CN113560359B - 一种钛合金无缝管加工工艺及其加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钛合金无缝管加工技术领域,其具体提供了一种钛合金无缝管加工工艺及其加工装置,其特征在于:其中钛合金无缝管的加工装置包括底座、顶座、支撑导向辊轮、冷拔机头、三爪卡盘、前定位杆、后定位杆、推送管、推送机头、下压辊轮、安装座、第一导向座和外罩体,所述的底座是由第一底座、第二底座和第三底座从左往右连成一体所组成,所述的第一底座、所述的第二底座以及所述的第三底座的上端呈齐平状,所述的安装座和所述的第一导向座分别固定在第二底座顶部的左右两端,所述的顶座固定在安装座和第一导向座的顶部。本发明通过采用多次冷拔配合加热的方式实现了大尺寸钛合金管的冷拔加工,填补了大尺寸钛合金管冷拔工艺的空白。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金无缝管加工技术领域,具体的涉及一种钛合金无缝管加工工艺及其加工装置。
背景技术
钛合金无缝管是一种中空的长条钢材,在抗弯、抗扭强度相同时,重量较轻,所以广泛用于航空,军工,建筑,机械制造,钢铁建设项目,造船,太阳能发电支架,钢结构工程,电力工程,电厂,农业和化学机械等领域。
其中钛合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金,钛合金无缝管与无缝钢管相比其强度(抗拉强度/密度)更高,抗拉强度可达100~140kgf/mm 2 ,而密度仅为钢的60%。
钛合金无缝管还具有中温强度好的优点,使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作。耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜,有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性,在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。但在还原性介质,如盐酸等溶液中,钛的耐蚀性能较差,低温性能好;间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性,弹性模量低,热导率小,无铁磁性,硬度高,冲压性差,热塑性良好;而正是由于钛合金的冲压较差的原因,导致钛合金管在冷拔加工的时候,容易出现断裂情况的发生,为此,针对于长度较长钛合金管的加工就只能选用其他方式,而其他方式相较于冷拔工艺而言,其操作复杂且成本较高。
发明内容
本发明提供了一种钛合金无缝管加工工艺及其加工装置,通过采用多次冷拔配合加热的方式实现了大尺寸钛合金管的冷拔加工,从而填补了大尺寸钛合金管冷拔工艺的空白,同时,本发明操作简单、冷拔成品率高,适合大规模推广使用。
为解决上述的技术问题,本发明提供了一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:包括底座、顶座、支撑导向辊轮、冷拔机头、三爪卡盘、前定位杆、后定位杆、推送管、推送机头、下压辊轮、安装座、第一导向座和外罩体,所述的底座是由第一底座、第二底座和第三底座从左往右连成一体所组成,所述的第一底座、所述的第二底座以及所述的第三底座的上端呈齐平状,所述的安装座和所述的第一导向座分别固定在第二底座顶部的左右两端,所述的顶座固定在安装座和第一导向座的顶部,所述的安装座中开设有左右贯通的安装槽,所述的安装槽内可拆卸地连接有外模具,所述的外罩体通过滑动机构