CN102240686B - 一种有色金属管材自动冷拉工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种有色金属管材自动冷拉工艺,涉及有色金属管材加工技术领域,其工艺流程为:素材管进料、素材管第一次送料、素材管锁口、素材管第二次送料、夹管、拉管、复位;具有既能减轻劳动强度,又能提高生产效率,且能降低能耗、提高产品质量,同时,还能实现自动且连续生产等特点,适合于冷拉铝、铜等各类有色金属管材。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属管材加工技术领域,特别是一种有色金属管材自动冷拉工艺。
背景技术
现有技术中,有色金属管材的加工,是由挤压机挤压出素材管(即毛坯管),然后,由人工将素材管的端头锁口(即:缩小其口径),再将锁口的素材管装于拉管模具中,由拉管走车将素材管进行第一次拉管,成为半成品;接着,再次重复上述流程,进行第二次拉管,成为成品。这种有色金属管材的加工工艺及其加工设备,存在以下不足:一是工艺不连贯,难以实现自动生产;二是素材管的端头锁口是采用人工敲打的方式,而且,其送料是采用人工送的方式,因而,操作人员的劳动强度较大;三是采用粗拉和精拉两道拉管工序,其生产效率较低、生产成本较高、能耗高,且既要占用较多的场地生产,又要增加设备的投资,同时,其成品管材的直线度质量也难以保证;四是每次生产时只能拉一根素材管,故生产效率较低。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种既能减轻劳动强度,又能提高生产效率,且能降低能耗、提高产品质量,同时,还能实现自动且连续生产的有色金属管材冷拉工艺及其冷拉装备。
本发明所采取的技术方案是发明一种有色金属管材自动冷拉工艺,其工艺流程如下:
A、素材管进料:素材管由挤出工位送至进料装置,并被拨入导料槽中码直端头,然后,被送入夹管输送装置;
B、素材管第一次送料:当素材管进入夹管输送装置后,夹管气缸动作,夹住素材管并触动行程开关,进而启动送料装置的送料电机,进行第一次送料;素材管在送料过程中,经过第一级辅助送料装置的辅助送料,并进行第一次方向调整,素材管的端头被送进锁口装置中,送料电机停止,第一次送料结束;
C、素材管锁口:当素材管的端头被送进锁口装置后,锁口装置的锁口气缸动作,锁口模具对素材管的端头进行锁口,缩小素材管端头的口径;然后,锁口气缸回复原位;
D、素材管第二次送料:当锁口气缸回复原位后,送料装置的送料电机第二次启动,进行第二次送料,将经过锁口缩径的素材管端头送向拉模装置,其间经过第二级辅助送料装置的二次辅助送料,并进行第二次方向调整,将素材管的端头送进拉模装置中,让素材管的端头穿出拉模装置的拉模模具,抵达拉管夹头时,送料电机停止,第二次送料结束;接着,夹管气缸动作,回复原位,放开素材管;
E、夹管:当素材管的端头抵达拉管夹头时,拉管装置的夹管气缸动作,夹住素材管的端头;
F、拉管:当素材管的端头被拉管装置的拉管夹头夹住后,启动拉管装置的主电机,带动拉管装置的拉管走车移动,进行拉管动作,直至将素材管的尾端从拉模模具中拉出,完成拉管动作,拉管装置的主电机停止;接着,拉管装置的夹管气缸动作,回复原位,拉管装置的拉管夹头松开素材管的端头;
G、复位:当拉管装置的拉管夹头松开素材管的端头后,利用惯性,拉管走车继续移动,触动行程开关,主电机反转,带动拉管走车返回到原位,主电机停止。
同时,还发明一种有色金属管材自动冷拉机:包括依次连接的进料装置1、拉模装置19、拉管装置22和动力装置33;在进料装置1与拉模装置19之间,还依次装置有夹管输送装置7、第一级辅助送料装置10、锁口装置13和第二级辅助送料装置18;
