CN112517776A - 一种管体热收口加热成形一体化装备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于管材成型技术，具体涉及一种用于拉杆管材两端头热成型工艺增厚收口成型时的加热成型一体化装备。所述管体热收口加热成形一体化装备包括挡块、成型模具、套筒、加热装置、隔热层、冷却装置、前支架、后支架。其中，所述成型模具设置在前支架、后支架之间，所述套筒套接在成型模具外，端部设置有挡块，所述挡块由耐热模具钢材料加工而成，为环形件，外径攻螺纹与套筒配合，套筒外设置有加热装置、隔热层套接在加热装置外，冷却装置套接在隔热层外。本发明实现了管材增厚收口成型模具的加热，让管材加热达到成型后所要求的变形温度，且不失稳，低倍及显微组织符合要求。且整体结构可实现成型模更换，满足多规格管材成型，具有应用广泛性。
Description
技术领域
本发明属于管材成型技术，具体涉及一种用于拉杆管材两端头热成型工艺增厚收口成型时的加热成型一体化装备。
背景技术
直升机拉杆是直升机操纵系统中的重要受力件，基于其使用性能和强度要求的特殊性，绝大部分直升机拉杆端头均采用增厚收口的结构形式。其成型多采用热加工工艺方法，将一定壁厚尺寸的金属管件端头局部在专用设备上逐步加热到一定温度逐渐镦粗成形.使管子端头直径不变或变小而壁厚增大，以满足尺寸要求并在内腔形成一定形状。采用热收口工艺加工的飞机操纵系统拉杆结构简单，安装方便，加工工序少，成本低，是较理想的操纵系统拉杆结构方式。在加工中，采用合理的加热装置对成型模进行加热保温，才能确保管材受热成型。
通过专利检索，发现申请号CN201201016Y热收口设备过渡装置有专业相似，其主要介绍成型模具方面的改进；CN203330270U管段热缩径模具主要对收口模具进行介绍；CN104525764B热收口机的自动烤火系统，是整套加热系统的介；CN200820164910.3钢瓶收口加热炉是大口径瓶体的加热装置，但均没有涉及到管材成型加热装置结构。本专利提供一种能满足多直径管材热收口时，对收口模加热的装置，保证了管材成型时的所需受热温度。
发明内容
本发明的目的：提供一种能够热均匀性好、成型质量佳的能满足多直径管材热收口的成形一体化装备。
本发明的技术方案：一种管体热收口加热成形一体化装备，其包括成型模具18、套筒2、加热装置、隔热层5、冷却装置、挡块1、前支架4、后支架11，其中，所述成型模具18设置在前支架4、后支架11之间，所述套筒2套接在成型模具外，端部设置有挡块1，所述挡块1由耐热模具钢材料加工而成，为环形件，外径攻螺纹与套筒2配合，套筒外设置有加热装置、隔热层套接在加热装置外，冷却装置套接在隔热层外。
所述套筒内壁开设有凹槽，该凹槽内设置有轴向槽放置热电偶14。
所述加热装置与套筒2间夹装一层较薄云母板9。
所述加热装置为安装电阻丝8的碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19，所述碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19筒形壁厚为电阻丝8直径的1.5～2.5倍，在碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19筒壁一周开蛇形通孔，孔径略大于电阻丝8直径，用于安装电阻丝8。
所述碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19段面安装环形石棉板3。
所述水箱6筒形内壁用薄板金属材料制成，外壁用厚板金属材料，筒形两端用配合内外壁直径的环形板封闭焊接，外壁上对角焊接进、出水孔导管。水箱6结构为内部筒形，外部为圆台形，使冷却不均匀，通加热不均匀相对应。
所述碳化硅炉膛19结构与碳化硅炉膛相似，安装在碳化硅炉膛7外圆柱面上，靠近后支架11一侧。
本发明的有益效果为：本发明管材热收口加热成形一体化装备涉及成型中增厚、收口模具及管材等进行加热保温，保证管材成型时处于稳定温度且加热均匀的状态下从而达到增厚、收口等塑性变形。此装备对成型模具及拉杆管材端头的稳定均匀辅助加热，保证了管材端头热成型工艺的稳定型，解决了管材端头冷锻收口、增厚时成型容易产生裂纹、凸棱等问题，保证了产品成型质量。
附图说明
图1：本发明管材热收口加热成形一体化装备的整体结构示意图；
图2：本发明的套筒2结构示意图；
图3：本发明的挡块1结构示意图；
图4：本发明的石棉板3结构示意图；
