CN103071693B - 一种用于大规格薄壁管材或空心型材的挤压针及挤压方法 - Google Patents
一种用于大规格薄壁管材或空心型材的挤压针及挤压方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于大规格薄壁管材或空心型材的挤压针及其挤压方法，包括穿孔定径段和扩张段，其特征在于：所述穿孔定径段的直径小于扩张段的直径，穿孔定径段外设置过渡段；所述挤压方法包括钻镗孔，扩孔和挤压成型步骤，具体包括下列步骤：钻镗孔；扩孔；坯料加热；挤压针穿孔定径及自动扩孔，通过挤压动作完成挤压成型，获得所需要的薄壁管材或空心型材。本发明通过对挤压针结构的调整，缩短了薄壁管材或空心型材的挤压工序，挤压针完成了扩孔和定径两个动作过程，扩大了挤压机的生产范围，减少了钻镗孔金属及钻具损耗，减少钻镗床设备数量并降低设备功率，降低了扩孔机吨位并缩短扩孔行程，降低了生产成本，提高了生产效率，节约了能耗。
Description
技术领域
本发明属于金属热加工技术领域，进一步属于金属挤压技术领域，具体涉及一种大规格薄壁管材或空心型材的挤压针及挤压方法。
背景技术
在热挤压一些大规格薄壁的管材或空心型材时，一般需要扩较大的孔。如用较大规格挤压筒生产，扩孔会比较容易进行，但挤压力会非常大，往往超出设备能力范围；如用较小规格挤压筒生产，但扩孔却比较困难。现有技术中，遇到这种问题一般采用二次扩孔的方法解决，即通过两次在扩孔机上扩孔。例如，在50MN钢挤压机上用Ф400mm挤压筒挤压Ф273mm×10mm的304不锈钢管，坯料外径为383mm，如果一次扩孔到位，即使钻镗Ф160mm的孔，扩孔延伸系数都高达1.53，扩孔过程并不容易进行，扩孔力会很大，而且即使能扩孔，上端面倾斜比较严重，内表面也容易产生缺陷，而且钻镗孔切削量占坯料质量的17.5%，钻镗孔成本很高，且需要大量大功率钻镗床，生产非常不经济，如果采用二次扩孔工艺，需要增加扩孔机投入，而且同样会产生上述问题，因此也会导致成本高，效率低。同时，现有技术中需要在扩孔后将挤压针穿入坯料内孔，但为了避免挤压针穿入时刮去坯料内孔的玻璃润滑剂，坯料内径应比挤压针直径大12~15mm，这就更增加了坯料的损耗量以及扩孔的成本。综上所述，现有技术中挤压大规格薄壁管材或空心型材过程中存在工序多，成本高，效率低的问题，为此，研制开发一种可缩短工序，降低成本，提高效率的大规格薄壁管材或空心型材的挤压方法及其挤压针是解决现有技术问题的关键。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于大规格薄壁管材或空心型材的挤压针；另一目的在于提供一种可缩短工序，降低成本，提高效率的薄壁管材或空心型材的挤压方法。
本发明的第一目的是这样实现的，包括穿孔定径段和扩张段，所述穿孔定径段的直径小于扩张段的直径，穿孔定径段外设置过渡段，过渡段的坯料接触面为内凹弧面；穿孔定径段与过渡段之间设置坯料挤入段，坯料挤入段为锥形结构，靠近穿孔定径段处直径小于靠近扩张段处的直径，坯料挤入段的锥形面与挤压针轴线间的夹角为15~60°。
本发明的另一目的是这样实现的，本发明所述薄壁管材或空心型材的挤压方法，包括钻镗孔，扩孔和挤压成型步骤，具体包括下列步骤：
1）钻镗孔，即通过钻孔机或镗孔机在坯料上预钻一个较小孔径的孔，孔径为所述大规格薄壁管材或型材内孔直径的1/10~1/4；
2）一次扩孔，即通过扩孔机将上述坯料上钻或镗的小孔孔径扩大，一次扩孔的孔径为所述大规格薄壁管材或空心型材内孔直径的3/4~9/10;
3）坯料加热，即将待挤压坯料加热到挤压所需温度；
4）挤压针穿孔定径及自动扩孔，即通过挤压针与挤压筒等的配合将上述坯料一次扩孔孔径进一步扩大到薄壁管材或空心型材的挤压所需的内孔直径，同时，通过挤压动作完成挤压成型，获得所需要的薄壁管材或空心型材。
本发明通过对挤压针结构的调整，缩短了薄壁管材或空心型材的挤压工序，挤压针完成了扩孔和定径两个动作过程，扩大了挤压机的生产范围，减少了钻镗孔金属及钻具损耗，减少钻镗床设备数量并降低设备功率，降低了扩孔机吨位并缩短扩孔行程，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1为现有技术中薄壁管材或空心型材的挤压装置结构示意图；
图2为本发明挤压针结构示意图；
图3为图2之左视图；
图4为本发明的工艺路线图；
图5为本发明中薄壁管材或空心型材的挤压装置。
图中：1-挤压针，11-穿孔定径段，12-扩张段，13-过渡段，14-坯料挤入段，2-挤压筒，3-挤压模，4-坯料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示现有技术中一般热挤压大规格薄壁管材或空心型材时，需要扩较大的孔，而且扩大孔不是一次扩孔到位，需要先在钻镗床上切削钻镗孔，然后再通过扩孔机扩孔，由于一次扩孔延伸系数较大，经常需要进行二次扩孔，同时，如图3所示，由于现有技术中挤压针主要起到穿孔和定内径的作用，因此在挤压穿孔时，为了避免挤压针穿入时刮去坯料内孔的玻璃润滑剂，一般要求坯料扩孔后的内径比挤压针直径大12~15mm，进一步增加了扩孔难度，总之，现有技术的工序多，坯料损耗大，生产成本高，生产效率低。