A、所述的夹管输送装置7是由机架2、一对槽型立杆39、横杆43、夹管气缸5、横压杆44、一对竖压杆42和输送组件、压紧组件以及输送动力组件构成;输送组件包括输送轴71和装于该轴上的一个或一个以上的输送滚轮48,压紧组件包括压紧轴45和装于该轴上的一个或一个以上的压紧滚轮47,输送动力组件包括送料电机37和与其连接的送料传递部件38;一对槽型立杆39分别装置在机架2的两边,横杆43装置在槽型立杆39的上端,夹管气缸5装置在横杆43上;横压杆44的两端套装在槽型立杆39的凹槽40内,其中间与夹管气缸5的动杆连接;输送轴71穿装在槽型立杆39的下部,其一端穿出槽型立杆39后装置送料传递部件38;压紧轴45的两端穿装在槽型立杆39中部的凹槽40内;竖压杆42的上、下端分别穿装在压紧轴45和横压杆44的两边;
B、所述的第一级辅助送料装置10是由机架2、第一级辅助送料传递部件9和一组或一组以上的第一级辅助送料组件构成,第一级辅助送料组件包括第一级辅助送料轴6和穿装于该轴上的一个或一个以上的第一级辅助送料滚轮8;第一级辅助送料轴6穿装在机架2的两边,其一端穿出机架2后装置第一级辅助送料传递部件9;第一级辅助送料传递部件9通过传送带11与送料电机37连接;
C、所述的锁口装置13是由锁口模架12和一组或一组以上的锁口模组件构成,锁口模组件是由上模气缸49、上半锁口模51、下半锁口模54、下模气缸53构成;上模气缸49和下模气缸53分别装置在锁口模架12的上、下面,上半锁口模51和下半锁口模54装置在锁口模架12的锁口模孔中;上模气缸49的上模气缸动作杆50与上半锁口模51连接,下模气缸53的下模气缸动作杆52与下半锁口模54连接;
D、所述的第二级辅助送料装置18由机架2、第二级辅助送料传递部件15和一组或一组以上的第二级辅助送料组件构成,第二级辅助送料组件包括第二级辅助送料轴17和穿装于该轴上的一个或一个以上的第二级辅助送料滚轮16;第二级辅助送料轴17穿装在机架2的两边,其一端穿出机架2后装置第二级辅助送料传递部件15;第二级辅助送料传递部件15通过传送带11与送料电机37连接。
所述的拉模装置19是由拉模架20和装置在拉模架20中的一组或一组以上的拉模21构成。
所述的拉模21是由头模56和二模57组合而成。
在所述的头模56和二模57中间还夹装有密封模64;在该密封模64的中心开有贮油孔67,并径向开有连通贮油孔67的密封模注油孔65。
在所述的头模56的外侧还装有环型喷油模59;在该环型喷油模59的中部开有与头模56的模孔构成环形喷油缝63的环型贮油槽61,并径向开有连通环型贮油槽61的环型喷油模注油孔60。
本发明的有色金属管材自动冷拉工艺,与现有技术相比,具有以下有益的技术效果:
一是采用气压自动锁口,既提高了锁口速度,改善了锁口质量,又可减轻手工锁口的劳动强度;
二是采用夹管输送装置、第一级辅助送料装置和第二级辅助送料装置进行素材管的输送,既进一步了减轻劳动强度,还能实现自动且连续生产;
三是采用双模组合拉拔,减少了常规的拉拔道次,实现了一道工序两次减径,提高了生产效益和产品强度,也降低了能耗,同时,还有利于空拉管定心,保证了管材拉伸后的直线度,防止了纵向弯曲和椭圆形,提高了产品质量;
四是采用密封模封油和环形喷油缝,有利于拉模的散热,减少了磨擦系数,降低了拉制力,提高了产品的表面光洁度;
五是可以实现多根同时拉拔,且能自动卸料,减少劳动用工,提高生产效率,节约了能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意俯视图;