连接在顶座的底部,所述安装座与所述第一导向座之间的第二底座的顶部从左往右还依次设置有若干个支撑导向辊轮,所述的支撑导向辊轮的前后两侧各设置有一块第一竖板,所述支撑导向辊轮通过第一转轴转动连接在前后两侧的两块第一竖板之间,所述的下压辊轮位于最左端支撑导向辊轮的正上方,所述的下压辊轮的前后两侧各设置有一块第二竖板,所述的下压辊轮通过第二转轴转动连接在前后两侧的两块第二竖板之间,两块第二竖板通过下压机构与顶座相连,所述的外罩体上正对着安装槽的位置开设有用于钛合金管穿过的第一通孔,所述的第一通孔内设置有环形感应加热线圈,钛合金管沿着感应加热线圈的中心处穿过外罩体,所述第二底座的前端面上还设置有用于放置不同内模具的放置框体,所述第一底座的顶部设置有第一电动滑轨,所述的冷拔机头连接在第一电动滑轨上并且其朝向安装座的一侧安装有三爪卡盘,所述的前定位杆从三爪卡盘的中心伸出,所述的前定位杆的一端通过前电动缸驱动伸入至安装槽中的外模具内,所述的第三底座上设置有第二电动滑轨,所述的推送机头连接在第二电动滑轨上并且其朝向第一导向座的一侧可拆卸地连接有推送管,所述的第一导向座上开设有用于推送管穿过的通槽,所述的后定位杆的一端从推送管的中心处伸出,另一端与后电动缸相连。
进一步:所述的滑动机构包括水平固定在顶座前后两侧外壁上的第一导柱,水平固定在顶座底部的第二导柱、连接筒体、连接件和顶紧螺栓,所述外罩体的一侧设置有与其连成一体的连接筒体,所述连接筒体的中心处开设有与第二导柱相匹配的第二通孔,所述外罩体上正对着第二通孔的位置也开设有与第二导柱相匹配的第三通孔,所述第二导柱的一端沿着第二通孔穿过连接筒体并活动连接入外罩体的第三通孔内,所述第二导柱的另一端与竖直固定在顶座底部的侧板相连,所述第一导柱的两端各可拆卸地安装有一个限位盖体,所述外罩体的前后两侧各通过一个连接件滑动连接在顶座前后两侧的第一导柱上,所述的连接件通过第一导柱两端的限位盖体限位在第一导柱上,所述连接筒体的外壁上开设有与第二通孔相连通的螺纹孔,所述的顶紧螺栓穿过螺纹孔与第二通孔内的第二导柱相接触。
又进一步:所述的下压机构包括下压电动缸、下压板、第一弹簧、第三导柱和支撑板,所述第二竖板的上端固定在支撑板的底部,所述支撑板位于下压板的正下方并且彼此之间通过第一弹簧相连,所述第三导柱的上端固定在下压板的底部,所述第三导柱的下端穿过支撑板并与其滑动连接,穿过支撑板的第三导柱的一端上安装有防坠板,所述的下压电动缸安装在顶座上,下压电动缸的出轴端穿过顶座与下压板相连。
又进一步:所述的第一底座上还设置有钛合金管回收导向罩体,所述钛合金管回收导向罩体的下端伸入至第一底座内并与开设在第一底座前端外壁上的第一导向槽相连通,第一导向槽位于第一底座内的一段呈倾斜状,所述第一底座前端外壁上以及第二底座前端的外壁上都设置有拦截辊轮组件,所述第一底座前端的外壁上设置有三个或三个以上的拦截辊轮组件,第一底座以及第二底座上的若干个拦截辊轮组件呈从左往右依次水平排布。
又进一步:所述的钛合金管回收导向罩体是由上罩体和下罩体上下连成一体所组成,所述的上罩体呈上宽下窄状,所述的下罩体的一侧开设有与第一导向槽相连通的缺口,所述下罩体的另一侧安装有U型座和开关电动缸,所述开关电动缸通过连杆与调节板相连,所述连杆的两端分别与调节板和开关电动缸活动连接,所述调节板的一端通过第三转轴转动连接在U型座内,所述的调节板的顶部通过第二弹簧与缓冲板相连。
又进一步:所述的拦截辊轮组件是由第四转轴、第一辊筒、拦截板和传动轮所组成,所述的第一辊筒和拦截板前后连成一体,所述的第四转轴的一端依次穿过第一辊筒和拦截板,所述的传动轮安装在穿过拦截板的第四转轴的一端上,所述的第一辊筒套装在第四转轴上并随着其一同旋转,连接在若干个拦截辊轮组件上的传动轮通过传送带依次相连。
