內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法
2023-11-05 18:54:37 1
內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法
【專利摘要】本發明公開了一種內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括穿孔模杆、前段外徑定型模具、中段外徑定型模具和後段外徑定型模具；所述前段外徑定型模具包括前段環形外模、前段封口模、第一徑向驅動缸和第一軸向驅動缸；所述中段外徑定型模具上設置有加熱坯料的第一加熱裝置；所述後段外徑定型模具包括後段環形外模、後段封口模、第二徑向驅動缸和第二軸向驅動缸；還公開了一種內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法；在擠壓過程中，通過選用不同的擠壓模具來實現鋁合金管前端管段、中間管段和後端管段的擠壓成形，一次性擠壓出兩端外徑增大的鋁合金管，生產工藝流程短，生產成本低；同時產品整體質量均勻穩定，鋁合金管各段內、外圓同軸度好，產品質量高。
【專利說明】內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種擠壓模具及擠壓方法，特別涉及一種兩端外徑增大的長管的擠壓裝置和擠壓方法。
【背景技術】
[0002]根據GB/T20659-2006的規定，鋁合金鑽杆由最低屈服強度為325_480MPa的鋁合金經擠壓而成。
[0003]現有技術中具有擠壓內徑不一致的鋁合金管的擠壓模具，這種模具主要由確定鋁合金管外徑的外模和確定鋁合金管內徑形狀的芯杆組成，芯杆根據鋁合金管內徑形狀做成階梯軸狀，擠壓過程中，通過運動芯杆來調節外模與芯杆間的徑向距離，從而實現擠壓內徑不一致的鋁合金管的目的。
[0004]但是這種擠壓模具只適應於生產外徑相同而內徑不同的的鋁合金管，若用於生產外徑不同的鋁合金管，則存在生產難度較大、控制工藝複雜等問題，且獲得的產品存在壁厚不均、同軸度差等缺陷。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的是提供一種內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法，以解決現有擠壓成形裝置生產外徑變化管材所存在的問題。
[0006]本發明內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括擠壓成形管內孔的穿孔模杆、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具和擠壓成形後端管段的後段外徑定型模具；
[0007]所述前段外徑定型模具包括前段環形外模、用於封堵前段環形外模出口的前段封口模、驅動前段封口模做徑向運動的第一徑向驅動缸和驅動前段封口模做軸向運動的第一軸向驅動缸，所述前段環形外模設置有與管材前段外形相配的型腔；
[0008]所述中段外徑定型模具上設置有與管材中間管段外徑相配的成型孔，且中段外徑定型模具上還設置有加熱坯料的第一加熱裝置；
[0009]所述後段外徑定型模具包括後段環形外模、設置於後段環形外模上的第二加熱裝置、用於封堵後段環形外模出口並由至少兩個模瓣組成的後段封口模、驅動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅動缸和驅動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅動缸，所述後段環形外模設置有與管材後段外形相配的型腔，且後段封口模上設置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型。
[0010]進一步，所述前段環形外模和後段環形外模均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設置有驅動其做徑向運動的第三徑向驅動缸和驅動其做軸向運動的第三軸向驅動缸。
[0011]進一步，所述內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置還包括擠壓機、壓力傳感器和控制器，所述壓力傳感器設置於前段外徑定型模具和後段外徑定型模具上，壓力傳感器用於檢測坯料對型腔內壁的壓力、並將檢測信號輸入控制器，所述控制器用於接收和處理壓力傳感器的檢測信號、並向擠壓機、第一加熱裝置、第二加熱裝置、第一徑向驅動缸、第一軸向驅動缸、第二徑向驅動缸、第二軸向驅動缸、第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸輸出控制信號。
[0012]本發明內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，包括以下步驟:
[0013]I)、控制器控制第一徑向驅動缸和第一軸向驅動缸依次動作將前段封口模固定於前段環形外模口部；
[0014]2)、控制器控制擠壓機的擠壓杆動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具和前段外徑定型模具；
[0015]3)、當前段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達到預設信號值時，管材前段擠壓完成，控制器先控制擠壓機暫停擠壓，再控制第一軸向驅動缸和第一徑向驅動缸依次動作使前段封口模脫離前段環形外模口部；
[0016]4)、控制器控制擠壓機的擠壓杆繼續動作，將坯料從中段外徑定型模具擠出以形成管材的中間管段；
[0017]5)、當管材的中間管段長度達到預設值時，控制器依次進行以下動作:
[0018]a、控制擠壓機暫停擠壓，
[0019]b、控制第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸依次動作將前段環形外模移開、並將後段環形外模移至擠壓工位，
