CN108126993A - 双耳异形铜管生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种双耳异形铜管生产工艺，是将圆形的待加工铜管坯料制作成双耳异形铜管，是将待加工铜管坯料的端头安装在拉拔模具上，待加工铜管坯料的端头穿过拉拔模具后与直管拉伸机的拉伸端连接；拉拔模具是由外模和芯头构成，外模为圆盘形状，在外模内设有安装槽，在安装槽的前端设有锥形的导向槽，在安装槽的后端设有锥形的拉拔孔，在安装槽内固定有内套，在内套的中心设有锥形的导向孔，导向孔的前端为圆弧形，导向孔的后端与芯孔连通，所述芯孔为与双耳异形铜管截面相匹配的异型孔，在芯孔的后端设有锥形的连接孔，连接孔与拉拔孔的锥度相同且平滑的对接连通。本发明的生产工艺采用专用设备，产品精度较高，降低了能耗，更加节能、环保。

Description

双耳异形铜管生产工艺

技术领域

本发明涉及精密铜管的生产制作，尤其是一种双耳异形铜管生产工艺，属于精密铜管加工技术领域。

背景技术

在燃气热水器的生产装配过程中，为了提高热效率，加快热水的出水时间，对于内部铜管的结构设计以及制作有特别的要求。由于考虑到传统圆形铜管的导热效率再进一步提升的空间已经较小，因此设计人员对铜管的结构进行了改进和优化，通过设计双耳结构的异形铜管来提升导热效率。但是，由于热水器内部铜管的精密度要求较高，不仅要求具有良好的导热性，而且还要求耐用性以及结构强度等技术指标，因此，目前采用的铜管加工工艺方法很难达到要求。例如，现目前的铜管生产工艺通常是采用挤压法和辊压法两种，一方面，挤压法和滚压法两种工艺必须要用专门的挤压设备和辊压设备，且需要专用工装模具，投入资金较大，并且普通滚压设备辊压出来的管材形状、尺寸参数保证能力较低。另一方面，挤压工艺在管材成型过程中需要对金属进行加热，然后再进行后续穿孔挤压加工，在此过程中消耗大量的能源资源。同样的，辊压工艺在生产过程中，由于金属发生塑性变形所产生的残余应力，在释放过程中严重影响，管材的形状尺寸参数，导致管材的精度降低。因此现目前需要一种新的工艺方法来针对性的制作异形铜管。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前的铜管加工工艺过程复杂，而且成本较高的问题，而提供一种成本相对较低，而且产品精度较高的双耳异形铜管生产工艺。

本发明的技术方案：双耳异形铜管生产工艺，是将圆形的待加工铜管坯料制作成双耳异形铜管，其特征在于，包括如下步骤：

1）将待加工铜管坯料的端头安装在拉拔模具上，待加工铜管坯料的端头穿过拉拔模具后与直管拉伸机的拉伸端连接；所述拉拔模具是由外模和芯头构成，所述外模为圆盘形状，在外模内设有安装槽，在安装槽的前端设有锥形的导向槽，在安装槽的后端设有锥形的拉拔孔，在所述安装槽内固定有内套，在内套的中心设有锥形的导向孔，所述导向孔的前端为圆弧形，导向孔的后端与芯孔连通，所述芯孔为与双耳异形铜管截面相匹配的异型孔，在芯孔的后端设有锥形的连接孔，所述连接孔与拉拔孔的锥度相同且平滑的对接连通；所述芯头为与双耳异形铜管截面相匹配的异形芯头，在芯头的中心设有用于与芯杆相连的定位孔，所述定位孔的截面为正六边形结构，所述芯头通过芯杆定位安装在所述芯孔处，待加工铜管坯料从外模的导向孔引入并套在所述芯头上，待加工铜管坯料的端头从拉拔孔穿出并与直管拉伸机相连；