图2是本发明的夹管输送装置的右视放大示意图;
图3是本发明的锁口装置的主剖视放大示意图;
图4是本发明的锁口装置的沿A-A轴线的右剖视示意图;
图5是本发明的组合拉模的主剖视放大示意图;
图6是本发明的特种组合拉模的主剖视放大示意图。
图中:1是进料装置,2是机架,3是托滚筒,4是导料槽,5是夹管气缸,6是第一级辅助送料轴,7是夹管输送装置,8是第一级辅助送料滚轮,9是第一级辅助送料传递部件,10是第一级辅助送料装置,11是传送带,12是锁口模架,13是锁口装置,14是拉管辅助链轮,15是第二级辅助送料传递部件,16是第二级辅助送料滚轮,17是第二级辅助送料轴,18是第二级辅助送料装置,19是拉模装置,20是拉模架,21是拉模,22是拉管装置,23是拉管下夹板,24是拉管走车,25是拉管走车轮轴组件,26是拉管夹紧气缸,27是拉管走车走道,28是拉管链条走道,29是拉管链条,30是拉管主链轮,31是联轴器,32是减速器,33是动力装置,34是调位补偿副电机,35是联轴装置,36是拉管主电机,37是送料电机,38是送料传递部件,39是槽型立杆,40是凹槽,41是减振弹簧,42是竖压杆,43是横杆,44是横压杆,45是压紧轴,46是行程开关,47是压紧滚轮,48是输送滚轮,49是上模气缸,50是上模气缸动作杆,51是上半锁口模,52是下模气缸动作杆,53是下模气缸,54是下半锁口模,55是锁口模挡板,56是头模,57是二模,58是素材管,59是环型喷油模,60是环型喷油模注油孔,61是环型贮油槽,62是环型喷油模密封圈,63是环形喷油缝,64是密封模,65是密封模注油孔,66是密封模密封圈,67是贮油孔,68是挑料装置,69是拉管上夹板,70是搁料杆,71是输送轴。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式,但本发明的保护范围不应局限于此。
本实施例的自动拉管机是由依次连接的进料装置1、夹管输送装置7、第一级辅助送料装置10、锁口装置13、第二级辅助送料装置18、拉模装置19、拉管装置22和动力装置33构成。本实施例的自动拉管机为四出管拉管机,即:每次拉拔四根素材管(也可为二根或六根或八根或更多根)。
进料装置1是由机架2和数个装置在机架2上的托滚筒3(托滚筒3的数量依所加工管材的长度而定,一般间隔为500-1000mm)以及四个导向槽4构成。
夹管输送装置7是由机架2、一对槽型立杆39、横杆43、夹管气缸5、横压杆44、一对竖压杆42和输送组件、压紧组件、减振弹簧41和行程开关46以及输送动力组件构成;输送组件包括输送轴71和装于该轴上的四个输送滚轮48(该输送滚轮48的外柱面上开有环形凹槽),压紧组件包括压紧轴45和装于该轴上的四个压紧滚轮47(该压紧滚轮47的外柱面上开有环形凹槽),输送动力组件包括送料电机37(可采用能准确控制的电机,如步进电机等,本例即采用步进电机)和与其连接的送料传递部件38(可采用皮带或链条组件等,本例即采用链条组件);一对槽型立杆39分别装置在机架2的两边,横杆43装置在槽型立杆39的上端,夹管气缸5装置在横杆43的中间;横压杆44的两端套装在槽型立杆39的凹槽40内,其中间与夹管气缸5的动杆连接;输送轴71穿装在槽型立杆39的下部,其一端穿出槽型立杆39后装置送料传递部件38;压紧轴45的两端穿装在槽型立杆39中部的凹槽40内;竖压杆42上套装减振弹簧41,其上、下端分别穿装在压紧轴45和横压杆44的两边;行程开关46装置在槽型立杆39的下部;压紧滚轮47与输送滚轮48相对,其各自外柱面上的环形凹槽构成圆弧状。
