CN104226723A - 一种金属管制造方法 - Google Patents

Abstract

一种金属管制造方法，包括管胚制造、管胚拉伸、管胚精拉伸、管胚切割形成管材，采用焊接制管的方式制造出管胚，将管胚加工成无缝束管的形式，管胚加工完成后在密闭空间内采用光亮退火的方式，管胚加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温到至少500度以下再自然冷却，管胚表面便会有光辉度，不会再造成脱碳的情形；本发明粗拉伸可以达到直管拉伸同样的质量要求，上料后通常无需频繁监测加工情况，制作完毕设备会自动停止运转并提示，精拉伸装置简单方便，不但大大节省了能耗，还提高了工作效率；另外，对金属管进行切割时采用的切割装置由电机和气缸来进行驱动，可以一次加工出多组金属管，效率更高，成本更低，维护起来也更方便。

Description

一种金属管制造方法

技术领域

本发明涉及金属管制造领域，尤其涉及一种金属管制造方法。

背景技术

目前，金属管大致分为两种加工方式：一是轧制，就是通过轧机一步一步往下加工；二是拉管，将管材通过拉机一步一步往下加工。轧管的优点是内外表面质量一致性较高，通过固熔处理后，机械性能稳定；缺点是轧管的尺寸较难做得太小，通常6mm以下的毛细管很难实现，另外就是轧管的精度低，以外径6mm举例，对应的公差很难控制在±0.02mm以内，再有就是轧制的效率低，生产周期长等等。拉管的优点是尺寸精度较高、可以做极小直径的毛细管，通常外径0.3mm以上的均可拉制，另外可以拉制异型产品等等，缺点是对模具要求高、内面质量难控制、材料损耗大等。

目前拉管的方式主要可分为两种，一种是直拉伸法，就是在一台定尺的伸管设备中，拉制小于该设备长度的管材，优点是精度非常高，不足是效率低；另外一种是立式盘拉法，就是盘卷拉伸法，可以拉制不定长的管材，通过连续退火，可以实现几百甚至数千米的长度。除了尺寸可以做得很长以外，这类加工方式最大的优点是可以实际自动化，效率非常高，这类管材通过一定的压力测试，通常被用于造船、油路、加热器、医疗针管等相对尺寸精度要求较低的行业当中，但因为其精度低特别是内径尺寸精度低、内面质量差等原因，一直无法应用在更精密领域，比如光通讯、琉璃封装、航空航天等。

发明内容

本发明旨在提供一种金属管制造方法。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案，一种金属管制造方法，包括以下步骤：

   S1、管胚制造，采用焊接制管的方式制造出管胚，将管胚加工成无缝束管的形式，管胚加工完成后在密闭空间内采用光亮退火的方式，管胚加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温到至少500度以下再自然冷却，管胚表面便会有光辉度，不会再造成脱碳的情形；

   S2、管胚拉伸，管胚制造完成后将管胚送至卧式拉伸装置，具体包括以下步骤：

    1）根据不同的管径尺寸选择不同的盘体，通常4mm以下的外径选择600mm盘体，4~8mm的外径选择800mm盘体，8~12mm外径选择1000mm盘体，主动拉伸盘和从动放料盘均采取卧式安装的方式，并用齿轮传动的方式来提供动力；

2）将拉伸芯模放入管体，芯模入管体约50cm,然后将芯模两侧的管体用钳子夹紧，防止收口时游动，随后将预留的50cm管体进行收口，收口尺寸按内模来定；

3）入模，将收口管体穿入拉伸外模至主动拉伸转盘卡口固定，模具箱采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模，模具箱内设有拉伸芯模和拉伸外模，操作时将拉伸芯模放进需要加工的管体内，管体放入拉伸外模中，拉伸芯模和拉伸外模均浸泡在模具箱的润滑油内；

4）按下启动按键，开始正常工作，由于模具箱的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器，当料不足时，传感器会发出信号使设备主机自动停止运行；     