2）起动直管拉伸机，通过直管拉伸机将待加工铜管坯料拉拔成型，得到双耳异形铜管；

3）将加工成型后的双耳异形铜管穿过锯切装置后，通过锯切装置进行校直锯切，然后去除锯切端的毛刺；

4）对加工成型后的双耳异形铜管进行清洗，然后包装入库。

优化地，所述导向孔为前大后小的锥形孔，所述拉拔孔为前小后大的锥形孔，所述导向孔的锥度为26°，所述拉拔孔的锥度为60°。这里采用了两个方向相反的锥形孔的结构设计，一方面为了使得进料时更加方便，避免铜管被磨损，另一方面是为了使得拉拔成型的过程可靠性更好，有利于提高精度，而采用特定锥度的设计则是在多次实验后，结合实际需求，并综合考虑铜管材料的特性后，综合性设计的最佳方案，这样不仅能够拉拔成型，同时铜管管壁的厚度也能满足要求。

优化地，所述芯头的竖直高度为20mm，在芯头的两侧各设有一个圆弧形的支耳，所述支耳的半径为3mm。这里芯头的高度是与外模相匹配的，通过设计两个支耳使得芯头能够定位卡紧，并且能够直接拉拔形成所需的异形铜管结构，不需加热等工序，极大的降低了生产工艺难度。

优化地，所述直管拉伸机包括底座、箱体、控制器、夹子，所述底座的上方设置有所述箱体，所述箱体的前端设置有所述控制器，所述控制器的侧面设置有扬声器，所述控制器的下方设置有显示屏，所述显示屏的底部安装有键盘，所述显示屏的一侧安装箱门，所述箱门的前面安装有把手，所述箱体的内部设置有液压阀，所述液压阀的下方设置有液压泵，所述液压泵的底部设置有油箱，所述油箱的一侧设置有隔板，所述隔板的另一侧安装有电动滑轨，所述电动滑轨上安装有所述夹子，所述夹子包括电动滑块、卡紧液压缸、卡爪、橡胶垫，所述电动滑块的一侧安装有所述卡紧液压缸，所述卡紧液压缸的另一侧设置有所述卡爪，所述卡爪的中部设置有所述橡胶垫，所述夹子的底部设置有固定液压缸，所述电动滑轨的前方设置有热敏电阻，所述电动滑轨的后方设置有加热板。

本发明中，采用了专用的直管拉伸机来实现专用铜管的制作，这里的直管拉伸机对结构进行了特别的设计，考虑到了铜管的特性以及本发明需要制作的异形铜管的独特结构，在保障工作稳定性的情况下，使得铜管的拉伸能够均匀、平滑，而且设备的故障率也较低。本发明采用的直管拉伸机采用竖直方式进行铜管的拉伸能够保持铜管同轴度误差小，另外竖直方向拉伸能够更加节省空间，使用更加安全，另外也提高了铜管的拉伸效率。

优化地，所述箱体与所述底座之间用螺栓连接，所述控制器与所述箱体之间用螺栓连接，所述扬声器与所述箱体之间用螺栓连接。

优化地，所述显示屏与所述箱体之间通过胶粘连接，所述键盘与所述箱体之间用胶粘连接，所述箱门与所述箱体之间用合页连接。

优化地，所述把手与所述箱门之间用螺栓连接，所述液压泵与所述箱体之间用螺栓连接，所述液压阀与所述箱体之间用螺栓连接。

优化地，所述液压阀与所述卡紧液压缸之间用油管连接，所述固定液压缸与所述液压阀之间用油管连接，所述液压阀与所述控制器之间用导线连接，所述热敏电阻与所述隔板之间用螺栓连接。

优化地，所述电动滑轨与所述隔板之间用螺栓连接，所述电动滑轨与所述电动滑块之间通过卡槽连接，所述电动滑块与所述卡紧液压缸焊接在一起。

优化地，所述卡爪与所述卡紧液压缸之间用螺栓连接，所述橡胶垫与所述卡爪之间用胶粘连接，所述固定液压缸与所述底座之间用螺栓连接。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用的模具拉拔工艺借助于圆形管材游动芯头拉伸的技术和经验，根据成品管材的形状尺寸公差计算出所需管坯的尺寸，然后通过设计出来的双耳朵形状的拉拔模具，在直管拉伸机或圆盘拉伸机上将其生产出来，因此大大的降低了生产成本。