第一级辅助送料装置10是由机架2、第一级辅助送料传递部件9和数组(其数量一般为2-5组,本例采用3组)第一级辅助送料组件构成,第一级辅助送料组件包括第一级辅助送料轴6和穿装于该轴上的四个第一级辅助送料滚轮8(该第一级辅助送料滚轮8的外柱面上开有环形凹槽);第一级辅助送料轴6穿装在机架2的两边,其一端穿出机架2后装置第一级辅助送料传递部件9(可采用皮带或链条组件等,本例即采用链条组件);第一级辅助送料传递部件9通过传送带11(可采用皮带或链条等,本例即采用链条)与送料电机37连接。
锁口装置13是由锁口模架12和四组锁口模组件以及锁口模挡板55构成,锁口模组件是由上模气缸49、上半锁口模51、下半锁口模54、下模气缸53构成;锁口模架12上开有锁口模孔(该锁口模孔没有贯穿,但在其盲孔部分的中间开有穿装素材管的中心孔),在该锁口模孔中装置锁口模组件的位置处,其上、下方向均开有通孔,分别用于穿装上模气缸49和下模气缸53的上模气缸动作杆50和下模气缸动作杆52;上模气缸49和下模气缸53分别装置在锁口模架12的上面和下面,上半锁口模51和下半锁口模54装置在锁口模架12的锁口模孔中,用锁口模挡板55挡住锁口模孔;上模气缸49的上模气缸动作杆50与上半锁口模51连接,下模气缸53的下模气缸动作杆52与下半锁口模54连接。
第二级辅助送料装置18由机架2、第二级辅助送料传递部件15和数组(其数量一般为2-5组,本例采用3组)第二级辅助送料组件构成,第二级辅助送料组件包括第二级辅助送料轴17和穿装于该轴上的四个第二级辅助送料滚轮16(该第二级辅助送料滚轮16的外柱面上开有环形凹槽);第二级辅助送料轴17穿装在机架2的两边,其一端穿出机架2后装置第二级辅助送料传递部件15(可采用皮带或链条组件等,本例即采用链条组件);第二级辅助送料传递部件15通过传送带11(可采用皮带或链条组件等,本例即采用链条组件)与送料电机37连接。
拉模装置19是由拉模架20和四组拉模21构成,拉模架20上开有四个用于装置拉模21拉模孔(该拉模孔没有贯穿,但在其盲孔部分的中间开有穿装素材管的中心孔),其端面由拉模挡板固定。拉模21是一种组合模具,由头模56和二模57组合而成。
本例采用特种组合拉模,即:在头模56和二模57中间还夹装有密封模64,并且,在头模56的外侧还装有环型喷油模59。密封模64的两侧端面开有密封环槽,用于装置密封模密封圈66;同时,在密封模64的中心还开有贮油孔67,并径向开有连通贮油孔67的密封模注油孔65。在环型喷油模59与头模56接合的端面,也开有密封环槽,用于装置环型喷油模密封圈66;同时,在该环型喷油模59的中部开有与头模56的模孔构成环形喷油缝63的环型贮油槽61,并径向开有连通环型贮油槽61的环型喷油模注油孔60。
拉管装置22包括机架2、拉管走车24、拉管走车轮轴组件25、拉管走车走道27、拉管链条走道28、拉管主链轮30、拉管链条29、拉管辅助链轮14、联轴器31和拉管夹紧气缸26、拉管下夹板23、拉管上夹板69以及挑料装置68、搁料杆70。拉管辅助链轮14装置在位于第二级辅助送料装置18处的机架2下部,拉管主链轮30装置在机架2的端头处,拉管链条走道28装置在机架2的中间,拉管走车走道27装置在机架2两侧的下面;拉管链条29绕装在拉管主链轮30和拉管辅助链轮14上,其上固定拉管走车24;拉管走车24下面的拉管走车轮轴组件25装置在拉管走车走道27上,拉管夹紧气缸26装置在拉管走车24的上面,拉管下夹板23和拉管上夹板69分别装置在拉管走车24前端(即附图1中的右端)的下部和上部,同时,呈“人字”状的挑料装置68也装置在拉管走车24前端的下部(即:拉管链条29绕装后形成的环形圈的中间);数根(其数量依所加工管材的长度而定,一般间隔为500-1000mm)搁料杆70装置在机架的中层(即:拉管链条29绕装后形成的环形圈的中间)。联轴器31分别连接拉管主链轮30和动力装置33。
