CN110052545A - 一种大口径铜管扩拉生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种大口径铜管扩拉生产工艺，包括如下步骤：1）对铜管坯料进行扩径：将预制成型的铜管坯料安装固定在扩径夹持装置上，将铜管坯料的前端扩张并形成扩胀部位；2）对铜管进行拉伸处理：将扩径后的铜管坯料套在拉伸芯杆上，所述拉伸芯杆固定在拉伸设备尾架气动装置上；将所述铜管坯料的前端穿过拉伸通道后与拉伸小车相连，所述拉伸小车牵引带动铜管坯料从拉伸通道穿过并将铜管整体扩张成型。本发明的工艺方法通过扩径的方式来实现铜管的拉拔成型，突破传统的缩拉生产工艺，实现了管径的由小变大加工，为生产更大尺寸铜管提供了极大的技术支撑，并且具有较大的适用范围，可靠性也较好。

Description

一种大口径铜管扩拉生产工艺

技术领域

本发明涉及高精度铜管的扩径工艺，具体为一种大口径铜管扩拉生产工艺，属于铜管加工技术领域。

背景技术

在进行高精度铜管的生产制作过程中，由于对铜管产品的管径需求不同，因此需要对预制成型的管坯进行拉拔扩径处理，然后才能得到所需的不同型号管径的铜管。但是现目前，由于工艺水平的限制，通常在进行铜管拉拔时，多数采用模具从大往小拉制，即先制得一个更大直径的管坯，然后再进行拉拔的操作，由于在拉拔过程中铜管管径会变小，所以前道工序的下料管坯尺寸制约着后工序铜管的深加工尺寸。现目前的这种工艺方法，由于只能是从大变小的方式，因此只能生产一定规格管径的铜管，如果需要生产更大口径的铜管产品时，则无法满足实际生产的需求，因此，需要一种能够生产大口径铜管的新的工艺方法。

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在生产大口径铜管时，现有的工艺方法难以满足生产需求的问题，而介绍一种精度较高、适用范围较广的大口径铜管扩拉生产工艺。

本发明的技术方案：一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）对铜管坯料进行扩径：将预制成型的铜管坯料安装固定在扩径夹持装置上，所述扩径夹持装置中部留有用于安装铜管的夹持槽，所述铜管坯料的前端穿过夹持槽后与扩径芯头相连，所述扩径芯头的一端安装固定在扩径芯杆的前端，扩径芯头的另一端伸入铜管坯料的前端内壁；所述扩径芯杆的后端固定在扩径芯杆液压缸上，所述扩径芯杆液压缸安装在液压缸座上；所述扩径芯杆在扩径芯杆液压缸带动下，推动扩径芯头将铜管坯料的前端扩张并形成扩胀部位；

2）对铜管进行拉伸处理：将扩径后的铜管坯料套在拉伸芯杆上，所述拉伸芯杆固定在拉伸芯杆气缸上；所述铜管坯料的后端从拉伸芯杆上套入，在铜管坯料套入在拉伸芯杆上后，在所述扩胀部位内侧的拉伸芯杆端头上安装拉伸芯头，所述拉伸芯头与拉伸芯杆连接后锁紧；在所述拉伸芯头外侧固定安装有拉伸外模，所述拉伸外模为圆环形状，在拉伸外模与拉伸芯头之间形成用于拉伸铜管的拉伸通道，将所述铜管坯料的前端穿过拉伸通道后与拉伸小车相连，所述拉伸小车滑动时带动铜管坯料从拉伸通道穿过并将铜管整体扩张成型。

本发明的生产工艺主要采用了两个步骤来实现，其重点是在各个步骤中分别用了专用的扩径和拉伸设备，而本发明中采用的扩径设备和拉伸设备都是专用于铜管生产的专用设备，因此能够与大口径的直管铜管相匹配，并且能够保障在扩径和拉伸过程中不划伤铜管，既能完成生产，同时还能保障品质，这是本发明的创新所在，如果简单的将本发明的工艺方法和设备用于其它管材的制作，例如钢管、铝管等，首先由于管材自身的强度以及韧性不同，不能实现扩径，即使强行扩径也无法实现由小变大的工艺生产，更不能保障管材在生产中不被损坏，因此，本发明的工艺方法只能用于铜管管材的生产制作，它采用了区别于现有工艺的方法，能够完美的实现发明目的。

优化地，所述扩胀部位的长度为0.3-0.5m。本发明中，对扩胀部位的长度进行了精确的控制，这样做的目的是精确控制扩径时的铜管端头尺寸，使得扩径后，铜管坯料能够与下一个步骤中的设备相匹配，而不会造成晃动或安装定位不稳定的情况。

优化地，所述扩径芯头是由扩径芯头座和扩径锥头构成，在所述扩径芯头座的后端设有定位孔，扩径芯杆插入所述定位孔内与扩径芯头连接固定，在扩径芯头座的前端设有环形卡槽，所述扩径锥头安装在环形卡槽内，所述扩径锥头的一端与环形卡槽的内壁抵紧，扩径锥头的另一端由螺纹连接在扩径芯头座前端的扩径螺母锁紧。本发明中，采用了专用的扩径芯头结构，它是专门针对直管铜管扩径而设计的，它一方面采用组合的结构能够方便安装，另一方面卡位精度较高，避免了在扩径过程中引起设备的晃动，有利于提高设备的整体稳定性。