[0020]C、控制第二徑向驅動缸和第二軸向驅動缸依次動作將後段封口模移至擠壓工位，並通過控制第二徑向驅動缸使後段封口模夾緊固定已擠壓出的管段，
[0021]d、控制第一加熱裝置將坯料加熱至預定值，
[0022]e、控制擠壓機的擠壓杆將坯料依次擠入中段外徑定型模具和後段外徑定型模
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[0023]6)、當後段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達到預設信號值時，管材後段擠壓完成，控制器控制第二軸向驅動缸和第二徑向驅動缸依次動作將後段封口模移開擠壓工位，並控制擠壓機停機，擠壓作業結束。
[0024]本發明的有益效果:
[0025]本發明內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法，在擠壓過程中，通過選用不同的擠壓模具來實現鋁合金管前端管段、中間管段和後端管段的擠壓成形，一次性擠壓出兩端外徑增大的鋁合金管，生產工藝流程短，生產成本低；同時產品整體質量均勻穩定，鋁合金管各段內、外圓同軸度好，產品質量高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0028]如圖所示，本實施例內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括擠壓成形管內孔的穿孔模杆1、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具2、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具3和擠壓成形後端管段的後段外徑定型模具4 ；[0029]所述前段外徑定型模具2包括前段環形外模201、用於封堵前段環形外模201出口的前段封口模202、驅動前段封口模202做徑向運動的第一徑向驅動缸5和驅動前段封口模202做軸向運動的第一軸向驅動缸6，所述前段環形外模201設置有與管材前段外形相配的型腔7 ;
[0030]所述中段外徑定型模具2上設置有與管材中間管段外徑相配的成型孔8，且中段外徑定型模具2上還設置有加熱坯料的第一加熱裝置9 ；
[0031]所述後段外徑定型模具4包括後段環形外模401、設置於後段環形外模上的第二加熱裝置403、用於封堵後段環形外模401出口並由至少兩個模瓣組成的後段封口模402、驅動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅動缸10和驅動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅動缸11，所述後段環形外模402設置有與管材後段外形相配的型腔，且後段封口模402上設置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型404。
[0032]在具體實施中，當鋁合金管的前端外徑增大段與後端外徑增大段形狀相同時，其前段環形外模201和後段環形外模401可共用，這時在擠壓前段和後段過程中，前段環形外模201和後段環形外模401為同一模具，可不做更換，操作更簡便。當然對於前端外徑增大段與後端外徑增大段形狀不同時，那麼前段環形外模201和後段環形外模401便均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設置有驅動其做徑向運動的第三徑向驅動缸和驅動其做軸向運動的第三軸向驅動缸，這樣在擠壓前端管段和後端管段時便可實現換模，以完成不同管段的擠壓成形。
[0033]同時在擠壓前、後管段時，由於前段封口模202和後段封口模402不同，因此擠壓過程中必須換模；這時，為了節約設備成本、或者布置空間不允許情況下，第一徑向驅動缸5和第二徑向驅動缸10可為同一驅動缸,第一軸向驅動缸6與第二軸向驅動缸11也可為同一驅動缸，採用一個驅動缸在換模過程中需要人工更換操作；當然在布置空間允許等情況下，第一徑向驅動缸5和第二徑向驅動缸10可不共用，第一軸向驅動缸6與第二軸向驅動缸11可不共用，這樣換模過程中可控制驅動缸直接實現，不用人工操作，生產效率更高，本實施例即屬於這種情況。
[0034]作為對本實施例的改進，本內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置還包括擠壓機12、壓力傳感器13和控制器14，所述壓力傳感器13設置於前段外徑定型模具2和後段外徑定型模具4上；壓力傳感器13用於檢測坯料對型腔內壁的壓力、並將檢測信號輸入控制器14，同測定坯料對型腔內壁的壓力來確定型腔是否被坯料充滿；所述控制器14用於接收和處理壓力傳感器13的檢測信號、並向擠壓機12、第一加熱裝置9、第二加熱裝置403、第一徑向驅動缸5、第一軸向驅動缸6、第二徑向驅動缸10、第二軸向驅動缸11、第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸輸出控制信號，以實現按照工藝流程進行換模和擠壓等動作。
[0035]本實施例前述內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，包括以下步驟:
[0036]I)、控制器14控制第一徑向驅動缸5和第一軸向驅動缸6依次動作將前段封口模202固定於前段環形外模201 口部；
[0037]2)、控制器14控制擠壓機12的擠壓杆15動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具3和前段外徑定型模具2 ；
[0038]3)、當前段外徑定型模具2上的壓力傳感器13檢測的壓力信號達到預設信號值時，前段外徑定型模具2的型腔被充滿，管材前段擠壓完成，控制器14先控制擠壓機12暫停擠壓，再控制第一軸向驅動缸6和第一徑向驅動缸5依次動作使前段封口模202脫離前段環形外模201 口部；
[0039]4)、控制器14控制擠壓機12的擠壓杆15繼續動作，將坯料從中段外徑定型模具3擠出以形成管材的中間管段；
