CN105290130B - 一种圆形金属管压延模 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种入口段的相关参数均可量化的圆形金属管压延模，包括：镶套及设置在镶套中的模芯，模芯上开设有压延成型孔，该压延成型孔包括：入口段和定径段，定径段为与圆形金属管的外径相对应的圆柱孔，其直径D1＝圆形金属管的外径，该定径段的长度为整个模芯厚度L3的20.6～24.6％；所述的入口段为向外张开的弧形导入孔，该弧形导入孔内表面的导线为直线，该直线与压延成型孔的中心线重合，所述弧形导入孔内表面的母线为圆弧。本发明主要用于将圆形金属管缩径。

Description

一种圆形金属管压延模
技术领域
本发明涉及到金属塑性加工技术领域中的压延成型模，尤其涉及到将圆钢管缩径的压延成型模。
背景技术
拉拔模具(也称压延成型模具)是冷拔各种金属管时的重要工装部件，已经广泛地应用在钢管等金属管材变径或/和变形的生产过程中。利用拉拔模对钢管进行冷拔成型，具有材料利用率高、能耗低、产品性能优良、生产效率高和成本低廉等特点。拉拔模具中，按其拉拔成型的管材截面形状不同，可分为圆形拉拔模具和异型拉拔模具；按其拉拔过程中有无衬芯模，又可分为空拔拉拔模(简称空拔模)和衬芯拉拔模(简称衬芯模)，衬芯拉拔模由外模和内模相匹配共同完成冷拔。在拉拔行业中，空拔拉拔模或衬芯拉拔模的外模通常统称为拉拔模(或压延模)。
众所周知，如果拉拔模的开口大小和入口段的长度设置不合理，那么管材与模具之间的接触面积随之变化，金属的纵向和横向流动存在不均衡现象，从而致使经其拉拔成型的圆形管的质量较差，主要表现在其直线度较差(存在不同程度弯曲)、壁厚不均匀、圆角不均衡、尺寸不稳定和表面不平整等缺陷，更甚者出现拉拔过程中钢管断裂和开裂现象。
目前，针对异型管压延模没有统一的设计标准，其入口段的开口大小和入口段的长度设置都是凭经验，针对每一种型号的圆形管，在设计时，都要经过反复多次的试验、改进、再试验的过程，才能得到较为理想的拉拔模，这不仅延长了模具的加工周期，还增加了生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种其入口段的相关参数均可量化的圆形金属管压延模。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种圆形金属管压延模，包括：镶套以及设置在镶套中的模芯，模芯上开设有贯穿模芯的压延成型孔，该压延成型孔包括：入口段和定径段，所述镶套的一端设置有用于安装模芯的敞口，所述的模芯从该敞口镶嵌在镶套中，镶套的另一端设置有端壁，该端壁上开设有与压延成型孔相配合的出口；
所述的定径段为与圆形金属管的外径相对应的圆柱孔，其直径D1＝圆形金属管的外径，该定径段的长度为整个模芯厚度L3的20.6～24.6％；
所述的入口段为与定径段的圆柱孔相衔接的向外张开的弧形导入孔，该弧形导入孔的外边沿圆弧线的直径D2为1.1～1.2倍的D1，该弧形导入孔内表面的导线为直线，该直线与压延成型孔的中心线重合，所述弧形导入孔内表面的母线为圆弧，该圆弧由三点决定，第一点：该弧形导入孔外边沿上的点，第二点：定径段的连接入口段的边沿线上的相应点，第三点：在水平方向上，离第二点的距离为L3的10.4～12.4％，在垂直方向上，第三点与第二点的距离相当于0.0004～0.0006倍的D2，并且，第三点与第二点的连线与水平方向的夹角为3～8度。
所述模芯的压延成型孔设置有连接定径段和镶套出口的出口段，该出口段为向外张开的锥形孔，该锥形孔的里端与所述的定径段相衔接，该锥形孔的外端与镶套出口相衔接。
所述的出口段占到所述的模芯厚度L3的2.5～4.5％。
所述镶套的出口为向外张开的锥形孔，其锥度与所述的出口段一致。
作为一种优选方案，在所述的正方形异型管压延模中，所述镶套端壁的厚度L31为模芯厚度L3的9.3～13.3％。
作为一种优选方案，在所述的正方形异型管压延模中，所述镶套敞口端的端面超出模芯的入口段端面，两者之间的距离L35为模芯厚度L3的2.1～2.5％。
作为一种优选方案，在所述的正方形异型管压延模中，所述的镶套外侧面为靠近其敞口一端外径大的锥形面，其锥度角α在3～4°之间。
本发明的有益效果是：本发明所述的压延模，其入口段的相关参数都可以量化，从而使得其设计和制作都非常简单，这样就大大降低了加工周期，节省了生产成本，而且，经过其压延成型的管材平直度高、外表面光滑、外径精度稳定。另外，本发明还通过将镶套的外侧壁设置成锥形，并将镶套端壁的厚度控制在模芯厚度的9.3～13.3％之间，既保证了镶套的强度，又节省了镶套的材料成本。
附图说明
图1是本发明所述的圆形金属管压延模的结构示意图。
图2是图1中K-K方向的剖视结构示意图。
图1至图2中的附图标记为：1、镶套，11、外侧面，12、端壁，121、出口，2、模芯，21、入口段，211、内表面，22、定径段，23、出口段。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明所述的一种圆形金属管压延模的具体实施方案。