S3、管胚精拉伸，管胚经过步骤S2的初步拉伸后，进行初步切割，将卷起来来的管胚切割成长度近似的长条形管胚，随后将管胚送至精密拉管机，拉管机包括机座、定位装置、传动链条、拉伸装置和驱动装置，定位装置、传动链条和拉伸装置均设置在机座上，传动链条设置在定位装置的侧面，拉伸装置设在传动链条上，所述拉伸装置为一辆凸轮小车，小车连有变速箱和电机，小车的车轮设在传动链条两侧的导轨上，小车的中心设有凸轮槽，凸轮槽内设有凸轮，凸轮的后侧设有用于夹住加工材料的夹块，所述夹块在凸轮向前运动时夹紧，凸轮向后运动时放松，凸轮的前侧连有拉杆，拉杆的头部向下弯曲形成一个向下的钩子，钩子向下钩住拉管机传动链条之间的传动导轨，钩子钩住传动导轨后由传动导轨带动小车向前，凸轮向前运动时带动钩子翘起，操作时，将小车拉杆前端的钩子轻轻搭住传动链条，传动链条带动小车向前，此时凸轮向前运动，夹块夹紧管材，管材经过定位装置时会受到一个向后的拉力，夹块将这个拉力传递给凸轮，凸轮受到的向后拉力与链条通过拉杆施加给凸轮的向前拉力形成一个平衡，管材就被小车带动向前，等管材完全经过定位装置后，管材不再受到向后的拉力，凸轮向前运动，带动小车的钩子向前向上翘起，脱离传动链条，此时凸轮也不再受到传动链条通过拉杆施加给凸轮的拉力，凸轮向后运动，夹块放开管材，此时只需要按一下定位装置处的电机按钮就可以将小车拉回原位进行下一次拉管；

   S4、管胚切割形成管材，管胚经过精拉伸后，将长条形管胚送至金属管切割装置，切割装置将管胚切割成长度相同的管材待用。

    作为优选，所述的步骤S2采用的拉伸装置包括主动拉伸盘、从动放料盘和模具箱，模具箱设在主动拉伸盘与从动放料盘之间，模具箱采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模，所述的模具箱内设有拉伸芯模和拉伸外模，操作时将拉伸芯模放进需要加工的管体内，管体放入拉伸外模中，拉伸芯模和拉伸外模均浸泡在模具箱的润滑油内，所述的主动拉伸盘和从动放料盘均采用卧式安装的方式来安装，主动拉伸盘的动力采用齿轮传动的方式来提供，主动拉伸盘连有卧式齿轮箱，卧式齿轮箱由电机来提供动力完成传动，模具箱的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器，当料不足时，传感器发出信号使设备主机自动停止运行。

作为优选，所述的步骤S4中的金属管切割装置，包括驱动单元和切割单元，驱动单元具体包括电机和气缸，切割单元具体包括套在切割轴上的圆形切刀以及切刀上方的外壳，外壳将整个切割轴罩住，切割轴的一侧设有轴承，轴承连接气缸，切割轴连接电机，通过气缸来控制轴承的旋转角度从而控制切割轴的位置，电机则带动切割轴旋转，所述切刀的半径一致，切刀之间的间距也保持一致，切刀的侧面加装刀垫，切割轴上设有至少10个切刀，切刀的下方设有金属管放置平台，平台的上表面设有至少11个气动夹具，加工时切割轴下压，每两个气动夹具之间就有一个切刀，平台的左端向上凸起形成限位台，限位台高度与气动夹具一致，平台的左下方还设有升降柱，升降柱连接气缸，平台的右侧设有落料筐，加工时将金属管放在放置平台的气动夹具上，金属管向左抵住平台的限位台，气缸向气动夹具充气，夹具夹紧金属管，气缸向轴承充气，轴承带动切割轴向下，电机启动切割轴，切割轴带动切刀旋转完成切割，随后切割轴停止转动并回到原位，夹具松开金属管，此时平台下方的升降柱在气缸的作用下升起，平台倾斜，金属管随之落入落料筐。

