CN111036809B - 一种内螺纹管的挤压设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内螺纹管的挤压设备及加工方法，包括机架、挤压驱动机构、凸模、凹模、螺纹芯轴和加热机构，挤压驱动机构设置于机架的上方，挤压驱动机构连接凸模和螺纹芯轴，螺纹芯轴穿设于凸模内，凹模和加热机构设置于机架的底部，凹模套设于加热机构内部，凸模和凹模的中心线共线，挤压驱动机构能够驱动凸模和螺纹芯轴单独或共同运动。本发明无需提供螺纹芯轴主动转动的动力，仅靠管胚成型过程中的挤压里促使螺纹芯轴被动转动，减少动力源的同时使适用挤压内螺纹加工的金属类型增多，克服现有挤压加工工艺的局限性。

Description

一种内螺纹管的挤压设备及加工方法

技术领域

本发明涉及螺纹管加工的技术领域，特别是涉及一种内螺纹管的挤压设备及加工方法。

背景技术

换热管作为换热器核心换热元件，为获得更好的传热性能，控制体积和质量，节省材料，现在已普遍采用螺纹管，相比于传统的光滑管，具有传热效率高、不易结垢、体积小、节省材料等优点。

现有技术中主要使用滚珠旋压法与旋转螺纹模芯冷拔法加工内螺纹管。而这两种方法的局限性在于，只针对特定种类的材料，如滚珠旋压法主要用来加工内螺纹铜管，冷拔法用于加工内螺纹钢管。

挤压加工是一种重要的金属加工工艺，对于加工像内螺纹管这类细长直的制品是一种理想的加工方法，能够应用于多种材料。专利号为201210373349.0一种采用主动旋转螺纹芯头，是通过焊合挤压出内螺纹铝合金管材的方法，挤压焊合加工管材一般适用于铝合金、镁合金，对于其他金属加工通用性不强，具有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种内螺纹管的挤压设备及加工方法，以解决上述现有技术存在的问题，使适用挤压内螺纹加工的金属类型增多，且螺纹芯轴无需主动转动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种内螺纹管的挤压设备及加工方法，包括机架、挤压驱动机构、凸模、凹模、螺纹芯轴和加热机构，所述挤压驱动机构设置于所述机架的上方，所述挤压驱动机构连接所述凸模和所述螺纹芯轴，所述螺纹芯轴穿设于所述凸模内，所述凹模和所述加热机构设置于所述机架的底部，所述凹模套设于所述加热机构内部，所述凸模和所述凹模的中心线共线，所述挤压驱动机构能够驱动所述凸模和所述螺纹芯轴单独或共同运动。

优选的，所述凹模上通过销钉连接一挤压筒，所述挤压筒也设置于所述加热机构内部且用于放置管坯。

优选的，所述加热机构包括加热器和温控器，所述加热器与所述温控器电连接，所述加热器的加热温度范围为300℃-1000℃。

优选的，所述加热器为电阻丝或硅碳棒。

优选的，所述螺纹芯轴的端部上设置有挤压螺纹，所述挤压螺纹的螺旋角为10°-30°，齿数为20-60个。

优选的，所述挤压驱动机构为双动液压机，所述双动液压机包括主液压缸和副液压缸，所述副液压缸设置于所述主液压缸上，所述副液压缸与所述螺纹芯轴连接，所述副液压缸的底面设置一推力轴承，所述推力轴承通过一轴承座设置于所述机架上，所述螺纹芯轴穿设于所述推力轴承内，所述凸模设置于所述机架的移动梁上，所述主液压缸与所述移动梁连接。

优选的，所述凹模的底部设置有成型管的漏出孔。

本发明还公开了一种内螺纹管的挤压加工方法，管胚的内外表面在加工之前均涂敷0.2-0.3mm厚度的润滑剂，并将管坯进行烘干、装炉，同时开启加热机构，根据加工的管坯的材质将挤压筒和凹模加热到不同的设定温度；将管坯从炉中取出放入挤压筒中，挤压驱动机构启动，带动凸模和螺纹芯轴向下运动，凸模接触到管坯后停止运动，螺纹芯轴穿过管坯向下运动至凹模中后停止运动，凸模继续向下运动并挤压管坯，推动管坯通过螺纹芯轴上的挤压螺纹与凹模的定径带形成的间隙，螺纹芯轴在挤压作用下转动，从而加工出内螺纹的成型管。

