CN103894434B - 用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具，它包括用于安装在冷拔设备上的模具本体（1），所述的模具本体（1）内设有成型通道（3），所述的成型通道（3）设有进口（5）和出口（4），所述的成型通道（3）靠近进口（5）的一端设有用于使圆管插入的进料孔（7），靠近出口（4）的一端设有出料孔（2），所述的成型通道（3）的进口（5）和出口（4）的横截面均为五瓣梅花形，所述的成型通道（3）为螺旋形通道，本发明提供一种能生产无缝五瓣梅花形钢管使得性能比以前冷拔无缝五瓣梅花形钢管好无须填充混凝土且成本低、使用方便的用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具。

Description

用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具

技术领域

本发明涉及一种钢管成型工业装置，尤其是涉及一种用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具。

背景技术

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。由于无缝钢管具有中空截面而被大量用作流体的管道，无缝钢管与实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。无缝钢管按断面形状可分为有圆形、方形、三角形、五瓣梅花形等形状，在空间结构中，大量使用五瓣梅花形钢管作为结构杆件，特别是建筑行业中，大口径五瓣梅花形钢管使用越来越广泛，比如地质勘探螺杆钻具，国家标志性建筑，大型广告牌支架，五金制造，国防导弹发射架和卫星发射架等各种支架和发射架的制造，对五瓣梅花形钢管性能的要求也越来越高，据现有技术，普通的冷拔无缝五瓣梅花形钢管性能低如抗扭强度低、拉伸强度低，必须在五瓣梅花形钢管内填充混凝土，这样成本很高、使用不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服以上现有技术的缺陷，提供一种能生产无缝五瓣梅花形钢管使得性能比以前冷拔无缝五瓣梅花形钢管好无须填充混凝土且成本低、使用方便的用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具。

本发明所采取的技术方案是：一种用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具，它包括用于安装在冷拔设备上的模具本体，所述的模具本体内设有成型通道，所述的成型通道设有进口和出口，所述的成型通道靠近进口的一端设有用于使圆管插入的进料孔，靠近出口的一端设有出料孔，所述的进料孔和出料孔均与成型通道连通且轴线位于同一条直线上，所述的成型通道的进口和出口的横截面均为五瓣梅花形，所述的成型通道为螺旋形通道，所述的成型通道的长度为15~30毫米，所述的成型通道的螺旋线从进口到出口旋转的角度为6.1°~11.71°，所述的进口横斜面的尺寸与之相对应的出口横截面尺寸比为1.07~1.71：1，所述的进料孔的周长大于或等于出口横截面的周长，所述的进口在模具本体表面的投影位于所述的进料孔在模具本体表面的投影内，所述的螺旋形通道也就是指在成型通道内壁设有四条螺旋形凹槽。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比具有以下优点：用此模具冷拔生产出来的无缝五瓣梅花形钢管，通过对圆管精拉、拔、延伸一次加工完成，钢管圆周表面有五条螺旋线，通过对螺旋角度的控制、成型通道长度的限制以及进口横斜面的尺寸与之相对应的出口横截面尺寸比，同样的尺寸情况下通过对生产的产品进行检测，生产出来的无缝五瓣梅花形钢管性能好，拉伸强度、抗扭强度以及表面硬度都比普通的无缝五瓣梅花形钢管要好，当作为建筑行业和国防中，无须在无缝五瓣梅花形钢管内填充混凝土，成本低，使用方便。

作为优选，所述的出料孔为圆台状的孔，所述的出料孔的直径从模具本体表面到靠近出口的一端是由大到小逐渐递减的，出料孔为圆台状的孔目的是保证出来的产品是管材。

作为优选，所述的出料孔靠近出口的一端设有内接于出料孔底圆的五瓣梅花形孔，所述的五瓣梅花形孔与出口横截面是比例放大关系，所述的五瓣梅花形孔与出口之间斜坡连接，产品从出口出来会对模具内壁有挤压，产品对五瓣梅花孔的挤压力均匀这样既不会挤伤成型通道的螺旋表面又不会因为对模具内壁的挤压力不均匀而变形。