本发明粗拉伸可以达到直管拉伸同样的质量要求，上料后通常无需频繁监测加工情况，制作完毕设备会自动停止运转并提示，人员可以空出来做其它工作，并且材料的损耗仅在每一卷的头部，可以大幅提升投入产出率，润滑采用浸泡式，可循环使用，可大幅减少辅料的使用；完成对金属管的粗拉伸工作后，将金属管送至精密拉管机，拉管机设计了一辆凸轮小车来取代传统的拉伸装置，这辆小车的利用其中部的凸轮来协调拉杆和夹块，加工时只需要按一下定位装置处的电机按钮就可以将小车拉回原位进行下一次拉管，简单方便，相较原先用硕大的气缸加工，不但大大节省了能耗，还提高了工作效率；另外，对金属管进行切割时采用的切割装置由电机和气缸来进行驱动，只需要预先设定好电机的运行时间，并根据气缸自身的参数来设定好气缸各自的充放气时间，相对常见的切割方法，本发明可以一次加工出多组金属管，效率更高，成本更低，维护起来也更方便，并且，金属管的加工长度发生变化时，只需要改变圆形切刀的间距即可，另外，本发明使用的切割装置在切割轴的外围套上了外壳，这样切割金属管时产生的碎屑也不会到处乱飞，既方便工作人员清扫，也不会因为碎屑对工作人员的身体健康产生影响。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明步骤S2采用的拉伸装置结构示意图；

图2是本发明步骤S2采用的拉伸装置中拉伸外模、拉伸芯模和管体的示意图；

图3是本发明步骤S2采用的拉伸装置俯视图；

图4是本发明步骤S3采用的拉管机结构示意图；

图5是本发明步骤S3采用的拉管机凸轮小车的结构示意图；

图6是本发明步骤S4采用的切割装置的结构示意图。

图中：1、主动拉伸盘；2、模具箱；3、从动放料盘；4、电机；5、卧式齿轮箱；6、拉伸芯模；7、管体；8、拉伸外模；9、光电传感器；10、机座；11、定位装置；12、凸轮小车；13、电机；14、变速箱；15、钩子；16、拉杆；17、车轮；18、凸轮槽；19、凸轮；20、夹块；21、电机；22、气缸；23、切割轴；24、切刀；25、外壳；26、轴承；27、放置平台；28、气动夹具；29、限位台；30、升降柱；31、落料筐。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照图1至图6描述本发明的金属管制造方法，一种金属管制造方法，包括以下步骤：

   S1、管胚制造，采用焊接制管的方式制造出管胚，将管胚加工成无缝束管的形式，管胚加工完成后在密闭空间内采用光亮退火的方式，管胚加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温到至少500度以下再自然冷却，管胚表面便会有光辉度，不会再造成脱碳的情形；

   S2、管胚拉伸，管胚制造完成后将管胚送至卧式拉伸装置，具体包括以下步骤：

    1）根据不同的管径尺寸选择不同的盘体，通常4mm以下的外径选择600mm盘体，4~8mm的外径选择800mm盘体，8~12mm外径选择1000mm盘体，主动拉伸盘1和从动放料盘3均采取卧式安装的方式，并用齿轮传动的方式来提供动力；

2）将拉伸芯模6放入管体7，芯模6入管体7约50cm,然后将芯模6两侧的管体7用钳子夹紧，防止收口时游动，随后将预留的50cm管体进行收口，收口尺寸按内模来定；

3）入模，将收口管体7穿入拉伸外模8至主动拉伸转盘1卡口固定，模具箱2采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模6，模具箱2内设有拉伸芯模6和拉伸外模7，操作时将拉伸芯模6放进需要加工的管体7内，管体7放入拉伸外模8中，拉伸芯模6和拉伸外模8均浸泡在模具箱2的润滑油内；