优选的，所述润滑剂为二硫化钼、氮化硼或者玻璃粉。

优选的，所述管坯的外径比所述挤压筒的内径小3-5mm，所述管坯的内径比所述螺纹芯轴的轴径大3-5mm。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明无需提供螺纹芯轴主动转动的动力，仅靠管胚成型过程中的挤压里促使螺纹芯轴被动转动，减少动力源的同时使适用挤压内螺纹加工的金属类型增多，克服现有挤压加工工艺的局限性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明内螺纹管的挤压设备加工过程的结构示意图一；

图2为本发明内螺纹管的挤压设备加工过程的结构示意图二；

图3为本发明内螺纹管的挤压设备加工过程的结构示意图三；

图4为本发明内螺纹管的挤压设备中螺纹芯轴的结构示意图；

其中：1-机架，2-主液压缸，3-副液压缸，4-推力轴承，5-加热机构，6-凸模，7-螺纹芯轴，8-挤压螺纹，9-挤压筒，10-管坯，11-凹模，12-销钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种内螺纹管的挤压设备及加工方法，以解决现有技术存在的问题，使适用挤压内螺纹加工的金属类型增多，且螺纹芯轴无需主动转动。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图4所示：本实施例提供了一种内螺纹管的挤压设备及加工方法，包括机架1、挤压驱动机构、凸模6、凹模11、螺纹芯轴7和加热机构5，挤压驱动机构设置于机架1的上方，挤压驱动机构连接凸模6和螺纹芯轴7，螺纹芯轴7穿设于凸模6内，凹模11和加热机构5设置于机架1的底部，凹模11套设于加热机构5内部，凸模6和凹模11的中心线共线，挤压驱动机构能够驱动凸模6和螺纹芯轴7单独或共同运动。

凹模11上通过销钉12连接一挤压筒9，挤压筒9也设置于加热机构5内部且用于放置管坯10。凹模11的底部设置有成型管的漏出孔。螺纹芯轴7的端部上设置有挤压螺纹8，挤压螺纹8的螺旋角为10°-30°，齿数为20-60个。

加热机构5包括加热器和温控器，加热器与温控器电连接，加热器的加热温度范围为300℃-1000℃。本实施例的加热器为电阻丝或硅碳棒。

挤压驱动机构为双动液压机，双动液压机包括主液压缸2和副液压缸3，副液压缸3设置于主液压缸2上，副液压缸3与螺纹芯轴7连接，副液压缸3的底面设置一推力轴承4，推力轴承4通过一轴承座设置于机架1上，螺纹芯轴7穿设于推力轴承4内，凸模6设置于机架1的移动梁上，主液压缸2与移动梁连接。

本实施例的内螺纹管的挤压加工方法，管胚的内外表面在加工之前均涂敷0.2-0.3mm厚度的润滑剂，并将管坯10进行烘干、装炉，同时开启加热机构5，根据加工的管坯10的材质将挤压筒9和凹模11加热到不同的设定温度，挤压镁合金(AZ31、AZ61)的设定温度为280℃-380℃；挤压铝合金(6000系铝合金)的设定温度为400℃-500℃；挤压钛合金(TA系钛合金)的设定温度为600℃-900℃。将管坯10从炉中取出放入挤压筒9中，挤压驱动机构启动，带动凸模6和螺纹芯轴7向下运动，凸模6接触到管坯10后停止运动，螺纹芯轴7穿过管坯10向下运动至凹模11中后停止运动，凸模6继续向下运动并挤压管坯10，推动管坯10通过螺纹芯轴7上的挤压螺纹8与凹模11的定径带形成的间隙，螺纹芯轴7在挤压作用下转动，从而加工出内螺纹的成型管。