作为优选，所述的进料孔远离成型通道的一端设有用于固定在冷拔设备上的台阶孔，所述的台阶孔与成型通道的轴线位于同一条直线上，方便固定模具，使生产更稳定。

作为优选，所述的进料孔为一个与进口斜坡连接的五瓣梅花形孔，进料孔起变形缓冲作用，使圆管变形变化不会太快，影响生产质量，结构简单，能满足原材料圆管变形为方形管的要求，但是不能是圆形，圆形起不到缓冲作用，因为钢管从圆形变形到五瓣梅花形变形大。

附图说明

图1是本发明用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具的立体示意图。

图2是本发明用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具的主视图。

图3是本发明用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具的后视图。

图4是沿图2的A-A方向剖面图。

图5是本发明用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具的产品立体示意图。

其中，1、模具本体，2、出料孔，3、成型通道，4、出口，5、进口，6、五瓣梅花形孔，7、进料孔，8、台阶孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明提供一种用于制造无缝五瓣梅花形钢管，它包括用于安装在冷拔设备上的模具本体1，所述的模具本体1内设有成型通道3，所述的成型通道3设有进口5和出口4，所述的成型通道3靠近进口5的一端设有用于使圆管插入的进料孔7，靠近出口4的一端设有出料孔2，所述的进料孔7和出料孔2均与成型通道3连通且轴线位于同一条直线上，所述的成型通道3的进口5和出口4的横截面均为五瓣梅花形，所述的成型通道3为螺旋形通道，所述的成型通道3的长度为15~30毫米，所述的成型通道3的螺旋线从进口5到出口4旋转的角度为6.1°~11.71°，所述的进口4横斜面的尺寸与之相对应的出口5横截面尺寸比为1.07~1.71：1，所述的进料孔2的周长大于或等于出口5横截面的周长，所述的进口4在模具本体1表面的投影位于所述的进料孔7在模具本体1表面的投影内，所述的出料孔2为圆台状的孔，所述的出料孔2的直径从模具本体1表面到靠近出口4的一端是由大到小逐渐递减的，所述的出料孔2靠近出口4的一端设有内接于出料孔2底圆的五瓣梅花形孔6，所述的五瓣梅花形孔6与出口4横截面是比例放大关系，所述的五瓣梅花形孔6与出口4之间斜坡连接，所述的进料孔7远离成型通道3的一端设有用于固定在冷拔设备上的台阶孔8，所述的台阶孔8与成型通道3的轴线位于同一条直线上，所述的进料孔7为一个与进口5斜坡连接的五瓣梅花形孔，所述的成型通道3的长度可以是16.5、26、29毫米，所述的成型通道3的螺旋线从进口5到出口4旋转的角度可以是6.5°、8.6°、10.8°，所述的进口4横斜面的尺寸与之相对应的出口5横截面尺寸比可以是1.1：1、1.31：1、1.67：1。

本发明具有以下优点：用此模具冷拔生产出来的无缝五瓣梅花形钢管，通过对圆管精拉、拔、延伸一次加工完成，钢管圆周表面有五条螺旋线，通过对螺旋角度的控制、成型通道长度的限制以及进口横斜面的尺寸与之相对应的出口横截面尺寸比，同样的尺寸情况下通过对生产的产品进行检测，生产出来的无缝五瓣梅花形钢管性能好，拉伸强度、抗扭强度以及表面硬度都比普通的无缝五瓣梅花形钢管要好，当作为建筑行业和国防中，无须在无缝五瓣梅花形钢管内填充混凝土，成本低，使用方便。

具体来说，所述的出料孔2为圆台状的孔，所述的出料孔2的直径从模具本体1表面到靠近出口4的一端是由大到小逐渐递减的，出料孔为圆台状的孔目的是保证出来的产品是管材；所述的出料孔2靠近出口4的一端设有内接于出料孔2底圆的五瓣梅花形孔6，所述的五瓣梅花形孔6与出口4横截面是比例放大关系，所述的五瓣梅花形孔6与出口4之间斜坡连接，产品从出口出来会对模具内壁有挤压，产品对五瓣梅花孔的挤压力均匀这样既不会挤伤成型通道的螺旋表面又不会因为对模具内壁的挤压力不均匀而变形。方便原材料圆管插入模具内；所述的进料孔7远离成型通道3的一端设有用于固定在冷拔设备上的台阶孔8，所述的台阶孔8与成型通道3的轴线位于同一直线上，方便固定模具，使生产更稳定；所述的进料孔7为一个与进口5斜坡连接的五瓣梅花形孔，进料孔起变形缓冲作用，使圆管变形变化不会太快，影响生产质量，结构简单，能满足原材料圆管变形为方形管的要求，但是不能是圆形，圆形起不到缓冲作用，因为钢管从圆形变形到五瓣梅花形变形大。