优化地，所述扩径锥头的外侧面为锥形结构，扩径锥头的外侧面的锥度为10°-30°。这里采用了高精度控制的锥形结构的扩径锥头，是为了能够不与铜管内壁发生摩擦，保障铜管内壁的光滑程度，同时还能够实现扩径的生产要求。

优化地，所述拉伸通道的宽度为0.9-1.5mm。本发明中对拉伸通道的宽度进行了精确的限制，是为了控制铜管拉伸后的壁厚，进行满足对于不同尺寸、不同型号铜管的生产需求，使得本发明的工艺方法具有很好的通用性。

优化地，在所述拉伸外模内设有倒锥形的外模内壁面，所述外模内壁面为四级锥形面结构，其中，外模内壁面的前端为锥度15°-35°的第一锥形面，在第一锥形面的后端为锥度150°-175°的第二锥形面，在第二锥形面的后端为锥度130°-150°的第三锥形面，在第三锥形面的后端为锥度90°-130°的第四锥形面。本发明中，对于拉伸外模也是进行了精确的设计和限定，目的在于控制铜管在拉伸过程中的变形曲度，避免变形太快而导致的铜管凹陷或损坏，通过不同锥度的设计，使得铜管在拉伸过程中能够实现逐级渐进的变成，这样有利于保障生产质量。

优化地，所述扩径芯头和拉伸芯头的外侧面锥度相等。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的工艺方法采用了区别于传统方法的形式，通过扩径的方式来实现铜管的拉拔，并且在扩径时采取了辅助扩径的专用设备，来达到提高精度的目的，解决了实际生产中无法生产大口径铜管的难题，特别是实现了管径的由小变大加工，为生产更大尺寸铜管提供了极大的技术支撑。

2、具有较大的适用范围，本发明的工艺方法能够满足不同规格铜管的拉拔生产需求，极大扩展了生产制作能力。

3、可靠性较好，生产难度较小，有利于降低企业的生产成本。

附图说明

图1为本发明大口径铜管扩拉生产工艺中进行扩径时采用的生产线装配图；

图2为本发明中扩径芯头的结构剖视图；

图3为本发明中进行拉伸工艺时采用的生产线装配图。

图中，1—铜管坯料，2—扩径夹持装置，3—夹持槽，4—扩径芯头，41—扩径芯头座，42—扩径锥头，43—定位孔，44—环形卡槽，45—扩径螺母，5—扩径芯杆，6—扩径芯杆液压缸，7—液压缸座，8—扩胀部位，9—拉伸芯杆，10—拉伸芯杆气缸，11—拉伸芯头，12—拉伸外模，13—拉伸通道，14—拉伸小车，15—外模内壁面，151—第一锥形面，152—第二锥形面，153—第三锥形面，154—第四锥形面。

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3所示，本发明的一种大口径铜管扩拉生产工艺，包括如下步骤：1）对铜管坯料进行扩径：将预制成型的铜管坯料1安装固定在扩径夹持装置2上，所述扩径夹持装置2中部留有用于安装铜管的夹持槽3，所述铜管坯料1的前端穿过夹持槽3后与扩径芯头4相连，所述扩径芯头4的一端安装固定在扩径芯杆5的前端，扩径芯头4的另一端伸入铜管坯料1的前端内壁；所述扩径芯杆5的后端固定在扩径芯杆液压缸6上，所述扩径芯杆液压缸6安装在液压缸座7上；所述扩径芯杆5在扩径芯杆液压缸6带动下，推动扩径芯头4将铜管坯料1的前端扩张并形成扩胀部位8；所述扩胀部位8的长度可以为0.3m、0.35m、0.4m、或0.5m。所述扩径芯头4是由扩径芯头座41和扩径锥头42构成，在所述扩径芯头座41的后端设有定位孔43，扩径芯杆5插入所述定位孔43内与扩径芯头4连接固定，在扩径芯头座41的前端设有环形卡槽44，所述扩径锥头42安装在环形卡槽44内，所述扩径锥头42的一端与环形卡槽44的内壁抵紧，扩径锥头42的另一端由螺纹连接在扩径芯头座41前端的扩径螺母45锁紧。所述扩径锥头42的外侧面为锥形结构，扩径锥头42的外侧面的锥度可以为10°、15°、18°、20°、25°、28°或30°。所述扩径芯头4和拉伸芯头11的外侧面锥度相等。

