CN105436333A - 一种钢管易口机 - Google Patents

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华明九
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Abstract

本发明公开了一种钢管易口机，包括机架、液压油缸、机头和外模，机头包括内模、顶柱和框架；顶柱的主体为一多棱台，相邻侧面之间均设有轴向贯通的减轻槽；内模由多个内模瓣构成，框架设有与内模瓣个数相同的径向通槽，每个内模瓣嵌装在一径向通槽中，径向通槽用于内模瓣的轴向定位和径向导向；所有内模瓣的外表面与要加工的钢管端口的内表面重合，所有内模瓣的内表面与多棱台的顶柱主体的侧面相吻合，每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间均设有T形槽滑块连接结构；外模由上半模和下半模抱合构成，外模的内表面与要加工的钢管端口的内表面重合。本发明可挤压钢管端口成任意形状，而且能耗低，安全性强，效率高。

Description

一种钢管易口机
技术领域
本发明属于钢管冷加工技术领域，具体涉及一种挤压改变钢管端口形状装置。
背景技术
现有的钢管端口改变机器主要有旋压方式和直接胀压方式两种。旋压方式的工作原理是利用旋转轮碾压钢管端口，此方式效率低，机器寿命短,并且仅能形成迴转体压痕的端口，直接胀压方式的工作原理主要是将大于钢管内经的刀具直接推入钢管内，使钢管头部胀大，此方式对钢管壁厚及内径要求较严，并且只能胀成等径端口，不会作出有密封槽的异型端口。
发明内容
针对现有技术，本发明提供一种用来改变钢管端口形状的钢管易口机，根据管口的具体形状设计内、外膜相邻吻合面的形状，实现对钢管的扩口或缩口的成形冷加工，尤其是对需要密封连接的水管或气管的连接处，可以形成有导引、密封和定位多个功能段，从而免去连接管道连接处的焊接，而且连接处具有可靠的密封性，同时还可以在接口处吸收钢铁热胀冷缩造成的钢管长度变化。
为了解决上述技术问题，本分明提出的一种钢管易口机，包括机架、液压油缸、机头和外模，所述机头包括内模、顶柱和框架，所述液压油缸与顶柱连接，所述外模与机架固定；所述顶柱包括顶柱主体，所述顶柱主体为一多棱台，所述顶柱主体上相邻侧面之间均设有轴向贯通的减轻槽；所述内模由多个内模瓣构成，所述框架的主体为圆筒，所述圆筒的一端设有与内模瓣个数相同的径向通槽，径向通槽的轴向长度一致，每个内模瓣嵌装在一径向通槽中，所述径向通槽用于内模瓣的轴向定位和径向导向；所述内模瓣的个数与顶柱主体所具有的侧面个数相同，所有内模瓣的外表面与要加工的钢管端口的内表面重合，所有内模瓣的内表面与多棱台的顶柱主体的侧面相吻合，每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间均设有T形槽滑块连接结构；所述外模由上半模和下半模抱合构成，所述外模的内表面与与要加工的钢管端口的内表面重合。
本发明中，每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间设有的T形槽滑块连接结构具有以下两种情形之一：一种是：在内模瓣的内表面上设有轴向T形槽，在顶柱主体的侧面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓，每个螺栓的螺栓帽嵌装在所述T形槽中；另一种是：在顶柱主体的侧面上设有轴向T形槽，在内模瓣的内表面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓，每个螺栓的螺栓帽嵌装在所述T形槽中。
本发明中，所述顶柱主体为四棱台或八棱台，所有内模瓣与顶柱主体装配后，在横断面上呈十字形或米字形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种钢管易口机，由外模，液压系统，机架，机头及位于机头内的内模，顶柱，导向器，框架构成，内模外轮廓与外模内轮廓相吻合，液压系统沿钢管轴向推拉顶柱，顶柱挤压内模沿钢管径向在框架内往返运动，向前推顶柱，内模挤压钢管端口，退回顶柱内模退回。本发明可挤压钢管端口成任意形状，而不是专一的迴转体，本发明能耗低，安全性强，效率高。
附图说明
图1是本发明钢管易口机的结构示意图；
图2是图1中所示机头部分结构放大图；
图3是图2所示机头部分的端向剖视图；
图4-1是图1中所示顶柱与内模的连接结构示意图；
