CN103736895A - 钢管口部直角翻边模及其锻压成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢管口部直角翻边模，它包括冷锻模、热锻模和热锻成型模。所述冷锻模由配对的凹模和凸模组成，凹模设有与管坯间隙配合的竖孔，竖孔底部设有轴向限位管坯的台肩，使得凹模竖孔内置的管坯上端外露。所述热锻模与冷锻模结构相同，仅参数有异。所述热锻成型模由模座和平底模共同组成，模座上端面设有圆形沉孔与竖孔同轴，竖孔与管坯间隙配合，竖孔底部设有轴向限位管坯的台肩，平底模位于模座之上且同轴，平底模底面设有与底模上的沉孔间隙配合的凸台，凸台朝下端面居中设有与管坯内孔间隙配合的芯轴。本发明采用渐进式变形工艺，制成的翻边内应力小，尺寸精确，质量稳定，生产效率高，特别适合大批量生产。

Description

钢管口部直角翻边模及其锻压成型方法
技术领域
本发明涉及一种锻压模，具体地讲，本发明涉及一种用于钢管口部直角翻边的模具，以及配套该模具的锻压成型方法。
背景技术
钢管口部外置翻边是一种常用连接结构，该结构的钢管在工程中有着广泛应用。现有技术通常采用焊接方式或碾压方式实现管口翻边成型加工，焊接成型尽管工艺不难、连接可靠、生产成本不大，但生产效率低，质量也难保证，所以说焊接方式仅适合单件或小批量制造。碾压技术是一种成熟的技术，钢管口部经碾压可得到所要的翻边。但是，碾压技术应用在钢管口部翻边生产上也存在不足，首先需要配备专用模具和相应的设备；其次是碾压轮与碾压模配合调整难，稍有不足便造成内孔欠“肉”，或外角处欠“肉”等问题；再一个问题是碾压技术仅适合大规格钢管，不适合小规格钢管，问题出在碾压小规格钢管所用控制碾压轮的杆细，碾压时易断裂或变形。总的来说，实现钢管口部翻边的现有技术都有欠缺，不能满足高效生产和批量生产的需求。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种结构简单、使用方便、成型准确、质量稳定、生产效率高的钢管口部直角翻边模。本发明还涉及配套该模具的锻压成型方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
钢管口部直角翻边模，它包括冷锻模、热锻模和热锻成型模。其改进之处在于：所述冷锻模由配对的凹模和凸模组成，凹模设有与管坯间隙配合的竖孔，竖孔底部设有轴向限位管坯的台肩，使得凹模竖孔内置的管坯上端外露，位于凹模之上且同轴的凸模为尖端朝下的圆锥体。所述热锻模由底模和上模组成，底模设有与管坯间隙配合的竖孔，竖孔底部同样设有轴向限位管坯的台肩，使得底模竖孔内置的管坯上端外露，位于底模之上且同轴的上模为尖端朝下的圆锥体。所述热锻成型模由模座和平底模共同组成，模座上端面设有圆形沉孔与竖孔同轴，沉孔直径等于管口翻边外径，竖孔与管坯间隙配合，竖孔底部设有轴向限位管坯的台肩，使得模座竖孔内置的管坯上端外露，平底模位于模座之上且同轴，平底模底面设有与底模上端面圆形沉孔间隙配合的凸台，凸台朝下端面居中设有与管坯内孔间隙配合的芯轴。
上述结构中，凹模竖孔内置的管坯上端外露段等于2/5～3/5管口翻边单边宽度，底模竖孔内置的管坯上端外露段等于管口翻边单边宽度，模座竖孔内置的管坯上端仅留喇叭口。
上述结构中，凸模的圆锥角α1=400～600，上模的圆锥角α2=1000～1200。
应用钢管口部直角翻边模的锻压成型方法，该方法按下列工艺步骤进行：
a、落料
从既定规格的无缝钢管上按长度落料成管坯；
b、冷锻
将管坯插入凹模竖孔内，从凹模上端露出的管坯由下行的凸模压成圆锥角为α1的喇叭口；
c、加热管坯
将管坯投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α1的喇叭口段加热至1100℃～1200℃；