润滑剂为二硫化钼、氮化硼或者玻璃粉，润滑剂在挤压镁合金和铝合金时，一般采用二硫化钼或氮化硼；在挤压钛合金时，一般采用玻璃粉润滑剂，凹模11的模口处设置有一玻璃垫片，玻璃垫片加热融化后附着在成型管表面起润滑作用。在管胚发生塑性变形通过螺纹芯轴7的挤压螺纹8时，螺纹芯轴7借助推力轴承4会发生转动，此时管胚内腔的润滑剂起到至关重要的润滑作用。管坯10的外径比挤压筒9的内径小3-5mm，管坯10的内径比螺纹芯轴7的轴径大3-5mm，便于螺纹芯轴7的穿过。

本实施例无需提供螺纹芯轴7主动转动的动力，仅靠管胚成型过程中的挤压里促使螺纹芯轴7被动转动，减少动力源的同时使适用挤压内螺纹加工的金属类型增多，克服现有挤压加工工艺的局限性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种内螺纹管的挤压设备，其特征在于：包括机架、挤压驱动机构、凸模、凹模、螺纹芯轴和加热机构，所述挤压驱动机构设置于所述机架的上方，所述挤压驱动机构连接所述凸模和所述螺纹芯轴，所述螺纹芯轴穿设于所述凸模内，所述凹模和所述加热机构设置于所述机架的底部，所述凹模套设于所述加热机构内部，所述凸模和所述凹模的中心线共线，所述挤压驱动机构能够驱动所述凸模和所述螺纹芯轴单独或共同运动；所述凹模上通过销钉连接一挤压筒，所述挤压筒也设置于所述加热机构内部且用于放置管坯；所述螺纹芯轴的端部上设置有挤压螺纹，所述挤压螺纹的螺旋角为10°-30°，齿数为20-60个；

所述挤压驱动机构为双动液压机，所述双动液压机包括主液压缸和副液压缸，所述副液压缸设置于所述主液压缸上，所述副液压缸与所述螺纹芯轴连接，所述副液压缸的底面设置一推力轴承，所述推力轴承通过一轴承座设置于所述机架上，所述螺纹芯轴穿设于所述推力轴承内，所述凸模设置于所述机架的移动梁上，所述主液压缸与所述移动梁连接。

2.根据权利要求1所述的内螺纹管的挤压设备，其特征在于：所述加热机构包括加热器和温控器，所述加热器与所述温控器电连接，所述加热器的加热温度范围为300℃-1000℃。

3.根据权利要求2所述的内螺纹管的挤压设备，其特征在于：所述加热器为电阻丝或硅碳棒。

4.根据权利要求1所述的内螺纹管的挤压设备，其特征在于：所述凹模的底部设置有成型管的漏出孔。

5.基于权利要求1-4中任一项所述的内螺纹管的挤压设备的一种内螺纹管的挤压加工方法，其特征在于：管胚的内外表面在加工之前均涂敷0.2-0.3mm厚度的润滑剂，并将管坯进行烘干、装炉，同时开启加热机构，根据加工的管坯的材质将挤压筒和凹模加热到不同的设定温度；将管坯从炉中取出放入挤压筒中，挤压驱动机构启动，带动凸模和螺纹芯轴向下运动，凸模接触到管坯后停止运动，螺纹芯轴穿过管坯向下运动至凹模中后停止运动，凸模继续向下运动并挤压管坯，推动管坯通过螺纹芯轴上的挤压螺纹与凹模的定径带形成的间隙，螺纹芯轴在挤压作用下转动，从而加工出内螺纹的成型管。

6.根据权利要求5所述的内螺纹管的挤压加工方法，其特征在于：所述润滑剂为二硫化钼、氮化硼或者玻璃粉。

7.根据权利要求5所述的内螺纹管的挤压加工方法，其特征在于：所述管坯的外径比所述挤压筒的内径小3-5mm，所述管坯的内径比所述螺纹芯轴的轴径大3-5mm。

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