2、产品精度较高：模具拉拔工艺由于采用硬质合金模具的精度来保证管材的尺寸精度，所以采用该工艺生产出来的燃气热水器用双耳朵管材精度较高。而且通过选择合适的管坯尺寸，在加工过程中管材存在的残余应力较小，成品管材形状尺寸变化量较小。

3、降低了能耗，更加节能、环保：本发明的模具拉拔工艺全部属于冷加工，不需要对坯料进行加热，能源消耗少，同时模具拉拔工艺能够实现盘料连续拉伸，因此成品率和生产效率较高，而且管材的各项尺寸参数直接通过拉拔模具来保证，所以生产高精度燃气热水器用双耳朵形状管材形状尺寸精度较高。

附图说明

图1为本发明双耳异形铜管生产工艺的生产线结构示意图。

图2为本发明中外模的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本发明中芯头的主视图。

图5为本发明中芯头的侧视图。

图6为本发明中直管拉伸机的结构示意图。

图7为本发明中直管拉伸机的主视图。

图8为本发明中直管拉伸机的内部结构示意图。

图9为本发明中直管拉伸机中安装的夹子的主视图。

图中，1—液压阀；2—卡爪；3—液压泵；4—油箱；5—热敏电阻；6—隔板；7—固定液压缸；8—夹子；9—电动滑轨；10—加热板；11—控制器；12—扬声器；13—显示屏；14—键盘；15—箱体；16—把手；17—箱门；18—底座；19—电动滑块；20—卡紧液压缸；21—橡胶垫；22—待加工铜管坯料；23—拉拔模具；24—直管拉伸机；25—外模；26—芯头；27—安装槽；28—导向槽；29—拉拔孔；30—内套；31—导向孔；32—芯孔；33—连接孔；34—定位孔；35—支耳。

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1-图9所示，本发明的双耳异形铜管生产工艺，是将圆形的待加工铜管坯料22制作成双耳异形铜管，包括如下步骤：1）将待加工铜管坯料22的端头安装在拉拔模具23上，待加工铜管坯料22的端头穿过拉拔模具23后与直管拉伸机24的拉伸端连接；所述拉拔模具23是由外模25和芯头26构成，所述外模25为圆盘形状，在外模25内设有安装槽27，在安装槽27的前端设有锥形的导向槽28，在安装槽27的后端设有锥形的拉拔孔29，在所述安装槽27内固定有内套30，在内套30的中心设有锥形的导向孔31，所述导向孔31为前大后小的锥形孔，所述拉拔孔29为前小后大的锥形孔，所述导向孔31的锥度为26°，所述拉拔孔29的锥度为60°。所述导向孔31的前端为圆弧形，导向孔31的后端与芯孔32连通，所述芯孔32为与双耳异形铜管截面相匹配的异型孔，在芯孔32的后端设有锥形的连接孔33，所述连接孔33与拉拔孔29的锥度相同且平滑的对接连通；所述芯头26为与双耳异形铜管截面相匹配的异形芯头，在芯头26的中心设有用于与芯杆相连的定位孔34，在本发明的图中，由于芯杆是采用横杆结构，而且是现有装置，因此在图中并未标示图。所述定位孔34的截面为正六边形结构，所述芯头26通过芯杆定位安装在所述芯孔32处，待加工铜管坯料22从外模25的导向孔31引入并套在所述芯头26上，待加工铜管坯料22的端头从拉拔孔29穿出并与直管拉伸机24相连；所述芯头26的竖直高度为20mm，在芯头26的两侧各设有一个圆弧形的支耳35，所述支耳35的半径为3mm。