2）对铜管进行拉伸处理：将扩径后的铜管坯料1套在拉伸芯杆9上，所述拉伸芯杆9固定在拉伸芯杆气缸10上；所述铜管坯料1的后端从拉伸芯杆9上套入，在铜管坯料1套入在拉伸芯杆9上后，在所述扩胀部位8内侧的拉伸芯杆9的端头上安装拉伸芯头11，所述拉伸芯头11与拉伸芯杆9连接后锁紧；在所述拉伸芯头11外侧固定安装有拉伸外模12，所述拉伸外模12为圆环形状，在拉伸外模12与拉伸芯头11之间形成用于拉伸铜管的拉伸通道13，所述拉伸通道13的宽度可以为0.9mm、1mm、1.2mm、1.4mm或1.5mm。将所述铜管坯料1的前端穿过拉伸通道13后与拉伸小车14相连，所述拉伸小车14滑动时带动铜管坯料1从拉伸通道13穿过并将铜管整体扩张成型。在所述拉伸外模12内设有倒锥形的外模内壁面15，所述外模内壁面15为四级锥形面结构，其中，外模内壁面15的前端为锥度15°-35°的第一锥形面151，在第一锥形面151的后端为锥度150°-175°的第二锥形面152，在第二锥形面152的后端为锥度130°-150°的第三锥形面153，在第三锥形面153的后端为锥度90°-130°的第四锥形面154。

本发明的铜管扩拉生产工艺是立足于生产大口径直线型铜管而配套设计的，它首先采用了不同于传统的由大变小的生产方式，独特的采用了由小变大的拉伸方式，来实现大口径铜管的生产，对应的，还设计了配套的扩径和拉伸设备来与生产步骤相匹配，通过采用专用设备，结合专用的工艺方法，来生产大口径铜管，这在本领域中是一次巨大的创新，并且获得了不错的技术效果，在保障了铜管品质的前提下，还扩大了生产能力，提升了生产效率。

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 (7)

1.一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

对铜管坯料进行扩径：将预制成型的铜管坯料（1）安装固定在扩径夹持装置（2）上，所述扩径夹持装置（2）中部留有用于安装铜管的夹持槽（3），所述铜管坯料（1）的前端穿过夹持槽（3）后与扩径芯头（4）相连，所述扩径芯头（4）的一端安装固定在扩径芯杆（5）的前端，扩径芯头（4）的另一端伸入铜管坯料（1）的前端内壁；所述扩径芯杆（5）的后端固定在扩径芯杆液压缸（6）上，所述扩径芯杆液压缸（6）安装在液压缸座（7）上；所述扩径芯杆（5）在扩径芯杆液压缸（6）带动下，推动扩径芯头（4）将铜管坯料（1）的前端扩张并形成扩胀部位（8）；

对铜管进行拉伸处理：将扩径后的铜管坯料（1）套在拉伸芯杆（9）上，所述拉伸芯杆（9）固定在拉伸芯杆气缸（10）上；所述铜管坯料（1）的后端从拉伸芯杆（9）上套入，在铜管坯料（1）套入在拉伸芯杆（9）上后，在所述扩胀部位（8）内侧的拉伸芯杆（9）的端头上安装拉伸芯头（11），所述拉伸芯头（11）与拉伸芯杆（9）连接后锁紧；在所述拉伸芯头（11）外侧固定安装有拉伸外模（12），所述拉伸外模（12）为圆环形状，在拉伸外模（12）与拉伸芯头（11）之间形成用于拉伸铜管的拉伸通道（13），将所述铜管坯料（1）的前端穿过拉伸通道（13）后与拉伸小车（14）相连，所述拉伸小车（14）滑动时带动铜管坯料（1）从拉伸通道（13）穿过并将铜管整体扩张成型。

2.根据权利要求1所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，所述扩胀部位（8）的长度为0.3-0.5m。

3.根据权利要求2所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，所述扩径芯头（4）是由扩径芯头座（41）和扩径锥头（42）构成，在所述扩径芯头座（41）的后端设有定位孔（43），扩径芯杆（5）插入所述定位孔（43）内与扩径芯头（4）连接固定，在扩径芯头座（41）的前端设有环形卡槽（44），所述扩径锥头（42）安装在环形卡槽（44）内，所述扩径锥头（42）的一端与环形卡槽（44）的内壁抵紧，扩径锥头（42）的另一端由螺纹连接在扩径芯头座（41）前端的扩径螺母（45）锁紧。

4.根据权利要求3所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，所述扩径锥头（42）的外侧面为锥形结构，扩径锥头（42）的外侧面的锥度为10°-30°。

5.根据权利要求4所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，所述拉伸通道（13）的宽度为0.9-1.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，在所述拉伸外模（12）内设有倒锥形的外模内壁面（15），所述外模内壁面（15）为四级锥形面结构，其中，外模内壁面（15）的前端为锥度15°-35°的第一锥形面（151），在第一锥形面（151）的后端为锥度150°-175°的第二锥形面（152），在第二锥形面（152）的后端为锥度130°-150°的第三锥形面（153），在第三锥形面（153）的后端为锥度90°-130°的第四锥形面（154）。

7.根据权利要求6所述的一种大口径铜管扩拉生产工艺，其特征在于，所述扩径芯头（4）和拉伸芯头（11）的外侧面锥度相等。