大直徑端的深度等於擋板22和模芯23的厚度之和。通過採用上述技術方案，使得管端成形機構2的結構具體化，圓柱形臺階通孔211的大直徑端的深度等於擋板22和模芯23的厚度之和，可以減小甚至消除擋板22和模芯23之間對鋼管3造成的分模線，使得管端成形機構2設置合理化。本實用新型可以根據所需要生產的鋼管3的長度，選擇需要的冷拔外模11和冷拔內模12，在鋼管3成形的末端設置管端成形機構2，在無縫鋼管3上加工出臺階，用於軸向限位。
權利要求1.一種無縫鋼管整體成形模具，其特徵是:包括冷拔機構和管端成形機構，所述冷拔機構包括冷拔外模和冷拔內模，所述冷拔外模設有拉拔模孔，所述冷拔內模沿鋼管拉拔方向依次分為導向段、圓錐減壁段及圓柱均壁段；所述管端成形機構包括管端成形外模、擋板和模芯，管端成形外模設有圓柱形臺階通孔，擋板與圓柱形臺階通孔過盈配合，且擋板牴觸置於大直徑端的臺階處，模芯與管端成形外模過盈配合，且模芯置於擋板相對大直徑端臺階處的另一端面，模芯中心設有用於鋼管穿過的模芯通孔，擋板中心設有用於鋼管穿過的擋板通孔，所述圓柱形臺階通孔與模芯通孔、擋板通孔同軸設置；所述管端成形外模與冷拔外模固定銜接。
2.根據權利要求1所述的無縫鋼管整體成形模具，其特徵是:所述圓錐減壁段分為第一減壁段與第二減壁段，第一減壁段與導向段銜接，第二減壁段與圓柱均壁段銜接；所述第二減壁段的軸向錐度小於第一減壁段的軸向錐度。
3.根據權利要求1或2所述的無縫鋼管整體成形模具，其特徵是:所述的圓柱形臺階通孔的大直徑端的深度等於擋板和模芯的厚度之和。
專利摘要本實用新型公開了一種無縫鋼管整體成形模具，包括冷拔機構和管端成形機構，冷拔機構包括冷拔外模和冷拔內模，冷拔外模設有拉拔模孔，冷拔內模分為導向段、圓錐減壁段及圓柱均壁段；管端成形機構包括管端成形外模、擋板和模芯，管端成形外模設有臺階通孔，擋板與臺階通孔過盈配合且擋板牴觸置於大直徑端的臺階處，模芯與管端成形外模過盈配合且模芯置於擋板相對大直徑端臺階處的另一端面，模芯中心設有模芯通孔，擋板中心設有擋板通孔，臺階通孔與模芯通孔、擋板通孔同軸設置；管端成形外模與冷拔外模固定銜接。減少了鋼管主體的拉拔道次、鋼管末端一次衝壓成型、縮短生產周期、提高生產效力、節能減排降低生產成本、減輕操作工人勞動強度。
文檔編號B21D37/10GK202984317SQ20122072179
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者章迪康 申請人:浙江工貿職業技術學院