图4-2是图4-1中A-A所示剖切位置局部剖视图；
图5是图1中所示外模(上半模)的局部剖视图；
图6是图1中所示内模的局部剖视图。
图7是本发明钢管易口机工作状态下内模、外模与钢管端口之间位置图。
图中：1-内模，2-顶柱，3-导向螺栓，4-T形槽，5-框架；6-连接器，7-钢管，8-液压油缸，9-机架，11-上半模，12-下半模，13-外导引段1，14-外定位段，15-外密封段，16-内导引段，17-内定位段，18-内密封段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明一种钢管易口机，包括机架9、液压油缸8、机头和外模，所述机头包括内模1、顶柱2和框架5，所述液压油缸8通过连接器6与顶柱2连接，所述外模与机架9固定。
如图3所示，所述顶柱2包括顶柱主体，所述顶柱主体为一多棱台，所述多棱台的侧面个数为2的倍数，所述顶柱主体上相邻侧面之间均设有轴向贯通的减轻槽；所述内模1的外表面上设有轴肩，用于要加工的钢管端口的轴向定位和径向导向，所述内模1由多个内模瓣构成，如图1和图2所示，所述框架5的主体为圆筒，所述圆筒的一端设有与内模瓣个数相同的径向通槽，径向通槽的轴向长度一致，每个内模瓣嵌装在一径向通槽中，所述径向通槽用于内模瓣的轴向定位；如图3所示，所述内模瓣的个数与顶柱主体所具有的侧面个数相同，所有内模瓣的外表面与要加工的钢管端口的内表面重合，所有内模瓣的内表面与多棱台的顶柱主体的侧面相吻合，每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间均设有T形槽滑块连接结构；T形槽滑块连接结构可以是以下两种情形之一：一种是：在内模瓣的内表面上设有轴向T形槽，在顶柱主体的侧面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓，每个螺栓的螺栓帽嵌装在所述T形槽中；另一种是：如图4-1和图4-2所示，在顶柱主体的侧面上设有轴向T形槽4，在内模瓣的内表面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓3，每个螺栓3的螺栓帽嵌装在所述T形槽4中。所述外模由上半模11和下半模12抱合构成，所述外模的内表面与与要加工的钢管端口的内表面重合。
实施例：对水管连接处外管端口的加工
在水管(或气管)连接处首先是要求具有绝对的密封性，现有的旋压方式和直接胀压方式不会作出有密封槽的异型端口，为了达到此目的，目前大多采用焊接，而本发明钢管易口机可以避免焊接而且经本发明形成的管口连接后具有可靠的密封性。其具体方案如下：
如图1所示，外模由对开的上半模和下半模构成，上半模11和下半模12可由机械或者手动分开与合并，无论是上半模11还是下半模12均分别具有三个功能段，如图5所示，即包括外导引段13，外定位段14和外密封段15三部分，外引导段13的内经等于钢管外径加3倍的钢管壁厚，外定位段14的内经等于钢管外径，外密封段15的外径为密封圈的工作外径再加上2倍的钢管壁厚，上半模11和下半模12的材质均为硬质合金或淬火钢。
图2为机头的结构示意图，机头由内模1，顶柱2，螺栓3和框架5构成。形成内模的各内模瓣的内表面上也具有与外模的外导引段13，外定位段14和外密封段15形状像吻合的内导引段16，内定位段18和内密封段17三部分，本实施例中吻合凸起部分的形状与要挤压成的密封槽形状相同，即内模外部凸起形状为要求挤压密封槽的周边形状的一部分，可为1/3-1/4周边，端口有长10mm左右的部分与钢管原形相同的直径扩大1.5个钢管壁厚的承插导引部分。由此形成了挤压钢管7的端口所需的形状，内模1的材质为硬质合金或淬火钢，图6是内模的结构示意图。
本实施例中,顶柱2与液压油缸8之间由连接器6铰接,顶柱2在液压油缸8推动下做轴向运动，其外斜面顶挤内模在框架5的径向通槽的导向下运动，顶柱与内模二者运动方向相垂直。框架5的延伸部分与机架相连，以确保内外模工作位置稳定。顶柱2的主体为四棱柱，为了减轻重量，在侧冷处加工出轴向贯通的减轻槽，因此，形成了十字形截面(如图3所示)，当然，若顶柱主体为八棱台，则加工出减轻槽后期横截面为米字形，从而形成外围为4或8个等宽的挤压面，其面宽与内模1的内面(即内模瓣的底面)相同，机头中的顶柱外表面与轴向成一个角度，以保证内摸以十倍的顶柱推力挤压钢管，本实施例中顶柱侧面并且与轴心线成6度斜角，在顶柱的挤压面上布有轴向的T形槽，在内模瓣的底面设有多个沿T形槽走向设有多个螺栓3，螺栓3的个数可以选择3～6个，螺栓3的头部与顶柱2外表面的T形槽滑动配合，可使内模在顶柱外表面沿轴向中心线方向运动，而不会偏移方向，并且使顶柱定向挤压内模而又不会与内模分开，保证顶柱退回时内模在被挤压的钢管内脱模。图4-1和图4-2是顶柱2与内模1及螺栓3和T形槽的配合图，螺栓3和T形槽的配合可以保障内模与顶柱之间相互平行移动，接触面始终重合，并且在顶柱退回时将内模从压好的钢管密封槽内拉出。内模1、上半模11、下半模12及框架5构成挤压工作面。内模1与上半模11及下半模12相吻合，挤压出钢管端口密封槽。图7为挤压加工状态剖视图。