2）起动直管拉伸机，通过直管拉伸机24将待加工铜管坯料22拉拔成型，得到双耳异形铜管。

3）将加工成型后的双耳异形铜管穿过锯切装置后，通过锯切装置进行校直锯切，然后去除锯切端的毛刺。

4）对加工成型后的双耳异形铜管进行清洗，然后包装入库。

参见图6、图7、图8和图9，所述直管拉伸机包括底座18、箱体15、控制器11、夹子8，所述底座18的上方设置有所述箱体15，所述箱体15的前端设置有所述控制器11，所述控制器11的侧面设置有扬声器12，所述控制器11的下方设置有显示屏13，所述显示屏13的底部安装有键盘14，所述显示屏13的一侧安装箱门17，所述箱门17的前面安装有把手16，所述箱体15的内部设置有液压阀1，所述液压阀1的下方设置有液压泵3，所述液压泵3的底部设置有油箱4，所述油箱4的一侧设置有隔板6，所述隔板6的另一侧安装有电动滑轨9，所述电动滑轨9上安装有所述夹子8，所述夹子8包括电动滑块19、卡紧液压缸20、卡爪2、橡胶垫21，所述电动滑块19的一侧安装有所述卡紧液压缸20，所述卡紧液压缸20的另一侧设置有所述卡爪2，所述卡爪2的中部设置有所述橡胶垫21，所述夹子8的底部设置有固定液压缸7，所述电动滑轨9的前方设置有热敏电阻5，所述电动滑轨9的后方设置有加热板10。所述箱体15与所述底座18之间用螺栓连接，所述控制器11与所述箱体15之间用螺栓连接，所述扬声器12与所述箱体15之间用螺栓连接。所述显示屏13与所述箱体15之间通过胶粘连接，所述键盘14与所述箱体15之间用胶粘连接，所述箱门17与所述箱体15之间用合页连接。所述把手16与所述箱门17之间用螺栓连接，所述液压泵3与所述箱体15之间用螺栓连接，所述液压阀1与所述箱体15之间用螺栓连接。所述液压阀1与所述卡紧液压缸20之间用油管连接，所述固定液压缸7与所述液压阀1之间用油管连接，所述液压阀1与所述控制器11之间用导线连接，所述热敏电阻5与所述隔板6之间用螺栓连接。所述电动滑轨9与所述隔板6之间用螺栓连接，所述电动滑轨9与所述电动滑块19之间通过卡槽连接，所述电动滑块19与所述卡紧液压缸20焊接在一起。所述卡爪2与所述卡紧液压缸20之间用螺栓连接，所述橡胶垫21与所述卡爪2之间用胶粘连接，所述固定液压缸7与所述底座18之间用螺栓连接。

本发明的直管拉伸机工作时，先是键盘14通过控制控制器11使液压阀1运动，通过固定液压缸7将铜管底部进行夹持固定，通过卡紧液压缸20控制卡爪2的张开和合并，将铜管的中部和上部使用夹子8进行固定，在进行拉伸操作时候，可以对铜管进行加热，提高铜管的拉伸效率，在键盘14上设定拉伸长度和加热温度，关闭箱门17，直管拉伸机内部进行工作，待完成工作之后，通过扬声器12提醒工作人员，则铜管完成直管拉伸。

本发明的铜管生产工艺是采用了专用的设备来制作专用的异形铜管，而且采用了更加简单的工艺方法，过程中无需加热和其他工艺条件的限制，制作过程方便、快捷，产品合格率较高，设备的故障率也较低，有利于降低生产制作成本。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (10)

1.双耳异形铜管生产工艺，是将圆形的待加工铜管坯料（22）制作成双耳异形铜管，其特征在于，包括如下步骤：

将待加工铜管坯料（22）的端头安装在拉拔模具（23）上，待加工铜管坯料（22）的端头穿过拉拔模具（23）后与直管拉伸机（24）的拉伸端连接；所述拉拔模具（23）是由外模（25）和芯头（26）构成，所述外模（25）为圆盘形状，在外模（25）内设有安装槽（27），在安装槽（27）的前端设有锥形的导向槽（28），在安装槽（27）的后端设有锥形的拉拔孔（29），在所述安装槽（27）内固定有内套（30），在内套（30）的中心设有锥形的导向孔（31），所述导向孔（31）的前端为圆弧形，导向孔（31）的后端与芯孔（32）连通，所述芯孔（32）为与双耳异形铜管截面相匹配的异型孔，在芯孔（32）的后端设有锥形的连接孔（33），所述连接孔（33）与拉拔孔（29）的锥度相同且平滑的对接连通；所述芯头（26）为与双耳异形铜管截面相匹配的异形芯头，在芯头（26）的中心设有用于与芯杆相连的定位孔（34），所述定位孔（34）的截面为正六边形结构，所述芯头（26）通过芯杆定位安装在所述芯孔（32）处，待加工铜管坯料（22）从外模（25）的导向孔（31）引入并套在所述芯头（26）上，待加工铜管坯料（22）的端头从拉拔孔（29）穿出并与直管拉伸机（24）相连；

