CN110153214B - 一种合金变径管用的成型模具及用其加工变径管的方法 - Google Patents

Abstract

一种合金变径管用的成型模具及用其加工变径管的方法，模具包括一个主模，主模内嵌套固定有辅模，辅模内成型通道，成型通道的入口端承接坯料通道内的坯料，坯料通道内还安装有推杆模块，推杆模块上安装有推杆，推杆带动推杆模块推动坯料在坯料通道内滑动进入成型通道，从而实现变径管成型。本发明通过模具的分离设计，采用该模具，将变径管传统的垂直成型方式变为水平成型方式，成型模具固定于设备上避免了成型时模具反复人工拆装倒置，变径管毛坯表面质量得到很好的改善，大大缩短了变径管的成型时间，由成型30件耗时60分钟，缩短为10分钟，成型效率提升83%，大大提高了生产效率，节省了人工成本。

Description

一种合金变径管用的成型模具及用其加工变径管的方法

技术领域

本发明涉及金属材料加工工艺领域，尤其是涉及一种合金变径管用的成型模具及用其加工变径管的方法。

背景技术

金属变径管管件在国内外造船业和海洋工程业中被大量采用。目前，变径管的成型多采用管材压制成型、棒材直接机加工成型、板材拼焊成型三种方法，其中拼焊变径管具有焊缝，生产周期长，产品质量难以保证；棒材机加工成型变径管，材料利用率低，且仅适用于小规格变径管的成型；管材压制成型方法，采用管材作为原材料，压制成型的变径管能达到标准要求，材料利用率高，产品质量较好。我所采用管材压制方法生产变径管，但是目前的成型工艺复杂，所需的工装模具较多，不同规格变径管需对应不同的模具，生产中需多次换模，成型效率极低。并且由于成型压机以及工装的原因，变径管压制成型是压机上垂直运动，成型时需多人辅助2人操作完成，成型效率低，一次压制未到位时，需多次压制成型，操作者劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的变径管加工过程中成本高，效率低，工人劳动强度大的问题，提供一种铜镍合金变径管管件分体成型模具。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种合金变径管用的成型模具，包括一个主模，主模内嵌套固定有辅模，所述的主模包括上模和下模，上模上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的上模凹槽，下模上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的下模凹槽，辅模包括嵌套安装在上模上的上辅模和嵌套安装在下模上的下辅模，上辅模上自其一端至另一端上开设有上辅模变径段凹槽和上辅模等径段凹槽，上辅模变径段凹槽的最大半径等于上模凹槽的半径，上辅模变径段凹槽的最小半径等于变径管的最小半径，上辅模等径段凹槽的半径等于上辅模变径段凹槽的最小半径，上辅模变径段凹槽和上辅模等径段凹槽的中心线重合且均与上模凹槽中心线重合，下辅模上自其一端至另一端上开设有下辅模变径段凹槽和下辅模等径段凹槽，下辅模变径段凹槽的最大半径等于下模凹槽的半径，下辅模变径段凹槽的最小半径等于变径管的最小半径，下辅模等径段凹槽的半径等于下辅模变径段凹槽的最小半径，下辅模变径段凹槽和下辅模等径段凹槽的中心线重合且均与下模凹槽中心线重合，上模靠近上辅模等径段凹槽的一侧开始有上排料凹槽，上排料凹槽的外径小于上辅模的最大外径，下模靠近下辅模等径段凹槽的一侧开始有下排料凹槽，下排料凹槽的外径小于下辅模的最大外径，上模和下模拼接后形成供坯料滑动的坯料通道和用于卸砖废料的排料通道，上辅模和下辅模贴合形成供坯料成型的成型通道，坯料通道和排料通道分别位于成型通道的两侧，成型通道的入口端承接坯料通道内的坯料，排料通道的入口端承接成型通道中的废料，坯料通道内还安装有推杆模块，推杆模块上安装有推杆，推杆带动推杆模块推动坯料在坯料通道内滑动进入成型通道，从而实现变径管成型。