又进一步:所述的第二底座的前端面上还竖直设置有滑轨,所述的滑轨上滑动连接有升降板,所述升降板的底部与安装在第二底座前端面上的升降电动缸相连,所述升降板的前端面上还水平依次连接有若干个升降辊轮组件,所述的升降辊轮组件是由第五转轴、第二辊筒、限位板,所述的升降板的右端设置有与其连成一体的挡板,所述的第五转轴的一端转动连接在升降板的前端面上,所述的第二辊筒套装在第五转轴的另一端上并随着其一同旋转,所述的第二辊筒与限位板连成一体。
又进一步:所述第二底座的顶部还设置有内模具防护装置,所述的内模具防护装置包括框体、第四导柱、第四弹簧和设置在框体前后两侧的导向环,所述的框体位于安装座的右侧并通过第四弹簧连接在第二底座的顶部,所述的第二底座的顶部相对于框体前后两侧导向环的位置竖直设置有两根第四导柱,所述的第四导柱穿过导向环并与其滑动连接,所述的框体的顶部开设有用于内模具坠落时掉入框体内的凹槽。
又进一步:所述的顶座的底部还竖直固定有进料挡板,所述进料挡板的下端伸至支撑导向辊轮一端的上方,所述的进料挡板正对着上料机构的下料导料罩体,所述的上料机构包括顶板、支架、分配机构和下料导料罩体,所述的支架设置有两个,两个支架相对放置,所述的顶板固定在两个支架的上端,所述的分配机构安装在两个支架之间,所述的分配机构包括分配盘、驱动轴、第二伺服电机、弧形挡板和弧形挡板安装座,所述的弧形挡板和弧形挡板安装座各设置有两个,所述的分配盘套装在驱动轴上并且其的两侧各设置有一个弧形挡板,弧形挡板朝向分配盘的一侧开设有与分配盘外圆相匹配的弧形槽,所述分配盘的外壁上均匀开设有若干个用于管材的存纳槽,所述的驱动轴与第二伺服电机相连,两个弧形挡板安装座分别固定在两个支架上,所述弧形挡板安装座上开设有用于连接弧形挡板的第二导向槽,所述弧形挡板上远离弧形槽的一侧活动连接在第二导向槽内,所述的弧形挡板安装座上还开设有与第二导向槽相连通的螺纹通孔,所述的螺纹通孔内连接有调节螺栓,所述调节螺栓的一端穿过螺纹通孔伸入至第二导向槽内与弧形挡板相连,两个弧形挡板安装座的上端之间形成进料口,两个弧形挡板安装座的下端之间形成出料口,两个弧形挡板安装座的顶部都设置有用于管材滚动的第一导向座,所述的下料导料罩体倾斜设置并且其的上端与出料口相连,所述下料导料罩体的下端伸至支撑导向辊轮另一端的上方并正对着进料挡板。
再进一步:使用一种钛合金无缝管加工装置的加工工艺包括以下步骤:
S1:通过自动上料机构将所需要进行冷拔加工的钛合金管输送到冷拔装置的支撑导向辊轮上;
S2:把外模具安装在冷拔装置的安装座内,并调节外罩体的位置使其紧贴着安装座的右端面;
S3:启动冷拔装置右端的推送机构,利用推送管把钛合金管向左输送,通过安装在冷拔装置中的光电探头检测钛合金管的位置,当光电探头检测到钛合金管时,启动下压电动缸利用下压辊轮与支撑导向辊轮对钛合金管进行上下夹紧;
S4:在执行步骤S3的同时调节冷拔装置的左端冷拔机头的位置,使安装在冷拔机头右端的三爪卡盘靠近安装座的左端,启动前电动缸使前定位杆穿过冷拔机头从三爪卡盘的中心伸出并伸入至安装座的外模具内;
S5:在钛合金管夹紧后,启动与推送管内后定位杆相连的后电动缸使后定位杆从钛合金管的右端伸至钛合金管的左端内,并把内模具安装在钛合金管左端内的后定位杆上,启动与下压辊轮相连的输送伺服电机,钛合金管在摩擦力的作用下会继续向左输送,与此同时启动推送机构和后电动缸使推送管和内模具与钛合金管一同向左输送,钛合金管在穿过外罩体时,通过安装在外罩体内的感应线圈对冷拔前的钛合金管进行加热,钛合金管的左端在伸入外模具时,前定位杆会插入内模具,此时关停后电动缸利用前定位杆和后定位杆把内模具前后顶紧在外模具内;