    4）按下启动按键，开始正常工作，由于模具箱2的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器9，当料不足时，传感器9会发出信号使设备主机自动停止运行；

   S3、管胚精拉伸，管胚经过步骤S2的初步拉伸后，进行初步切割，将卷起来来的管胚切割成长度近似的长条形管胚，随后将管胚送至精密拉管机，拉管机包括机座10、定位装置11、传动链条、拉伸装置和驱动装置，定位装置11、传动链条和拉伸装置均设置在机座10上，传动链条设置在定位装置11的侧面，拉伸装置设在传动链条上，所述拉伸装置为一辆凸轮小车12，小车12连有变速箱14和电机13，小车12的四个车轮17设在传动链条两侧的导轨上，小车12的中心设有凸轮槽18，凸轮槽18内设有凸轮19，凸轮19的前侧连有拉杆16，拉杆16的头部向下弯曲形成一个向下的钩子15，钩子15向下钩住拉管机传动链条之间的传动导轨，钩子15钩住传动导轨后由传动导轨带动小车12向前，凸轮19向前运动时带动钩子15翘起，凸轮19的后侧设有用于夹住加工材料的夹块20，所述夹块20在凸轮19向前运动时夹紧，凸轮19向后运动时放松，操作时，将小车拉杆16前端的钩子轻轻搭住传动链条，传动链条带动小车12向前，此时凸19轮向前运动，夹块20夹紧管材，管材经过定位装置11时会受到一个向后的拉力，夹块20将这个拉力传递给凸轮19，凸轮19受到的向后拉力与链条通过拉杆16施加给凸轮19的向前拉力形成一个平衡，管材就被小车12带动向前，等管材完全经过定位装置11后，管材不再受到向后的拉力，凸轮19向前运动，带动小车12的钩子15向前向上翘起，脱离传动链条，此时凸轮19也不再受到传动链条通过拉杆16施加给凸轮19的拉力，凸轮19向后运动，夹块20放开管材，此时只需要按一下定位装置11处的电机按钮就可以将小车12拉回原位进行下一次拉管；

   S4、管胚切割形成管材，管胚经过精拉伸后，将长条形管胚送至金属管切割装置，切割装置将管胚切割成长度相同的管材待用。

    作为优选，所述的步骤S2采用的拉伸装置包括主动拉伸盘1、从动放料盘3和模具箱2，模具箱2设在主动拉伸盘1与从动放料盘3之间，模具箱2采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模6，所述的模具箱2内设有拉伸芯模6和拉伸外模8，操作时将拉伸芯模6放进需要加工的管体7内，管体7放入拉伸外模8中，拉伸芯模6和拉伸外模8均浸泡在模具箱2的润滑油内，所述的主动拉伸盘1和从动放料盘3均采用卧式安装的方式来安装，主动拉伸盘1的动力采用齿轮传动的方式来提供，主动拉伸盘1连有卧式齿轮箱5，卧式齿轮箱5由电机4来提供动力完成传动，模具箱2的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器9，当料不足时，传感器9发出信号使设备主机自动停止运行。