所述的上模凹槽和下模凹槽呈L形分布在主模上。

所述的上辅模通过安装螺栓固定在上模上，下辅模通过安装螺栓固定在下模上，推杆模块通过安装螺栓固定在推杆上。

利用所述的一种合金变径管用的成型模具加工变径管的方法，包括如下步骤：

步骤一、模具安装：

首先取上辅模和上模并将上辅模安装在上模上并用螺栓固定，然后将上模安装在弯头成型机的上滑块上，取下辅模和下模并将下辅模用螺栓固定安装在下模上，安装在弯头成型机的下垫板上，控制弯头成型机将上模和下模拼接紧密贴合在一起形成坯料通道和成型通道，取外径不小于变径管最大外径的推杆模块和推杆，推杆模块通过固定螺栓固定在推杆上，推杆与弯头成型机的推杆机构连接；

步骤二、成型前准备：

将所需规格合金管坯料按要求长度在锯床上切成管段，每种规格的变径管对应一定尺寸的管段作为成型铜镍合金变径管的坯料，弯头成型机控制上模和下模分离开模，将变径管坯料放入弯头成型机下模凹槽靠近下辅模变径段凹槽大径段的一端内；

步骤三、变径管成型：

弯头成型机带动上模和下模贴合在一起实现合模，弯头成型机推杆动作推动推杆模块进入坯料通道，并推动坯料在坯料通道内滑动逐步挤压进入成型通道内，推杆模块顶压在上辅模和下辅模端部后停止，变径管加工完成；

步骤四、卸料：

变径管成型完成后，弯头成型机上滑块带动上模上行使得上模和下模分离，然后弯头成型机的推杆后退带动推杆模块脱离坯料通道，从下辅模内取出变径管毛坯，完成变径管的成型过程。

本发明的有益效果是：本发明通过设计上模和下模以及在上模内设计上辅模和下辅模，实现模具的分离设计，采用该模具，将变径管传统的垂直成型方式变为水平成型方式，成型模具固定于设备上避免了成型时模具反复人工拆装倒置，提高了操作的安全性，成型的变径管管件达到了各项技术指标的要求，变径管毛坯表面质量得到很好的改善，大大缩短了变径管的成型时间，由成型30件耗时60分钟，缩短为10分钟,成型效率提升83%，减少一名成型操作人员，从之前的2人协作，变为1人即可完成，大大提高了生产效率，节省了人工成本。

本模具在成型过程中将成型设备更改为弯头成型机，缩短了变径管成型时间，减少换模次数，大大提高了变径管管件的生产效率，并减少操作人员数量，提高了操作安全性。增强了我所的行业竞争优势，对我国造船业和海洋工程业相关技术水平的进一步提高起到促进作用，并为进一步扩大国际市场打下基础。