如图1和图2所示，本发明所述的一种圆形金属管压延模，包括：镶套1以及设置在镶套1中的模芯2，模芯2上开设有贯穿模芯的压延成型孔，该压延成型孔包括：入口段21、定径段22和出口段23，所述镶套1的一端设置有用于安装模芯2的敞口，所述的模芯2从该敞口镶嵌在镶套1中，镶套1的另一端设置有端壁12，该端壁12上开设有与压延成型孔相配合的出口121；所述的定径段22为与成型后的圆形金属管的外径相对应的圆柱孔，其直径D1＝圆形金属管的外径，该定径段22的长度为整个模芯厚度L3的20.6～24.6％；，所述的出口段23为向外张开的锥形孔，该锥形孔的里端与所述的定径段22相衔接，该锥形孔的外端与镶套1的出口121相衔接，该出口段23占到所述的模芯厚度L3的2.5～4.5％；所述的入口段21为与定径段22的圆柱孔相衔接的向外张开的弧形导入孔，该弧形导入孔的外边沿线(为一正圆)，其直径D2为1.1～1.2倍的D1，该弧形导入孔的内表面211的导线为直线，该直线与所述压延成型孔的中心线重合，换句话说，所述压延成型孔的中心线为该弧形导入孔的内表面211的导线，所述弧形导入孔的内表面211的母线为圆弧，该圆弧由三点决定，第一点即A点：该弧形导入孔外边沿线上的任一点，第二点即B点：所述定径段22的连接入口段21的圆弧形边沿线上的相应点，第三点即C点：在水平方向上，离第二点的距离为L3的10.4～12.4％，在垂直方向上，第三点与第二点的距离相当于0.0004～0.0006倍的D2，并且，第三点与第二点的连线与水平方向的夹角为3～8度，所述入口段21的长度L34占到整个模芯厚度L3的63～69％；在本实施例中，所述镶套1的出口为向外张开的锥形孔，其锥度与所述的出口段23一致，通常其锥度角为45度；所述镶套1端壁121的厚度L31为模芯2厚度L3的9.3～13.3％；所述镶套1敞口端的端面超出模芯2的入口段21的端面，两者之间的距离L35为模芯厚度L3的2.1～2.5％；镶套1外侧面为靠近其敞口一端外径大的锥形面，其锥度角α在3～4°之间。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所作的均等变化与修饰，均应包括在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种圆形金属管压延模，包括：镶套以及设置在镶套中的模芯，其特征在于：所述的模芯上开设有贯穿模芯的压延成型孔，该压延成型孔包括：入口段和定径段，所述镶套的一端设置有用于安装模芯的敞口，所述的模芯从该敞口镶嵌在镶套中，镶套的另一端设置有端壁，该端壁上开设有与压延成型孔相配合的出口；
所述的定径段为与圆形金属管的外径相对应的圆柱孔，其直径D1＝圆形金属管的外径，该定径段的长度为整个模芯厚度L3的20.6～24.6％；
所述的入口段为与定径段的圆柱孔相衔接的向外张开的弧形导入孔，该弧形导入孔的外边沿圆弧线的直径D2为1.1～1.2倍的D1，该弧形导入孔内表面的导线为直线，该直线与压延成型孔的中心线重合，所述弧形导入孔内表面的母线为圆弧，该圆弧由三点决定，第一点：该弧形导入孔外边沿上的点，第二点：定径段的连接入口段的边沿线上的相应点，第三点：在水平方向上，离第二点的距离为L3的10.4～12.4％，在垂直方向上，第三点与第二点的距离相当于0.0004～0.0006倍的D2，并且，第三点与第二点的连线与水平方向的夹角为3～8度。
2.根据权利要求1所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述模芯的压延成型孔设置有连接定径段和镶套出口的出口段，该出口段为向外张开的锥形孔，该锥形孔的里端与所述的定径段相衔接，该锥形孔的外端与镶套出口相衔接。
3.根据权利要求2所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述的出口段占到所述的模芯厚度L3的2.5～4.5％。
4.根据权利要求2所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述镶套的出口为向外张开的锥形孔，其锥度与所述的出口段一致。
5.根据权利要求4所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述镶套端壁的厚度为模芯厚度L3的9.3～13.3％。
6.根据权利要求5所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述镶套敞口端的端面超出模芯的入口段端面，两者之间的距离为模芯厚度L3的2.1～2.5％。
7.根据权利要求1至6之一所述的圆形金属管压延模，其特征在于：所述的镶套外侧面为靠近其敞口一端外径大的锥形面，其锥度角α在3～4°之间。
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