CN102240686B - 一种有色金属管材自动冷拉工艺 - Google Patents

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

一种有色金属管材自动冷拉工艺

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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