附图说明

图1为本申请的结构示意图。

图2为本申请的剖视图。

图3为本申请中成型前的结构示意图。

图4为本申请中成型状态下的结构示意图。

图5为本申请中卸料状态下的结构示意图。

图示标记：1、主模；101、上模；1011、上排料凹槽；1012、上模凹槽；102、下模；1021、下排料凹槽；1022、下模凹槽；2、辅模；201、上辅模；2011、上辅模变径段凹槽；202、下辅模；2021、下辅模变径段凹槽；3、坯料；4、推杆模块；5、推杆。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种合金变径管用的成型模具，包括一个主模1，主模1内嵌套固定有辅模2，所述的主模1包括上模101和下模102，上模101上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的上模凹槽1012，下模102上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的上模凹槽1022，辅模2包括嵌套安装在上模101上的上辅模201和嵌套安装在下模102上的下辅模202，上辅模201上自其一端至另一端上开设有上辅模变径段凹槽2011和上辅模等径段凹槽，上辅模变径段凹槽2011的最大半径等于上模凹槽1012的半径，上辅模变径段凹槽2011的最小半径等于变径管的最小半径，上辅模等径段凹槽的半径等于上辅模变径段凹槽2011的最小半径，上辅模变径段凹槽2011和上辅模等径段凹槽的中心线重合且均与其所在的那一段上的上模凹槽1012的中心线重合，下辅模202上自其一端至另一端上开设有下辅模变径段凹槽2021和下辅模等径段凹槽，下辅模变径段凹槽2021的最大半径等于下模凹槽的半径，下辅模变径段凹槽2021的最小半径等于变径管的最小半径，下辅模等径段凹槽的半径等于下辅模变径段凹槽2021的最小半径，下辅模变径段凹槽2021和下辅模等径段凹槽的中心线重合且均与所在那一段的上模凹槽1022中心线重合，上模101靠近上辅模等径段凹槽的一侧开始有上排料凹槽1011，上排料凹槽1011的外径小于上辅模201的最大外径，下模102靠近下辅模等径段凹槽的一侧开始有下排料凹槽1021，下排料凹槽1021的外径小于下辅模的最大外径，上模101和下模102拼接后形成供坯料3滑动的坯料通道和用于卸砖废料的排料通道，上辅模201和下辅模202贴合形成供坯料成型的成型通道，坯料通道和排料通道分别位于成型通道的两侧，成型通道的入口端承接坯料通道内的坯料3，排料通道的入口端承接成型通道中的废料，坯料通道内还安装有推杆模块4，推杆模块4上安装有推杆5，推杆5带动推杆模块4推动坯料3在坯料通道内滑动进入成型通道，从而实现变径管成型。

所述的上模凹槽1012和上模凹槽1022呈L形分布在主模1上。

所述的上辅模201通过安装螺栓固定在上模101上，下辅模202通过安装螺栓固定在下模102上，推杆模块4通过安装螺栓固定在推杆5上。

利用所述的一种合金变径管用的成型模具加工变径管的方法，包括如下步骤：

步骤一、模具安装：

首先取上辅模201和上模101并将上辅模201安装在上模101上并用螺栓固定，然后将上模101安装在弯头成型机的上滑块上，取下辅模202和下模102并将下辅模用螺栓固定安装在下模102上，安装在弯头成型机的下垫板上，控制弯头成型机将上模101和下模102拼接紧密贴合在一起形成坯料通道和成型通道，取外径不小于变径管最大外径的推杆模块4和推杆5，推杆模块4通过固定螺栓固定在推杆5上，推杆与弯头成型机的推杆机构连接；

步骤二、成型前准备：

将所需规格合金管坯料按要求长度在锯床上切成管段，每种规格的变径管对应一定尺寸的管段作为成型铜镍合金变径管的坯料，弯头成型机控制上模101和下模102分离开模，将变径管坯料3放入弯头成型机上模凹槽1022靠近下辅模变径段凹槽2021大径段的一端内；

步骤三、变径管成型：

弯头成型机带动上模101和下模102贴合在一起实现合模，弯头成型机推杆动作推动推杆模块4进入坯料通道，并推动坯料3在坯料通道内滑动逐步挤压进入成型通道内，推杆模块顶压在上辅模和下辅模端部后停止，变径管加工完成；

步骤四、卸料：

变径管成型完成后，弯头成型机上滑块带动上模上行使得上模和下模分离，然后弯头成型机的推杆后退带动推杆模块脱离坯料通道，从下辅模内取出变径管毛坯3a，完成变径管的成型过程。