d、热锻
从中频感应加热炉内取出已加热的管坯，以管坯圆柱形一端插入底模竖孔内，朝上外露的喇叭口由下行的上模压成圆锥角为α2的喇叭口；
e、二次加热管坯
将经热锻的管坯投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α2的喇叭口段加热至1100℃～1200℃；
f、热锻成型
从中频感应加热炉中取出已加热的管坯，以管坯圆柱形一端插入模座竖孔内，朝上外露的圆锥角为α2的喇叭口由下行平底模压进模座上端面沉孔内被锻压成1800的翻边。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、定位模压结构简单，成型准确；
2、渐进式变形，翻边成型容易，残留内应力小；
3、模锻成型，生产效率高，质量稳定。
附图说明
图1是本发明冷锻模中安置管坯的结构剖面示意图。
图2是本发明冷锻模施压管坯上端外露段的结构剖面示意图。
图3是本发明热锻模中安置管坯的结构剖面示意图。
图4是本发明热锻模施压管坯上端外露段的结构剖面示意图。
图5是本发明热锻成型模中安置管坯的结构剖面示意图。
图6是本发明热锻成型模中施压管坯上端外露段的结构剖面示意图，图中管口翻边成型。
具体实施方式
下面根据附图并结合工艺步骤，对本发明作进一步说明。
本发明是一种钢管口部直角翻边及其锻压成型方法，其中的直角翻边模包括冷锻模、热锻模和热锻成型模。所述冷锻模用于初成型，它由配对的凹模1.1和凸模1.2组成，凹模1.1设有与管坯4间隙配合的竖孔，竖孔底部设有轴向限位管坯4的台肩，使得凹模1.1竖孔内置的管坯4上端外露，位于凹模1.1之上且同轴的凸模1.2为尖端朝下的圆锥体。所述热锻模用于过渡成型，它由底模2.1和上模2.2组成，底模2.1设有与管坯4间隙配合的竖孔，竖孔底部同样设有轴向限位管坯4的台肩，使得底模2.1竖孔内置的管坯4上端外露，位于底模2.1之上且同轴的上模2.2为尖端朝下的圆锥体。所述热锻成型模由模座3.1和平底模3.2共同组成，模座3.1上端面设有沉孔与竖孔同轴，沉孔直径等于管口翻边外径，竖孔与管坯4间隙配合，竖孔底部设有轴向限位管坯4的台肩，使得模座3.1竖孔内置的管坯4上端外露，平底模3.2位于模座3.1之上且同轴，平底模3.2底面设有与底模3.1上端面沉孔间隙配合的凸台3.2.1，凸台3.2.1朝下端面居中设有与管坯4内孔间隙配合的芯轴3.2.2。应用钢管口部直角翻边模的锻压成型方法，按下列工艺步骤进行：
a、落料
从既定规格的无缝钢管上按长度落料成管坯4，本实施例中管坯4管径150mm，待制成翻边直径220mm，管口翻边单边宽度为35mm。
b、冷锻
将管坯4插入凹模1.1竖孔内，如图1所示管坯（4）外露段按管口单边翻边宽度的2/5～3/5预留，本实施例中外露段预留16mm，凸模1.2的圆锥角α1=500。从凹模1.1上端露出的管坯4由下行的凹模1.2压成如图2所示500的喇叭口。
 c、加热管坯
将管坯4投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α1的喇叭口段加热至1100℃～1200℃。
d、热锻
从中频感应加热炉内取出已加热的管坯4，以管坯4圆柱形一端插入底模2.1竖孔内，如图3所示朝上外露的喇叭口边长加预留直管段总长等于管口翻边单边宽度35mm，外露段由下行的上模2.2压成如图4所示圆锥角为α2的喇叭口，本实施例中上模2.2的圆锥角α2=1000；
e、二次加热管坯
将热锻的管坯4投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α2的喇叭口段加热至1100℃～1200℃；
f、热锻成型