动力装置33是由减速器32、调位补偿副电机34、联轴装置35和拉管主电机36构成,拉管主电机36、联轴装置35和减速器32依次连接,调位补偿副电机34连接联轴装置35。
输送滚轮48的环形凹槽、第一级辅助送料滚轮8的环形凹槽、锁口模组件、第二级辅助送料滚轮16的环形凹槽和拉模21模孔的轴线为同一轴线。
使用时,当挤压机挤出的素材管58由挤出工位送至进料装置1时,被拨入导料槽4中,将端头码直,并送至夹管输送装置7中,此时,素材管58的端头已置于输送滚轮48的环形凹槽中。
其后,夹管气缸5动作,带动压紧滚轮47下行,压紧滚轮47的环形凹槽压抵压在素材管58的上半圆柱面,形成对素材管58的夹紧,并触动行程开关46,夹管气缸5停止动作(减振弹簧41可以调节压力,避免压坏素材管58),同时,启动送料电机37,带动输送滚轮48转动,由于输送滚轮48与压紧滚轮47夹紧着素材管58,因而,当输送滚轮48转动时,素材管58会向前(在附图1中为向左)移动,并进入到第一级辅助送料装置10中的三组第一级辅助送料组件的第一级辅助送料滚轮8的环形凹槽压中;由于第一级辅助送料装置10中的三组第一级辅助送料组件同样与送料电机37连接,因而,这些第一级辅助送料滚轮8同样会对素材管58产生输送推力,进一步推动素材管58移向锁口装置13;由于输送滚轮48的环形凹槽与第一级辅助送料滚轮8的环形凹槽的轴线重合,故在此过程中,对素材管58进行了第一次方向调整;当素材管58的端头被送进锁口装置13后,送料电机37停止动作,结束第一次送料。
接着,锁口装置13的上模气缸49动作,推动其上模气缸动作杆50和上半锁口模51向下移动;下模气缸53推动其下模气缸动作杆52和下半锁口模54向上移动;当上半锁口模51与下半锁口模54合模后,上模气缸49和下模气缸53停止动作,素材管58的端头口径被缩小,完成锁口动作;然后,上模气缸49和下模气缸53回复原位,上半锁口模51与下半锁口模54分开。
接着,送料电机37再次启动,输送滚轮48和第一级辅助送料滚轮8将素材管58继续输送,进入第二级辅助送料装置18的第二级辅助送料组件上的第二级辅助送料滚轮16的环形凹槽中,在此,素材管58进一步得到第二级辅助送料滚轮16输送推力,素材管58进而被输送到拉模装置19中;在此过程中,因为输送滚轮48的环形凹槽、第一级辅助送料滚轮8的环形凹槽和第二级辅助送料滚轮16的环形凹槽的轴线为同一轴线,因而,素材管58的方向得到了第二次调整。
当素材管58被输送进入、并穿出拉模装置19、到达拉管装置22的拉管下夹板23时,送料电机37停止,第二次送料结束。接着,夹管气缸5动作,回复原位,放开素材管58;同时,启动拉管夹紧气缸26,拉管上夹板69移动,与拉管下夹板23一起夹住已经过锁口缩径、并穿出拉模装置19的拉模21的拉模孔后的素材管58的端头。
其后,动力装置33的拉管主电机36启动,经过减速器32带动拉管主链轮30转动,进而带动绕装在拉管主链轮30和拉管辅助链轮14上的拉管链条29转动;与拉管链条29连接的拉管走车24,则带着其上的拉管上夹板69、拉管下夹板23连同素材管58一起向前移动(在附图1中为向左,拉管走车24下部的拉管走车轮轴组件25则沿着拉管走车走道27移动),进行素材管的拉拔。