如图2、图3所示，本发明所述具有扩孔功能的挤压针，包括穿孔定径段11和扩张段12，所述穿孔定径段11的直径小于扩张段12的直径，穿孔定径段11外设置过渡段13。
所述穿孔定径段11与过渡段13之间设置坯料挤入段14。
所述坯料挤入段14为锥形结构，即靠近穿孔定径段11处直径小于靠近扩张段12处的直径。
所述坯料挤入段14的锥形面与挤压针轴线间的夹角为15~60°。
所述坯料挤入段14的长度为扩张段长度的1/50~1/5。
所述过渡段11的坯料接触面为内凹弧面。
所述穿孔定径段11的端面为外凸弧面。
图4示出了本发明工艺流程，本发明所述方法，包括钻镗孔，扩孔和挤压成型步骤，具体包括下列步骤：
所述的钻镗孔是通过钻孔机或镗孔机在坯料上预钻一个较小孔径的孔；
所述的一次扩孔是通过扩孔机将上述坯料上钻或镗的小孔孔径扩大;
所述的坯料加热是将待挤压坯料加热到挤压所需温度；
所述的挤压针穿孔定径及自动扩孔是通过挤压针与挤压筒等的配合将上述坯料上一次扩孔孔径进一步扩大到薄壁管材或空心型材挤压所需的内孔直径，同时，通过挤压动作完成挤压成型，获得所需要的薄壁管材或空心型材。
所述钻镗孔的孔径为所述大规格薄壁管材或型材内孔直径的1/10~1/4。
所述一次扩孔的孔径为所述大规格薄壁管材或空心型材内孔直径的3/4~9/10。
下面结合附图进一步说明本发明的工作原理与工作过程：
研究发现，导致现有技术中大规格薄壁管材或空心型材加工工序多，成本高的原因是钻镗孔切削量大，扩孔机增加了扩孔次数，从而增加了坯料损耗，提高了生产成本。如图1和2所示，本发明通过将挤压针设置为穿孔定径段11和扩张段12，而且穿孔定径段11的直径小于扩张段的直径12，这样使挤压针1不仅具备穿孔和定内径的作用，再增加一个自动扩孔的功能。例如，在50MN钢挤压机上用Φ400mm挤压筒挤压Φ273mm×10mm的304不锈钢管，坯料外径为383mm，只需要将坯料在钻床上钻一个Φ70mm的孔，再在扩孔机上扩一个Φ230mm的孔，只需将挤压针的穿孔定径段11的直径设置为Φ220mm，扩张段12的直径设置为Φ270mm，这样挤压针1通过穿孔定径段11可穿入内孔直径为Φ230mm的坯料，然后通过挤压动作，将坯料内孔直径扩大到Φ270mm，这样既实现了挤压针穿孔定径的功能，又对坯料完成了自动扩孔，同时，由于挤压针已穿入坯料内孔，坯料内孔直径就不需要比挤压针直径大12~15mm，而且由于钻孔的孔径减小到Φ70mm，坯料金属质量损耗由过去的17.5%降为了3.3%，损耗非常小，同时，一次钻孔到位不需要镗孔，减少了设备投入而且只需一次扩孔即可，一次扩孔的扩孔延伸系数由过去的1.53降为了现在的1.38，这样就降低了扩孔机吨位并缩短扩孔行程。总之，通过对挤压针结构的调整，缩短了加工工序，降低了生产成本，提高了生产效率。
本发明的特点：
（1）缩短了加工工序，降低了生产成本，提高了生产效率；
（2）扩大了挤压机的生产范围，减少了坯料金属损耗；
（3）减少了设备投入，降低了生产能耗。
Claims (3)
1. 一种利用挤压针挤压大规格薄壁管材或空心型材的方法，所述挤压针包括穿孔定径段（11）和扩张段（12），所述穿孔定径段（11）的直径小于扩张段（12）的直径，穿孔定径段（11）外设置过渡段（13），过渡段（13）的坯料接触面为内凹弧面；穿孔定径段（11）与过渡段（13）之间设置坯料挤入段（14），坯料挤入段（14）为锥形结构，靠近穿孔定径段（11）处直径小于靠近扩张段（12）处的直径，坯料挤入段（14）的锥形面与挤压针轴线间的夹角为15~60°；其特征在于所述利用挤压针挤压大规格薄壁管材或空心型材的方法，包括钻镗孔，扩孔和挤压成型步骤，具体为：
1）钻镗孔，即通过钻孔机或镗孔机在坯料上预钻一个较小孔径的孔，孔径为所述大规格薄壁管材或空心型材内孔直径的1/10~1/4；
2）一次扩孔，即通过扩孔机将上述坯料上钻或镗的较小孔径的孔之孔径扩大，一次扩孔的孔径为所述大规格薄壁管材或空心型材内孔直径的3/4~9/10；
3）坯料加热，即将待挤压坯料加热到挤压所需温度；
4）挤压针穿孔定径及自动扩孔，即通过挤压针与挤压筒的配合将上述坯料上一次扩孔孔径进一步扩大到大规格薄壁管材或空心型材挤压所需的内孔直径，同时，通过挤压动作完成挤压成型，获得所需要的大规格薄壁管材或空心型材。
2. 根据权利要求1所述利用挤压针挤压大规格薄壁管材或空心型材的方法，其特征在于：所述坯料挤入段（14）的长度为扩张段（12）长度的1/50~1/5。
3. 根据权利要求1所述利用挤压针挤压大规格薄壁管材或空心型材的方法，其特征在于：所述穿孔定径段（11）的端面为外凸弧面。
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