S6:继续启动输送伺服电机以及推送机构使钛合金管的左端穿过安装座并连接入三爪卡盘内,通过三爪卡盘把钛合金管的左端与冷拔机头进行固定,此时反向启动下压电动缸使下压辊轮与钛合金管分离;
S7:启动冷拔机头和推送机构使钛合金管进行平移直至钛合金管全部穿过安装座,利用外模具和内模具的配合在钛合金管完成电加热后对其进行第一次冷拔,与此同时先反向启动后电动缸使内模具与后定位杆分离,然后反向启动前电动缸通过人工控制使内模具与前定位杆分离;
S8:将经过第一次冷拔后钛合金管重新放置在支撑导向辊轮上,然后重新经历n次步骤S3至步骤S7,直至钛合金管的尺寸符合要求,每一次经过步骤S5时都会更换一个内模具,每一次更换的内模具的外径尺寸相较于上一次内模具的外径尺寸都会大1-2mm,每一次更换的内模具的外径尺寸与上一次内模具的外径尺寸之差都相同,所述的步骤S8中的n=(钛合金管加工前的内径尺寸-钛合金管要求的内径尺寸)/(更换后内模具的外径尺寸-更换前内模具的外径尺寸)。
采用上述结构后,本发明通过采用多次冷拔配合加热的方式实现了大尺寸钛合金管的冷拔加工,从而填补了大尺寸钛合金管冷拔工艺的空白,同时,本发明操作简单、冷拔成品率高,适合大规模推广使用。
附图说明
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。
图1为本发明的结构示意图。
图2为钛合金管回收导向罩体的内部结构图。
图3为拦截辊轮组件的结构图。
图4为升降辊轮组件的结构图。
图5为图1中A的放大图。
图6为下压机构的局部结构图。
图7为下压辊轮与支撑导向辊轮的配合结构图。
图8为内模具防护装置的结构图。
图9为滑动机构的结构图。
图10为上料机构的结构图。
图中:1、第二底座;2、第三底座;3、第一底座;4、第一导向槽;5、放置框体;6、顶座;7、第一导向座;8、支撑导向辊轮;9、推送机头;10、第二电动滑轨;11、推送管;12、下压电动缸;13、外罩体;14、安装座;15、冷拔机头;16、钛合金管回收导向罩体;16-1、上罩体;16-2、缺口;16-3、缓冲板;16-4、调节板;16-5、U型座;16-6、开关电动缸;16-7、连杆;16-8、下罩体;16-9、第二弹簧;17、第一电动滑轨;18、拦截辊轮组件;18-1、第一辊筒;18-2、第四转轴;18-3、拦截板;18-4、传动轮;19、挡板;20、升降板;21、滑轨;22、升降电动缸;23、升降辊轮组件;23-1、第二辊筒;23-2、第五转轴;23-3、限位板;24、三爪卡盘;25、前定位杆;26、下压板;27、支撑板;28、第一弹簧;29、第三导柱;30、防坠板;31、第二竖板;32、下压辊轮;33、第一竖板;34、第一伺服电机;35、框体;36、导向环;37、第四弹簧;38、第四导柱;39、侧板;40、第二导柱;41、连接筒体;42、第一导柱;43、限位盖体;44、连接件;45、顶紧螺栓;46、下料导料罩体;47、支架;48、顶板;49、第二导向座;50、弧形挡板安装座;51、弧形挡板;52、调节螺栓;53、分配盘;54、进料挡板。
具体实施方式