在拉拔过程中,素材管58首先经过头模56的粗拉,进行第一次减径;接着,又经过二模57的精拉,再次进行减径。在头模56的粗拉时,冷却润滑油由环型喷油模59的环型喷油模注油孔60进入到其中部的环型贮油槽61中,再从环型贮油槽61与头模56的模孔构成的环形喷油缝63喷向素材管58的外表面。经过粗拉后的素材管58进入二模57后,其外表面完全浸泡在密封模64中心的贮油孔67中。这种冷却润滑方式,既有利于拉模的散热,又降低其磨擦系数,减小拉制阻力,有利于提高产品的表面光洁度。同时,这种变两道工序为一道工序,且又实现了两次减径的拉拔方式,提高了生产效益和产品强度,也降低了能耗,还有利于空拉管定心,保证管材拉伸后的直线度,防止纵向弯曲和椭圆形,提高了产品质量。
当拉管走车24将素材管58拉拔出二模57后,此时的素材管58成为初产品,其尾端掉于装置在机架2中层的搁料杆70上,完成拉管动作,随即,拉管主电机36停止;接着,拉管夹紧气缸26动作,回复原位,拉管上夹板69跟着复位,松开素材管58的端头,让其也掉于搁料杆70上。
当拉管主电机36停止、且素材管58的端头已松开后,拉管走车24在惯性作用下,继续向前移动(在附图1中为向左),到预设位置时,触动拉管走车尾端行程开关(附图中未画出),拉管主电机36反转,带动拉管走车24返回到原位,触动拉管走车始端行程开关,拉管主电机36停止。此时,如果拉管走车24所停的位置有所偏差的话,可启动动力装置33中的调位补偿副电机34,通过联轴装置35带动拉管主链轮30转动,从而,带动拉管走车24移动,进行位置补偿。
在拉管走车24返回过程中,装置在拉管走车24前端下部呈“人字”状的挑料装置68将掉于搁料杆70上的初产品挑向机架2的两边,进行出料。至此,完成了管材的一个拉拔周期。
出料的初产品,经过裁剪,即成为成品。
本发明的有色金属管材自动冷拉工艺,适合于冷拉铝、铜等各类有色金属管材。
Claims (1)
1.一种有色金属管材自动冷拉工艺,其特征在于工艺流程如下:
A、素材管进料:素材管由挤出工位送至进料装置,并被拨入导料槽中码直端头,然后,被送入夹管输送装置;
B、素材管第一次送料:当素材管进入夹管输送装置后,夹管气缸动作,夹住素材管并触动行程开关,进而启动送料装置的送料电机,进行第一次送料;素材管在送料过程中,经过第一级辅助送料装置的辅助送料,并进行第一次方向调整,素材管的端头被送进锁口装置中,送料电机停止,第一次送料结束;
C、素材管锁口:当素材管的端头被送进锁口装置后,锁口装置的锁口气缸动作,锁口模具对素材管的端头进行锁口,缩小素材管端头的口径;然后,锁口气缸回复原位;
D、素材管第二次送料:当锁口气缸回复原位后,送料装置的送料电机第二次启动,进行第二次送料,将经过锁口缩径的素材管端头送向拉模装置,其间经过第二级辅助送料装置的二次辅助送料,并进行第二次方向调整,将素材管的端头送进拉模装置中,让素材管的端头穿出拉模装置的拉模模具,抵达拉管夹头时,送料电机停止,第二次送料结束;接着,夹管气缸动作,回复原位,放开素材管;
E、夹管:当素材管的端头抵达拉管夹头时,拉管装置的夹管气缸动作,夹住素材管的端头;
F、拉管:当素材管的端头被拉管装置的拉管夹头夹住后,启动拉管装置的主电机,带动拉管装置的拉管走车移动,进行拉管动作,直至将素材管的尾端从拉模模具中拉出,完成拉管动作,拉管装置的主电机停止;接着,拉管装置的夹管气缸动作,回复原位,拉管装置的拉管夹头松开素材管的端头;
G、复位:当拉管装置的拉管夹头松开素材管的端头后,利用惯性,拉管走车继续移动,触动行程开关,主电机反转,带动拉管走车返回到原位,主电机停止。
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