具体来说，此模具固定在冷拔设备上面生产的，也就是国家知识产权网站上公开的用于生产螺杆转子的设备，申请号为2011101857723，生产的时候，把此模具固定在设备上，模具周向限位于转动管内，而转动管转动配合在模具座内，首先，将原材料圆管一端敲得细一点，将该端穿过此模具，牵拉装置上的卡钳将夹住圆管，然后牵引圆管做平移运动，由于模具和转动管轴向限位，转动管带动模具转动，由于模具在工作时转动，圆管工作时只移动不转动自然而然圆管就变成了横截面为方形钢管且方形钢管外表面会形成一定的螺旋通道，因此，工作时，模具转动，圆管穿过模具平动，两者结合，圆管就变成了外表面有螺旋形通道的无缝方形钢管。其实，在成型通道3内，前面部分其实只是圆管变形过渡，成型通道3最后3毫米的那段才是产品的成形尺寸，也就是最后定型。

下面是用此模具生产出来的产品与普通的无缝五瓣梅花形钢管性能参数对比，成型通道的长度为26mm,所述的成型通道3的螺旋线从进口5到出口4旋转的角度为8.6°,所述的进口5横斜面的尺寸与之相对应的出口4横截面尺寸比为1.31：1。

原材料为圆管直径250mm厚度5mm做出来的产品与普通无缝五瓣梅花形钢管参数对比

原材料为圆管直径160mm厚度5mm做出来的产品与普通无缝方形钢管参数对比

原材料为圆管直径90mm厚度5mm做出来的产品与普通无缝方形钢管参数对比

从上述表格可以看出，本发明生产出来的无缝五瓣梅花形钢管比普通的无缝五瓣梅花形钢管拉伸强度、表面硬度、抗扭强度以及屈服点都要高，说明用本发明生产出来的产品性能比以前的更好，尤其是抗扭强度比以前至少多了200Mpa，拉伸强度高了将近一倍，性能远远强于普通的无缝五瓣梅花形钢管，这样适用的场合很多，由于无缝五瓣梅花形钢管具有重量轻的特点，加上很好的机械性能，适用范围广。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具，其特征在于：它包括用于安装在冷拔设备上的模具本体(1)，所述的模具本体(1)内设有成型通道(3)，所述的成型通道(3)设有进口(5)和出口(4)，所述的成型通道(3)靠近进口(5)的一端设有用于使圆管插入的进料孔(7)，靠近出口(4)的一端设有出料孔(2)，所述的进料孔(7)和出料孔(2)均与成型通道(3)连通且轴线位于同一条直线上，所述的成型通道(3)的进口(5)和出口(4)的横截面均为五瓣梅花形，所述的成型通道(3)为螺旋形通道，所述的成型通道(3)的长度为15～30毫米，所述的成型通道(3)的螺旋线从进口(5)到出口(4)旋转的角度为6.1°～11.71°，所述的进口(5)横截面的尺寸和与之相对应的出口(4)横截面尺寸比为1.07～1.71：1，所述的进料孔(7)横截面的周长大于或等于出口(4)横截面的周长，所述的进口(5)在模具本体(1)表面的投影位于所述的进料孔(7)在模具本体(1)表面的投影内，所述的出料孔(2)为圆台状的孔，所述的出料孔(2)的直径从模具本体(1)表面到靠近出口(4)的一端是由大到小逐渐递减的，所述的出料孔(2)靠近出口(4)的一端设有内接于出料孔(2)底圆的五瓣梅花形孔(6)，所述的五瓣梅花形孔(6)横截面与出口(4)横截面是比例放大关系，所述的五瓣梅花形孔(6)与出口(4)之间斜坡连接。

2.根据权利要求1所述的用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具，其特征在于：所述的进料孔(7)远离成型通道(3)的一端设有用于固定在冷拔设备上的台阶孔(8)，所述的台阶孔(8)与成型通道(3)的轴线位于同一直线上。

3.根据权利要求2所述的用于制造无缝五瓣梅花形钢管的模具，其特征在于：所述的进料孔(7)为一个与进口(5)斜坡连接的五瓣梅花形孔。