作为优选，所述的步骤S4中的金属管切割装置，包括驱动单元和切割单元，驱动单元具体包括电机21和气缸22，切割单元具体包括套在切割轴23上的圆形切刀24以及切刀24上方的外壳25，外壳25将整个切割轴23罩住，切割轴23的一侧设有轴承26，轴承26连接气缸22，切割轴23连接电机21，通过气缸22来控制轴承26的旋转角度从而控制切割轴23的位置，电机21则带动切割轴23旋转，所述切刀24的半径一致，切刀24之间的间距也保持一致，切刀24的侧面加装刀垫，切割轴23上设有至少10个切刀24，切刀24的下方设有金属管放置平台27，平台27的上表面设有至少11个气动夹具28，加工时切割轴23下压，每两个气动夹具28之间就有一个切刀24，平台27的左端向上凸起形成限位台29，限位台29高度与气动夹具28一致，平台27的左下方还设有升降柱30，升降柱30连接气缸，平台27的右侧设有落料筐31，加工时将金属管放在放置平台27的气动夹具28上，金属管向左抵住平台27的限位台29，气缸向气动夹具28充气，夹具28夹紧金属管，气缸22向轴承26充气，轴承26带动切割轴23向下，电机21启动切割轴23，切割轴23带动切刀24旋转完成切割，随后切割轴23停止转动并回到原位，夹具28松开金属管，此时平台27下方的升降柱30在气缸的作用下升起，平台27倾斜，金属管随之落入落料筐31。

本发明粗拉伸可以达到直管拉伸同样的质量要求，上料后通常无需频繁监测加工情况，制作完毕设备会自动停止运转并提示，人员可以空出来做其它工作，并且材料的损耗仅在每一卷的头部，可以大幅提升投入产出率，润滑采用浸泡式，可循环使用，可大幅减少辅料的使用；完成对金属管的粗拉伸工作后，将金属管送至精密拉管机，拉管机设计了一辆凸轮小车来取代传统的拉伸装置，这辆小车的利用其中部的凸轮来协调拉杆和夹块，加工时只需要按一下定位装置处的电机按钮就可以将小车拉回原位进行下一次拉管，简单方便，相较原先用硕大的气缸加工，不但大大节省了能耗，还提高了工作效率；另外，对金属管进行切割时采用的切割装置由电机和气缸来进行驱动，只需要预先设定好电机的运行时间，并根据气缸自身的参数来设定好气缸各自的充放气时间，相对常见的切割方法，本发明可以一次加工出多组金属管，效率更高，成本更低，维护起来也更方便，并且，金属管的加工长度发生变化时，只需要改变圆形切刀的间距即可，另外，本发明使用的切割装置在切割轴的外围套上了外壳，这样切割金属管时产生的碎屑也不会到处乱飞，既方便工作人员清扫，也不会因为碎屑对工作人员的身体健康产生影响。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种金属管制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

   S1、管胚制造，采用焊接制管的方式制造出管胚，将管胚加工成无缝束管的形式，管胚加工完成后在密闭空间内采用光亮退火的方式，管胚加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温到至少500度以下再自然冷却，管胚表面便会有光辉度，不会再造成脱碳的情形；

   S2、管胚拉伸，管胚制造完成后将管胚送至卧式拉伸装置，具体包括以下步骤：

    1）根据不同的管径尺寸选择不同的盘体，通常4mm以下的外径选择600mm盘体，4~8mm的外径选择800mm盘体，8~12mm外径选择1000mm盘体，主动拉伸盘和从动放料盘均采取卧式安装的方式，并用齿轮传动的方式来提供动力；

2）将拉伸芯模放入管体，芯模入管体约50cm,然后将芯模两侧的管体用钳子夹紧，防止收口时游动，随后将预留的50cm管体进行收口，收口尺寸按内模来定；

3）入模，将收口管体穿入拉伸外模至主动拉伸转盘卡口固定，模具箱采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模，模具箱内设有拉伸芯模和拉伸外模，操作时将拉伸芯模放进需要加工的管体内，管体放入拉伸外模中，拉伸芯模和拉伸外模均浸泡在模具箱的润滑油内；

    4）按下启动按键，开始正常工作，由于模具箱的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器，当料不足时，传感器会发出信号使设备主机自动停止运行；