图5：本发明的碳化硅炉膛7结构示意图；
图6：本发明的碳化硅炉膛19结构示意图；
图7：本发明的石棉隔热层5结构示意图；
图8：本发明的水箱6结构示意图；
图9：本发明的前支架4结构示意图；
图10：本发明的后支架11结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
请参阅图1，本发明管体热收口加热成形一体化装备包括成型模具18、套筒2、加热装置、隔热层5、冷却装置、挡块1、前支架4、后支架11、热电偶14。请参阅图2，所述套筒2中间开有圆柱形内腔用于放置与之配合的拉杆管材成型模具18，圆柱形内腔上开轴向凹槽用于放置热电偶14，凹槽深度能保证热电偶14与拉杆管材成型模具18刚好贴合而且不发生碰撞干涉，热电偶用于测量反馈拉杆管材成型模具的温度。套筒2右端外圆柱面开有突台，用于与前支架4配合，套筒2右端位置内圆柱面上开有开螺纹孔，用于连接挡块1。
请参阅图3，所述挡块1由耐热模具钢材料加工而成，为环形件，外径攻螺纹与套筒2内螺纹配合，用于对拉杆管材成型模具进行固定，挡块1内圆孔直径大于所加工管材最大直径，用于满足不同直径的管材进入拉杆管材成型模具。
请参阅图4，所述云母板9安装在套筒2外圆柱面上，筒形结构，云母板9内径同套筒2外径过渡配合。云母板9厚度较薄，不影响导热，耐高温并绝缘，可在高温环境下有一定的弹性，缓冲套筒2受热时发生的形变，起到对碳化硅炉膛7的保护作用。
请参阅图5，所述碳化硅炉膛7安装在云母板9外圆柱面上，碳化硅炉膛7内径同云母板9外径采用过渡配合，筒形结构。碳化硅炉膛7由碳化硅材料加工而成，其具有导热系数高、耐磨损、热膨胀系数小、硬度高及韧性差等特点，为防止拉杆成型模具受热变形损坏碳化硅炉膛7，因此不与成型模具直接接触，碳化硅炉膛7筒形壁厚约为电阻丝8直径的两倍，在碳化硅炉膛7筒壁一周开蛇形通孔，孔径略大于电阻丝8直径，用于安装电阻丝8；电阻丝8通电后实现加热装置加热的功能。
请参阅图6，所述碳化硅炉膛19安装在碳化硅炉膛7外圆柱面上，靠近后支架11一侧，碳化硅炉膛19内径同碳化硅炉膛7外径采用间隙配合，性能同碳化硅炉膛7一致，尺寸结构同碳化硅炉膛7相似，主要起到成型模具18厚材段辅助加热及管体热收口加热成形一体化装备预热作用。
请参阅图7，所述石棉隔热层5安装在碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛15外圆柱面上，圆筒形结构，内径同碳化硅炉膛7外径过渡配合，用于对碳化硅炉膛7、套筒2等加热后进行保温，同时隔绝高温防止水箱6过热变形。
请参阅图8，所述水箱6安装石棉隔热层5外圆柱面上，圆筒形结构，内径与石棉隔热层5外径过渡配合，水箱6筒形内壁用薄板金属材料制成，保证为良好的导热性，外壁用厚板金属材料，保证箱体的刚性，筒形两端用配合内外壁直径的环形板封闭焊接，外壁上对角焊接进、出水孔导管，用于与水源连接，对拉杆管材加工完成后，拆卸拉杆管材成型模具时起到降温作用。
以上主体结构件安装后，两端分别用前支架4及后支架11装配固定。请参阅图9，所述前支架4由耐热模具钢厚板材料加工成型，矩形结构，四角位置开通孔，一矩形面为平面，另一面开位于中心线上的环形凹槽，与水箱6的外圆柱面配合，中心部位开有圆柱孔，与套筒2的外圆柱凸台面配合，前支架4地脚台上开孔，分别装配圆柱销17、垫圈15及螺母16，用于与拉杆设备的整体固定。
请参阅图10，后支架11由耐热模具钢厚板材料加工成型，矩形结构，四角位置开通孔，一矩形面为平面，另一面开位于中心线上的环形凹槽，与水箱6的外圆柱面配合，后支架11上开热电偶14通过孔，孔位同套筒2内凹槽协调保证热电偶能通过与温度表连接，后支架11上另开两个电阻丝8通过孔，保证电阻丝8能通过与电源连接，后支架11地脚台上开孔，分别装配圆柱销17、垫圈15及螺母16，用于与拉杆设备的整体固定；前支架4、后支架11在与碳化硅炉膛7间夹装环形石棉板3，石棉板3内径同套筒2外径过渡配合，外径与石棉隔热层5内径过渡配合，用于隔绝高温并绝缘，防止电阻丝8接触到前支架4，起到绝缘及保温的作用；双螺纹螺栓10通过前支架4与后支架11四角位置通孔，两端安装垫圈12及螺母13，将加热装置整体结构进行连接。