本发明中的模具及方法适于加工制造DN150及以下规格的变径管。

实施例1：

本发明已应用于DN80/DN65规格的铜镍变径管，30件变径管的成型时间从以前的60分钟减少为10分钟，效率提升83%。减少1名压机操作人员，节省了人工成本。

实施例2：

本发明已应用于DN80/DN50规格的铜镍变径管，30件变径管的成型时间从以前的60分钟减少为10分钟，效率提升83%。减少1名压机操作人员，节省了人工成本。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种合金变径管用的成型模具，包括一个主模，主模内嵌套固定有辅模，其特征在于：所述的主模包括上模和下模，上模上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的上模凹槽，下模上自一端端部开设有半径等于变径管最大半径的下模凹槽，辅模包括嵌套安装在上模上的上辅模和嵌套安装在下模上的下辅模，上辅模上自其一端至另一端上开设有上辅模变径段凹槽和上辅模等径段凹槽，上辅模变径段凹槽的最大半径等于上模凹槽的半径，上辅模变径段凹槽的最小半径等于变径管的最小半径，上辅模等径段凹槽的半径等于上辅模变径段凹槽的最小半径，上辅模变径段凹槽和上辅模等径段凹槽的中心线重合且均与上模凹槽中心线重合，下辅模上自其一端至另一端上开设有下辅模变径段凹槽和下辅模等径段凹槽，下辅模变径段凹槽的最大半径等于下模凹槽的半径，下辅模变径段凹槽的最小半径等于变径管的最小半径，下辅模等径段凹槽的半径等于下辅模变径段凹槽的最小半径，下辅模变径段凹槽和下辅模等径段凹槽的中心线重合且均与下模凹槽中心线重合，上模靠近上辅模等径段凹槽的一侧开设有上排料凹槽，上排料凹槽的外径小于上辅模的最大外径，下模靠近下辅模等径段凹槽的一侧开设有下排料凹槽，下排料凹槽的外径小于下辅模的最大外径，上模和下模拼接后形成供坯料滑动的坯料通道和用于卸出废料的排料通道，上辅模和下辅模贴合形成供坯料成型的成型通道，坯料通道和排料通道分别位于成型通道的两侧，其中的排料通道由上排料凹槽和下排料凹槽组合而成，整体大致呈直角形；成型通道的入口端承接坯料通道内的坯料，排料通道的入口端承接成型通道中的废料，坯料通道内还安装有推杆模块，推杆模块上安装有推杆，推杆带动推杆模块推动坯料在坯料通道内滑动进入成型通道，从而实现变径管成型。

2.根据权利要求1所述的合金变径管用的成型模具，其特征在于：所述的上辅模通过安装螺栓固定在上模上，下辅模通过安装螺栓固定在下模上，推杆模块通过固定螺栓固定在推杆上。

3.利用权利要求1-2任意一项所述的一种合金变径管用的成型模具加工变径管的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、模具安装：

首先取上辅模和上模并将上辅模安装在上模上并用螺栓固定，然后将上模安装在弯头成型机的上滑块上，取下辅模和下模并将下辅模用螺栓固定安装在下模上，安装在弯头成型机的下垫板上，控制弯头成型机将上模和下模拼接紧密贴合在一起形成坯料通道和成型通道，取外径不小于变径管最大外径的推杆模块和推杆，推杆模块通过固定螺栓固定在推杆上，推杆与弯头成型机的推杆机构连接；

步骤二、成型前准备：

将所需规格合金管坯料按要求长度在锯床上切成管段，每种规格的变径管对应一定尺寸的管段作为成型铜镍合金变径管的坯料，弯头成型机控制上模和下模分离开模，将变径管坯料放入弯头成型机下模凹槽靠近下辅模变径段凹槽大径段的一端内；

步骤三、变径管成型：

弯头成型机带动上模和下模贴合在一起实现合模，弯头成型机推杆动作推动推杆模块进入坯料通道，并推动坯料在坯料通道内滑动逐步挤压进入成型通道内，推杆模块顶压在上辅模和下辅模端部后停止，变径管加工完成；

步骤四、卸料：

变径管成型完成后，弯头成型机上滑块带动上模上行使得上模和下模分离，然后弯头成型机的推杆后退带动推杆模块脱离坯料通道，从下辅模内取出变径管毛坯，完成变径管的成型过程。

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