如图1、图5和图7所示的一种钛合金无缝管加工装置,包括底座、顶座6、支撑导向辊轮8、冷拔机头15、三爪卡盘24、前定位杆25、后定位杆、推送管11、推送机头9、下压辊轮32、安装座14、第一导向座7和外罩体13,所述的底座是由第一底座3、第二底座1和第三底座2从左往右连成一体所组成,所述的第一底座3、所述的第二底座1以及所述的第三底座2的上端呈齐平状,所述的安装座14和所述的第一导向座7分别固定在第二底座1顶部的左右两端,所述的顶座6固定在安装座14和第一导向座7的顶部,所述的安装座14中开设有左右贯通的安装槽,所述的安装槽内可拆卸地连接有外模具,所述的外罩体13通过滑动机构连接在顶座6的底部,所述安装座14与所述第一导向座7之间的第二底座1的顶部从左往右还依次设置有若干个支撑导向辊轮8,所述的支撑导向辊轮8的前后两侧各设置有一块第一竖板33,所述支撑导向辊轮8通过第一转轴转动连接在前后两侧的两块第一竖板之间,所述的下压辊轮32位于最左端支撑导向辊轮8的正上方,所述的下压辊轮32的前后两侧各设置有一块第二竖板31,所述的下压辊轮32通过第二转轴转动连接在前后两侧的两块第二竖板31之间,所述的第二转轴的一端与固定在一块第二竖板上的第一伺服电机34相连,两块第二竖板31通过下压机构与顶座6相连,所述的外罩体13上正对着安装槽的位置开设有用于钛合金管穿过的第一通孔,所述的第一通孔内设置有环形感应加热线圈,钛合金管沿着感应加热线圈的中心处穿过外罩体13,所述第二底座1的前端面上还设置有用于放置不同内模具的放置框体5,所述第一底座3的顶部设置有第一电动滑轨17,所述的冷拔机头15连接在第一电动滑轨17上并且其朝向安装座14的一侧安装有三爪卡盘24,所述的前定位杆25从三爪卡盘24的中心伸出,所述的前定位杆25的一端通过前电动缸驱动伸入至安装槽中的外模具内,所述的第三底座2上设置有第二电动滑轨10,所述的推送机头9连接在第二电动滑轨10上并且其朝向第一导向座7的一侧可拆卸地连接有推送管11,所述的第一导向座7上开设有用于推送管11穿过的通槽,所述的后定位杆的一端从推送管11的中心处伸出,另一端与后电动缸相连。
本发明使用该装置的加工工艺包括以下步骤:
S1:通过自动上料机构将所需要进行冷拔加工的钛合金管输送到冷拔装置的支撑导向辊轮上;
S2:把外模具安装在冷拔装置的安装座内,并调节外罩体的位置使其紧贴着安装座的右端面;
S3:启动冷拔装置右端的推送机构,利用推送管把钛合金管向左输送,通过安装在冷拔装置中的光电探头检测钛合金管的位置,当光电探头检测到钛合金管时,启动下压电动缸利用下压辊轮与支撑导向辊轮对钛合金管进行上下夹紧;
S4:在执行步骤S3的同时调节冷拔装置的左端冷拔机头的位置,使安装在冷拔机头右端的三爪卡盘靠近安装座的左端,启动前电动缸使前定位杆穿过冷拔机头从三爪卡盘的中心伸出并伸入至安装座的外模具内;
S5:在钛合金管夹紧后,启动与推送管内后定位杆相连的后电动缸使后定位杆从钛合金管的右端伸至钛合金管的左端内,并把内模具安装在钛合金管左端内的后定位杆上,启动与下压辊轮相连的输送伺服电机,钛合金管在摩擦力的作用下会继续向左输送,与此同时启动推送机构和后电动缸使推送管和内模具与钛合金管一同向左输送,钛合金管在穿过外罩体时,通过安装在外罩体内的感应线圈对冷拔前的钛合金管进行加热,钛合金管的左端在伸入外模具时,前定位杆会插入内模具,此时关停后电动缸利用前定位杆和后定位杆把内模具前后顶紧在外模具内;
S6:继续启动输送伺服电机以及推送机构使钛合金管的左端穿过安装座并连接入三爪卡盘内,通过三爪卡盘把钛合金管的左端与冷拔机头进行固定,此时反向启动下压电动缸使下压辊轮与钛合金管分离;
S7:启动冷拔机头和推送机构使钛合金管进行平移直至钛合金管全部穿过安装座,利用外模具和内模具的配合在钛合金管完成电加热后对其进行第一次冷拔,与此同时先反向启动后电动缸使内模具与后定位杆分离,然后反向启动前电动缸通过人工控制使内模具与前定位杆分离;