某实施例中，需要收口增厚的管体为中空的某拉杆组件，实施时，本发明管体热收口加热成形一体化装备的套筒2内径与管材收口模等外径配合，收口模等装入套筒2后安装挡块1，保证成型模具18不滑出套筒2，加热的主要结构为安装电阻丝8的碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19，将均布穿在碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19的电阻丝8通电，使整个装置实现加热。为防止通电加热中对前支架4、后支架11、套筒2及内部的收口模等漏电，对碳化硅炉膛7进行全绝缘包裹，碳化硅炉膛7与套筒2间夹装一层较薄云母板9，耐高温、不影响导热但可绝缘，同时对套筒2加热后变形其缓冲，保护碳化硅炉膛7。碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19两端面安装石棉板3，为使加热装置可保温、外侧绝缘，在碳化硅炉膛7、碳化硅炉膛19外安装较厚的石棉隔热层5。在作业后为快速对装置降温，在石棉隔热层5加装水箱6，水箱6上有与外界水源连接管及排水管，可进行箱体内水流循环更换。整改筒形主体通过前支架4、后支架11及双螺纹螺栓10装配固定。套筒2内开轴向槽放置热电偶14进行实时温度测控，在检测到达到参数温度后，管材可深入炉膛内进行成型。本实施例中，本发明在其采用热成型时，保证了成型模具及管材处于高温稳定环境，使管材加热到一定温度逐渐镦粗成形等，完全满足加工要求。
另外，可根据成型管材直径尺寸的不同，可更换成型模具18，以满足不同实施情况的需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，另外，本发明未详尽部分均为常规技术。
Claims (8)
1.一种管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，包括挡块(1)、成型模具(18)、套筒(2)、加热装置、隔热层(5)、冷却装置、前支架(4)、后支架(11)，其中，所述成型模具(18)设置在前支架(4)、后支架(11)之间，所述套筒(2)套接在成型模具外，端部设置有挡块(1)，所述挡块(1)由耐热模具钢材料加工而成，为环形件，外径攻螺纹与套筒(2)配合，套筒外设置有加热装置、隔热层套接在加热装置外，冷却装置套接在隔热层外。
2.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述套筒内壁开设有凹槽，该凹槽内设置有轴向槽放置热电偶(14)。
3.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述加热装置与套筒(2)间夹装一层较薄云母板(9)。
4.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述加热装置为安装电阻丝(8)的碳化硅炉膛(7)，所述碳化硅炉膛(7)筒形壁厚为电阻丝(8)直径的1.5～2.5倍，在碳化硅炉膛(7)筒壁一周开蛇形通孔，孔径略大于电阻丝(8)直径，用于安装电阻丝(8)。
5.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述碳化硅炉膛(7)两端面安装石棉板(3)，以隔绝电阻丝(8)与前支架(4)、后支架(11)接触漏电。
6.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述加热装置考虑内部成型模具(18)壁厚不均，为保证成型模具(18)整体温度一致且稳定，加热装置为加热不均匀加热，由碳化硅炉膛(7)与碳化硅炉膛(19)组成，碳化硅炉膛(19)外套在碳化硅炉膛(7)且靠近后支架(11)位置，碳化硅炉膛(7)通长保证整体加热，碳化硅炉膛(19)长度为成型模具(18)厚壁段长度。
7.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，所述水箱(6)筒形内壁用薄板金属材料制成，外壁用厚板金属材料，筒形两端用配合内外壁直径的环形板封闭焊接，外壁上对角焊接进、出水孔导管，水箱(6)结构为内部筒形，外部为圆台形。
8.根据权利要求1所述的管体热收口加热成形一体化装备，其特征在于，根据热电偶控制加热装置形成梯度加温曲线，其加温曲线与增厚关系如下，加热时间与材料厚度之间呈线性关系：
t＝K(加热系数)xS(材料厚度)
温度T＝[α·△T+QE/(ρ·c)]t
α为导温系数
△T拉普拉斯算式
QE工件本身发生的热量或损失热量。
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