[0040]5)、當管材的中間管段長度達到預設值時，控制器14依次進行以下動作:
[0041]a、控制擠壓機12暫停擠壓，
[0042]b、控制第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸依次動作將前段環形外模201移開、並將後段環形外模401移至擠壓工位，
[0043]C、控制第二徑向驅動缸10和第二軸向驅動缸11依次動作將後段封口模402移至擠壓工位，並通過控制第二徑向驅動缸10使後段封口模402夾緊固定已擠壓出的管段，具體實施中夾緊孔型404的設計長度可根據所需夾緊摩擦力的大小確定；
[0044]d、控制第一加熱裝置9將坯料加熱至預定值，
[0045]e、控制擠壓機12的擠壓杆15將坯料依次擠入中段外徑定型模具3和後段外徑定型模具4，並控制第二加熱裝置403加熱；
[0046]6)、當後段外徑定型模具4上的壓力傳感器檢測的壓力信號達到預設信號值時，後段外徑定型模具4的型腔被充滿，管材後段擠壓完成，控制器14控制第二軸向驅動缸11和第二徑向驅動缸10依次動作將後段封口模402移開擠壓工位，並控制擠壓機12停機，擠壓作業結束。
[0047]本工藝中，在擠壓管材後段時，通過控制第一加熱裝置9將坯料加熱至預定值，使得中間管段中的坯料的流動性好，能夠更容易的被擠壓進後段外徑定型模具4中，同時通過後段封口模402夾緊固定已擠壓出的管段，使得坯料在後段外徑定型模具4的型腔中聚集，從而完成後端管段的擠壓成形。本實施例通過控制第二加熱裝置403加熱可使坯料在後段外徑定型模具4中流動性更好，能更好的保證坯料充滿型腔，提高產品表面質量。
[0048]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特徵在於:包括擠壓成形管內孔的穿孔模杆、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具和擠壓成形後端管段的後段外徑定型模具； 所述前段外徑定型模具包括前段環形外模、用於封堵前段環形外模出口的前段封口模、驅動前段封口模做徑向運動的第一徑向驅動缸和驅動前段封口模做軸向運動的第一軸向驅動缸，所述前段環形外模設置有與管材前段外形相配的型腔； 所述中段外徑定型模具上設置有與管材中間管段外徑相配的成型孔，且中段外徑定型模具上還設置有加熱坯料的第一加熱裝置； 所述後段外徑定型模具包括後段環形外模、設置於後段環形外模上的第二加熱裝置、用於封堵後段環形外模出口並由至少兩個模瓣組成的後段封口模、驅動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅動缸和驅動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅動缸，所述後段環形外模設置有與管材後段外形相配的型腔，且後段封口模上設置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型。
2.根據權利要求1所述的內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特徵在於:所述前段環形外模和後段環形外模均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設置有驅動其做徑向運動的第三徑向驅動缸和驅動其做軸向運動的第三軸向驅動缸。
3.根據權利要求2所述的內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特徵在於:還包括擠壓機、壓力傳感器和控制器，所述壓力傳感器設置於前段外徑定型模具和後段外徑定型模具上，壓力傳感器用於檢測坯料對型腔內壁的壓力、並將檢測信號輸入控制器，所述控制器用於接收和處理壓力傳感器的檢測信號、並向擠壓機、第一加熱裝置、第二加熱裝置、第一徑向驅動缸、第一軸向驅動缸、第二徑向驅動缸、第二軸向驅動缸、第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸輸出控制信號。
4.權利要求3中所述內徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，其特徵在於:包括以下步驟: 1)、控制器控制第一徑向驅動缸和第一軸向驅動缸依次動作將前段封口模固定於前段環形外模口部； 2)、控制器控制擠壓機的擠壓杆動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具和前段外徑定型模具； 3)、當前段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達到預設信號值時，管材前段擠壓完成，控制器先控制擠壓機暫停擠壓，再控制第一軸向驅動缸和第一徑向驅動缸依次動作使前段封口模脫離前段環形外模口部； 4)、控制器控制擠壓機的擠壓杆繼續動作，將坯料從中段外徑定型模具擠出以形成管材的中間管段； 5)、當管材的中間管段長度達到預設值時，控制器依次進行以下動作: a、控制擠壓機暫 停擠壓， b、控制第三徑向驅動缸和第三軸向驅動缸依次動作將前段環形外模移開、並將後段環形外模移至擠壓工位， C、控制第二徑向驅動缸和第二軸向驅動缸依次動作將後段封口模移至擠壓工位，並通過控制第二徑向驅動缸使後段封口模夾緊固定已擠壓出的管段，d、控制第一加熱裝置將坯料加熱至預定值， e、控制擠壓機的擠壓杆將坯料依次擠入中段外徑定型模具和後段外徑定型模具，並控制第二加熱裝置加熱； 6)、當後段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達到預設信號值時，管材後段擠壓完成，控制器控制第二軸向驅動缸和第二徑向驅動缸依次動作將後段封口模移開擠壓工位，並控制擠壓機停機，擠壓作業結束。
【文檔編號】B21C25/08GK103736768SQ201310753595
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】王小紅, 林元華, 閆靜, 吳思博, 郭曉華, 郭俊 申請人:西南石油大學