框架5部分开有与内模瓣数量相等，四周外形与内模瓣四周外形相一致的矩形孔，保证内模在其孔内径向运动。内模1在框架5的径向通槽(即内模瓣的导向槽)内沿钢管7的径向运动。内模1的运动动力来自于顶柱2，机头中的内模1与顶柱2之间为平面接触，二者运动方向相垂直，顶柱轴向运动，内模径向运动。两者之间采用T形槽和螺栓3连接，即在顶柱2的侧面上设有T形槽4，在与之吻合的内模瓣的表面设有多个螺栓3，螺栓3采用沉头螺栓，螺栓帽均嵌在T形槽内并可滑动，当顶柱2在液压油缸8的推动下作正方向(图1和图2中自左向右移动)推进时，内模1在框架5的限制下在轴向上是不会产生位移的，内模1只沿着框架5上的径向通槽向上运动，此时，外模是静止的，因此，内模的向上运动，最终挤压钢管7按照内模和外模的设计形状成形，如图7所示；管口成型后，内模1是被挤压在由内外密封段形成的管口密封槽内，接下来，在液压油缸8反方向移动的带动下，顶柱2反方向退出，此时，顶柱2通过其上的T形槽4拖拽与内模固定的螺栓3的头部，从钢管7的密封槽内拉出内模1，螺栓3和T形槽4的配合保障了内模1沿顶柱2的轴向准确运动而不会分离，同时，在管口成型后还使内模1脱离钢管。
本发明钢管易口机无旋转机构，结构简单，使用寿命长，采用顶柱与内模之间为斜平面接触，对钢管的挤压力可达十倍以上的外动力(比如油缸等)所产生的推力。内外模相对表面的形状可以根据管口的成型形状不同进行设计和更换，不但可以适应所要求密封槽的形状，而且可以将钢管端口形状改变为符合设计要求的形状(尤其是异形管口)，通过更换具有不同挤压工作面形状的内外膜，实现一机多用。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种钢管易口机，包括机架(9)、液压油缸(8)、机头和外模，所述机头包括内模(1)、顶柱(2)和框架(5)，所述液压油缸(8)与顶柱(2)连接，所述外模与机架固定；其特征在于：
所述顶柱(2)包括顶柱主体，所述顶柱主体为一多棱台，所述顶柱主体上相邻侧面之间均设有轴向贯通的减轻槽；
所述内模(1)由多个内模瓣构成，所述框架(5)的主体为圆筒，所述圆筒的一端设有与内模瓣个数相同的径向通槽，径向通槽的轴向长度一致，每个内模瓣嵌装在一径向通槽中，所述径向通槽用于内模瓣的轴向定位和径向导向；
所述内模瓣的个数与顶柱主体所具有的侧面个数相同，所有内模瓣的外表面与要加工的钢管端口的内表面重合，所有内模瓣的内表面与多棱台的顶柱主体的侧面相吻合，每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间均设有T形槽滑块连接结构；
所述外模由上半模(11)和下半模(12)抱合构成，所述外模的内表面与与要加工的钢管端口的内表面重合。
2.根据权利要求1所述钢管易口机，其特征在于：所述内模的外表面上设有轴肩，用于要加工的钢管端口的轴向定位。
3.根据权利要求1所述钢管易口机，其特征在于：每个内模瓣的内表面与顶柱主体上相吻合的侧面之间设有的T形槽滑块连接结构具有以下两种情形之一：
一种是：在内模瓣的内表面上设有轴向T形槽，在顶柱主体的侧面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓，每个螺栓的螺栓帽嵌装在所述T形槽中；
另一种是：在顶柱主体的侧面上设有轴向T形槽，在内模瓣的内表面上沿所述T形槽的走向设有多个螺栓，每个螺栓的螺栓帽嵌装在所述T形槽中。
4.根据权利要求1所述钢管易口机，其特征在于：所述顶柱主体为四棱台，所有内模瓣与顶柱主体装配后，在横断面上呈十字形。
5.根据权利要求1所述钢管易口机，其特征在于：所述顶柱主体为八棱台，所有内模瓣与顶柱主体装配后，在横断面上呈米字形。
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