起动直管拉伸机，通过直管拉伸机（24）将待加工铜管坯料（22）拉拔成型，得到双耳异形铜管；

将加工成型后的双耳异形铜管穿过锯切装置后，通过锯切装置进行校直锯切，然后去除锯切端的毛刺；

对加工成型后的双耳异形铜管进行清洗，然后包装入库。

2.根据权利要求1所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述导向孔（31）为前大后小的锥形孔，所述拉拔孔（29）为前小后大的锥形孔，所述导向孔（31）的锥度为26°，所述拉拔孔（29）的锥度为60°。

3.根据权利要求2所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述芯头（26）的竖直高度为20mm，在芯头（26）的两侧各设有一个圆弧形的支耳（35），所述支耳（35）的半径为3mm。

4.根据权利要求3所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述直管拉伸机包括底座（18）、箱体（15）、控制器（11）、夹子（8），所述底座（18）的上方设置有所述箱体（15），所述箱体（15）的前端设置有所述控制器（11），所述控制器（11）的侧面设置有扬声器（12），所述控制器（11）的下方设置有显示屏（13），所述显示屏（13）的底部安装有键盘（14），所述显示屏（13）的一侧安装箱门（17），所述箱门（17）的前面安装有把手（16），所述箱体（15）的内部设置有液压阀（1），所述液压阀（1）的下方设置有液压泵（3），所述液压泵（3）的底部设置有油箱（4），所述油箱（4）的一侧设置有隔板（6），所述隔板（6）的另一侧安装有电动滑轨（9），所述电动滑轨（9）上安装有所述夹子（8），所述夹子（8）包括电动滑块（19）、卡紧液压缸（20）、卡爪（2）、橡胶垫（21），所述电动滑块（19）的一侧安装有所述卡紧液压缸（20），所述卡紧液压缸（20）的另一侧设置有所述卡爪（2），所述卡爪（2）的中部设置有所述橡胶垫（21），所述夹子（8）的底部设置有固定液压缸（7），所述电动滑轨（9）的前方设置有热敏电阻（5），所述电动滑轨（9）的后方设置有加热板（10）。

5.根据权利要求4所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述箱体（15）与所述底座（18）之间用螺栓连接，所述控制器（11）与所述箱体（15）之间用螺栓连接，所述扬声器（12）与所述箱体（15）之间用螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述显示屏（13）与所述箱体（15）之间通过胶粘连接，所述键盘（14）与所述箱体（15）之间用胶粘连接，所述箱门（17）与所述箱体（15）之间用合页连接。

7.根据权利要求6所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述把手（16）与所述箱门（17）之间用螺栓连接，所述液压泵（3）与所述箱体（15）之间用螺栓连接，所述液压阀（1）与所述箱体（15）之间用螺栓连接。

8.根据权利要求7所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述液压阀（1）与所述卡紧液压缸（20）之间用油管连接，所述固定液压缸（7）与所述液压阀（1）之间用油管连接，所述液压阀（1）与所述控制器（11）之间用导线连接，所述热敏电阻（5）与所述隔板（6）之间用螺栓连接。

9.根据权利要求8所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述电动滑轨（9）与所述隔板（6）之间用螺栓连接，所述电动滑轨（9）与所述电动滑块（19）之间通过卡槽连接，所述电动滑块（19）与所述卡紧液压缸（20）焊接在一起。

10.根据权利要求9所述的双耳异形铜管生产工艺，其特征在于，所述卡爪（2）与所述卡紧液压缸（20）之间用螺栓连接，所述橡胶垫（21）与所述卡爪（2）之间用胶粘连接，所述固定液压缸（7）与所述底座（18）之间用螺栓连接。