从中频感应加热炉中取出已加热的管坯4，以管坯4圆柱形一端插入模座3.1竖孔内，如图5所示朝上外露的圆锥角为α2的喇叭口，由下行平底模3.2压进模座3.1上端面沉孔3.1.1内被锻压成如图6所示1800的翻边。本实施例中沉孔3.1.1内径等于本实施例直角翻边直径，即Φ220mm。平底模3.2底面的凸台3.2.1与沉孔3.1.1间隙配合，凸台3.2.1朝下端面居中的芯轴3.2.2与管坯4内孔间隙配合。
本发明采用渐进式变形工艺，最终由平底模3.2的凸台3.2.1和芯轴3.2.2与模座3.1的沉孔3.1.1及竖孔配合，形成封闭的模腔对管坯4管口直角翻边成型。该方法制成的翻边内应力小，尺寸精确，质量稳定，生产效率高，特别适合大批量生产。

Claims (4)

1.一种钢管口部直角翻边模，它包括冷锻模、热锻模和热锻成型模；其特征在于：所述冷锻模由配对的凹模（1.1）和凸模（1.2）组成，凹模（1.1）设有与管坯（4）间隙配合的竖孔，竖孔底部设有轴向限位管坯（4）的台肩，使得凹模（1.1）竖孔内置的管坯（4）上端外露，位于凹模（1.1）之上且同轴的凸模（1.2）为尖端朝下的圆锥体；所述热锻模由底模（2.1）和上模（2.2）组成，底模（2.1）设有与管坯（4）间隙配合的竖孔，竖孔底部同样设有轴向限位管坯（4）的台肩，使得底模（2.1）竖孔内置的管坯（4）上端外露，位于底模（2.1）之上且同轴的上模（2.2）为尖端朝下的圆锥体；所述热锻成型模由模座（3.1）和平底模（3.2）共同组成，模座（3.1）上端面设有圆形沉孔（3.1.1）与竖孔同轴，沉孔（3.1.1）直径等于管口翻边外径，竖孔与管坯（4）间隙配合，竖孔底部设有轴向限位管坯（4）的台肩，使得模座（3.1）竖孔内置的管坯（4）上端外露，平底模（3.2）位于模座（3.1）之上且同轴，平底模（3.2）底面设有与底模（3.1）上端面圆形沉孔（3.1.1）间隙配合的凸台（3.2.1），凸台（3.2.1）朝下端面居中设有与管坯（4）内孔间隙配合的芯轴（3.2.2）。
2.根据权利要求1所述的钢管口部直角翻边模，其特征在于：所述凹模（1.1）竖孔内置的管坯（4）上端外露段等于2/5～3/5管口翻边单边宽度，底模（2.1）竖孔内置的管坯（4）上端外露段等于管口翻边单边宽度，模座（3.1）竖孔内置的管坯（4）上端仅留喇叭口。
3.根据权利要求1所述的钢管口部直角翻边模，其特征在于：所述凸模（1.2）的圆锥角α1=400～600，上模（2.2）的圆锥角α2=1000～1200。
4.一种应用钢管口部直角翻边模的锻压成型方法，其特征在于按下列工艺步骤进行：
a、落料
从既定规格的无缝钢管上按长度落料成管坯（4）；
b、冷锻
将管坯（4）插入凹模（1.1）竖孔内，从凹模（1.1）上端露出的管坯（4）由下行的凸模（1.2）压成圆锥角为α1的喇叭口；
c、加热管坯
将管坯（4）投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α1的喇叭口段加热至1100℃～1200℃；
d、热锻
从中频感应加热炉内取出已加热的管坯（4），以管坯（4）圆柱形一端插入底模（2.1）竖孔内，朝上外露的喇叭口由下行的上模（2.2）压成圆锥角为α2的喇叭口；
e、二次加热管坯
将经热锻的管坯（4）投入到中频感应加热炉内，把已锻压成圆锥角为α2的喇叭口段加热至1100℃～1200℃；
f、热锻成型
从中频感应加热炉中取出已加热的管坯（4），以管坯（4）圆柱形一端插入模座（3.1）竖孔内，朝上外露的圆锥角为α2的喇叭口由下行平底模（3.2）压进模座（3.1）上端面沉孔（3.1.1）内被锻压成1800的翻边。
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