   S3、管胚精拉伸，管胚经过步骤S2的初步拉伸后，进行初步切割，将卷起来来的管胚切割成长度近似的长条形管胚，随后将管胚送至精密拉管机，拉管机包括机座、定位装置、传动链条、拉伸装置和驱动装置，定位装置、传动链条和拉伸装置均设置在机座上，传动链条设置在定位装置的侧面，拉伸装置设在传动链条上，所述拉伸装置为一辆凸轮小车，小车连有变速箱和电机，小车的车轮设在传动链条两侧的导轨上，小车的中心设有凸轮槽，凸轮槽内设有凸轮，凸轮的后侧设有用于夹住加工材料的夹块，所述夹块在凸轮向前运动时夹紧，凸轮向后运动时放松，凸轮的前侧连有拉杆，拉杆的头部向下弯曲形成一个向下的钩子，钩子向下钩住拉管机传动链条之间的传动导轨，钩子钩住传动导轨后由传动导轨带动小车向前，凸轮向前运动时带动钩子翘起，操作时，将小车拉杆前端的钩子轻轻搭住传动链条，传动链条带动小车向前，此时凸轮向前运动，夹块夹紧管材，管材经过定位装置时会受到一个向后的拉力，夹块将这个拉力传递给凸轮，凸轮受到的向后拉力与链条通过拉杆施加给凸轮的向前拉力形成一个平衡，管材就被小车带动向前，等管材完全经过定位装置后，管材不再受到向后的拉力，凸轮向前运动，带动小车的钩子向前向上翘起，脱离传动链条，此时凸轮也不再受到传动链条通过拉杆施加给凸轮的拉力，凸轮向后运动，夹块放开管材，此时只需要按一下定位装置处的电机按钮就可以将小车拉回原位进行下一次拉管；

   S4、管胚切割形成管材，管胚经过精拉伸后，将长条形管胚送至金属管切割装置，切割装置将管胚切割成长度相同的管材待用。

2.根据权利要求1所述的金属管制造方法，其特征在于，所述的步骤S2采用的拉伸装置包括主动拉伸盘、从动放料盘和模具箱，模具箱设在主动拉伸盘与从动放料盘之间，模具箱采用双模套整体浸泡的方式，内置芯模，所述的模具箱内设有拉伸芯模和拉伸外模，操作时将拉伸芯模放进需要加工的管体内，管体放入拉伸外模中，拉伸芯模和拉伸外模均浸泡在模具箱的润滑油内，所述的主动拉伸盘和从动放料盘均采用卧式安装的方式来安装，主动拉伸盘的动力采用齿轮传动的方式来提供，主动拉伸盘连有卧式齿轮箱，卧式齿轮箱由电机来提供动力完成传动，模具箱的外围设有用于控制管料输入端的光电传感器，当料不足时，传感器发出信号使设备主机自动停止运行。

3.根据权利要求1所述的金属管制造方法，其特征在于，所述的步骤S4中的金属管切割装置，包括驱动单元和切割单元，驱动单元具体包括电机和气缸，切割单元具体包括套在切割轴上的圆形切刀以及切刀上方的外壳，外壳将整个切割轴罩住，切割轴的一侧设有轴承，轴承连接气缸，切割轴连接电机，通过气缸来控制轴承的旋转角度从而控制切割轴的位置，电机则带动切割轴旋转，所述切刀的半径一致，切刀之间的间距也保持一致，切刀的侧面加装刀垫，切割轴上设有至少10个切刀，切刀的下方设有金属管放置平台，平台的上表面设有至少11个气动夹具，加工时切割轴下压，每两个气动夹具之间就有一个切刀，平台的左端向上凸起形成限位台，限位台高度与气动夹具一致，平台的左下方还设有升降柱，升降柱连接气缸，平台的右侧设有落料筐，加工时将金属管放在放置平台的气动夹具上，金属管向左抵住平台的限位台，气缸向气动夹具充气，夹具夹紧金属管，气缸向轴承充气，轴承带动切割轴向下，电机启动切割轴，切割轴带动切刀旋转完成切割，随后切割轴停止转动并回到原位，夹具松开金属管，此时平台下方的升降柱在气缸的作用下升起，平台倾斜，金属管随之落入落料筐。