高精度、高強度異形D型管的冷拔成型模具的製作方法

2023-06-10 02:04:56

本發明屬於異形鋼管加工製造裝置領域，具體涉及一種高精度、高強度異形D型管的冷拔成型模具，具體涉及金屬及非金屬材料先進位備、加工成型技術。

背景技術：

隨著工程機械、石油井下工具等行業對產品質量及特殊形狀提出更高更具體的要求，傳統的彎曲焊接成形的異形管不論在性能、尺寸精度及生產率方面均不能滿足現行產品的要求。

尤其是石油井下工具，其使用條件比較惡劣，而且地形條件比較複雜，就需要在井下所使用的管道具有很好的抗彎、抗扭能力，而且其形狀還需要能夠適應複雜形狀的零部件。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高精度、高強度異形D型管的冷拔成型模具，通過採用此模具再輔助冷拔工藝，能夠加工生產出異形D型管，進而解決石油井下工具及工程機械上各類特殊形狀或特殊性能的鋼管。可以簡化複雜機械加工，大大減輕結構重量，節約鋼材，且由於加工硬化而使成品管金屬的強度大為提高。

為了實現上述的技術特徵，本發明的目的是這樣實現的：高精度、高強度異形D型管的冷拔成型模具，它包括外模和內膜；

所述外模包括外模體，所述外模體採用軸對稱結構，其整體外形結構為圓柱體，在其中心加工有成型模腔；

所述成型模腔中穿過其對稱軸並與其平行的截面內輪廓上加工有第一圓弧進口段，所述第一圓弧進口段與第一圓弧過渡段過渡相連，所述第一圓弧過渡段的另一端與第一平直段過渡相連；

所述成型模腔中與其對稱軸所在平面相垂直的截面內輪廓上加工有第二圓弧進口段，所述第二圓弧進口段另一端與第三圓弧進口段過渡相連，所述第三圓弧進口段另一端與第二平直段過渡相連。

所述內膜包括內模體，所述內模體採用軸對稱結構，所述內模體的中心加工有通孔，在內模體上穿過其對稱軸並與其平行的截面外輪廓上上加工有頭部過渡圓角，所述頭部過渡圓角另一端與第三平直段過渡相連，所述第三平直段通過過渡圓弧與第四平直段過渡相連；

所述內模體上與其對稱軸所在平面相垂直的截面外輪廓上加工有第五平直段，所述第五平直段通過圓弧與第六平直段過渡相連，所述第六平直段通過圓弧與第七平直段過渡相連。

所述外模的第一平直段、第一圓弧過渡段和第一圓弧進口段沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1.25：1；所述第二平直段、第三圓弧進口段和第二圓弧進口段沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1.25：1。

所述內膜的第三平直段和第四平直段沿其軸心線方向的投影長度之比為1：2；所述第五平直段、第六平直段和第七平直段沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1：1.15。

本發明有如下有益效果：

1、通過採用上述的模具生產加工的異形D型管，提高了鋼管的質量，而且生產效率高，成本低，特別是抗拉強度、屈服強度、表面粗糙度及尺寸精度較彎曲焊接成型的產品都有明顯提高，冷拔異形無縫鋼管廣泛用於各種結構件、工具和機械零部件，和無縫圓管相比，異形冷拔管一般都有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結構重量，節約鋼材。

2、而且此異形冷拔管主要用於石油井下工具及工程機械上各類特殊形狀或者特殊性能的鋼管。可以簡化複雜機械加工，大大減輕結構重量，節約鋼材，且由於加工硬化而使成品管金屬的強度大為提高。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的D型外模主視圖。

圖2是本發明的圖1中D型外模I-I截面圖。

圖3是本發明的圖1中D型外模II-II截面圖。

圖4是本發明的D型內模主視圖。

圖5是本發明的圖4中D型內模A-A截面圖。

圖6是本發明的圖4中D型內模B-B截面圖。

圖7是本發明的異形D型管整體結構圖。

圖中：外模1、內膜2；

外模體101、第三圓弧進口段102、第二圓弧進口段103、第一平直段104、第一圓弧過渡段105、第一圓弧進口段106、第二平直段107；

內模體201、第六平直段202、第五平直段203、通孔204、第四平直段205、第三平直段206、頭部過渡圓角207、第七平直段208。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。

實施例1：

如圖1-7所示，高精度、高強度異形D型管的冷拔成型模具，它包括外模1和內膜2；

進一步的，所述外模1包括外模體101，所述外模體101採用軸對稱結構，其整體外形結構為圓柱體，在其中心加工有成型模腔；

進一步的，所述成型模腔中穿過其對稱軸並與其平行的截面內輪廓上加工有第一圓弧進口段106，所述第一圓弧進口段106與第一圓弧過渡段105過渡相連，所述第一圓弧過渡段105的另一端與第一平直段104過渡相連；

進一步的，所述成型模腔中與其對稱軸所在平面相垂直的截面內輪廓上加工有第二圓弧進口段103，所述第二圓弧進口段103另一端與第三圓弧進口段102過渡相連，所述第三圓弧進口段102另一端與第二平直段107過渡相連。

進一步的，所述內膜2包括內模體201，所述內模體201採用軸對稱結構，所述內模體201的中心加工有通孔204，在內模體201上穿過其對稱軸並與其平行的截面外輪廓上上加工有頭部過渡圓角207，所述頭部過渡圓角207另一端與第三平直段206過渡相連，所述第三平直段206通過過渡圓弧與第四平直段205過渡相連；

進一步的，所述內模體201上與其對稱軸所在平面相垂直的截面外輪廓上加工有第五平直段203，所述第五平直段203通過圓弧與第六平直段202過渡相連，所述第六平直段202通過圓弧與第七平直段208過渡相連。

進一步的，所述外模1的第一平直段104、第一圓弧過渡段105和第一圓弧進口段106沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1.25：1；所述第二平直段107、第三圓弧進口段102和第二圓弧進口段103沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1.25：1。

進一步的，所述內膜2的第三平直段206和第四平直段205沿其軸心線方向的投影長度之比為1：2；所述第五平直段203、第六平直段202和第七平直段208沿其軸心線方向的投影長度之比為1：1：1.15。

實施例2：

如圖7：原材料選擇馬氏體不鏽鋼13Cr，外徑159mm，壁厚10.5mm，長度6300mm的熱軋鋼管，對其進行調製處理後經過表面處理，即依次經過酸洗、磷化、潤滑層，通過內、外模具冷拔成型可以得到長180mm，寬104mm，壁厚10mm，形狀類似D型的鋼管，此鋼管具有較高的尺寸精度和力學性能指標。而且有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭能力。

上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。