S8:将经过第一次冷拔后钛合金管重新放置在支撑导向辊轮上,然后重新经历n次步骤S3至步骤S7,直至钛合金管的尺寸符合要求,每一次经过步骤S5时都会更换一个内模具,每一次更换的内模具的外径尺寸相较于上一次内模具的外径尺寸都会大1-2mm,每一次更换的内模具的外径尺寸与上一次内模具的外径尺寸之差都相同,所述的步骤S8中的n=(钛合金管加工前的内径尺寸-钛合金管要求的内径尺寸)/(更换后内模具的外径尺寸-更换前内模具的外径尺寸)。
本发明通过采用多次冷拔配合加热的方式实现了大尺寸钛合金管的冷拔加工,从而填补了大尺寸钛合金管冷拔工艺的空白,同时,本发明操作简单、冷拔成品率高,适合大规模推广使用;并且通过感应加热的方式大大提高了加热效率和冷拔工作效率。
如图9所示的滑动机构包括水平固定在顶座6前后两侧外壁上的第一导柱42,水平固定在顶座6底部的第二导柱40、连接筒体41、连接件44和顶紧螺栓45,所述外罩体13的一侧设置有与其连成一体的连接筒体41,所述连接筒体41的中心处开设有与第二导柱40相匹配的第二通孔,所述外罩体13上正对着第二通孔的位置也开设有与第二导柱40相匹配的第三通孔,所述第二导柱40的一端沿着第二通孔穿过连接筒体41并活动连接入外罩体13的第三通孔内,所述第二导柱40的另一端与竖直固定在顶座6底部的侧板39相连,所述第一导柱42的两端各可拆卸地安装有一个限位盖体43,所述外罩体的前后两侧各通过一个连接件44滑动连接在顶座6前后两侧的第一导柱42上,所述的连接件44通过第一导柱42两端的限位盖体43限位在第一导柱42上,所述连接筒体41的外壁上开设有与第二通孔相连通的螺纹孔,所述的顶紧螺栓45穿过螺纹孔与第二通孔内的第二导柱40相接触。本发明中的第二导柱和两根第一导柱呈三角排布,通过此方式不仅能够有效防止外罩体在平移的过程中发生位置改变,而且还提高了结构的稳定性。
如图1和图6的下压机构包括下压电动缸12、下压板26、第一弹簧28、第三导柱29和支撑板27,所述第二竖板31的上端固定在支撑板27的底部,所述支撑板27位于下压板26的正下方并且彼此之间通过第一弹簧28相连,所述第三导柱29的上端固定在下压板26的底部,所述第三导柱29的下端穿过支撑板27并与其滑动连接,穿过支撑板27的第三导柱29的一端上安装有防坠板30,所述的下压电动缸12安装在顶座6上,下压电动缸12的出轴端穿过顶座6与下压板26相连。本发明通过设置第一弹簧对钛合金管起到了保护的作用,防止在下压的过程中对其造成损伤。
如图1所示的第一底座3上还设置有钛合金管回收导向罩体16,所述钛合金管回收导向罩体16的下端伸入至第一底座3内并与开设在第一底座3前端外壁上的第一导向槽4相连通,第一导向槽4位于第一底座3内的一段呈倾斜状,所述第一底座3前端外壁上以及第二底座1前端的外壁上都设置有拦截辊轮组件18,所述第一底座3前端的外壁上设置有三个或三个以上的拦截辊轮组件18,第一底座3以及第二底座1上的若干个拦截辊轮组件18呈从左往右依次水平排布。
如图1和图2所示的钛合金管回收导向罩体16是由上罩体16-1和下罩体16-8上下连成一体所组成,所述的上罩体呈上宽下窄状,所述的下罩体16-8的一侧开设有与第一导向槽4相连通的缺口16-2,所述下罩体的另一侧安装有U型座16-5和开关电动缸16-6,所述开关电动缸16-6通过连杆16-7与调节板16-4相连,所述连杆16-7的两端分别与调节板16-4和开关电动缸16-6活动连接,所述调节板16-4的一端通过第三转轴转动连接在U型座16-5内,所述的调节板16-4的顶部通过第二弹簧16-9与缓冲板16-3相连。本发明采用此结构不仅能够有效防止钛合金管在掉落时造成损伤,而且能够自动对冷拔后的钛合金管进行统一处理,当钛合金管还需要进行冷拔时,则通过拦截辊轮组件重新输送回去到升降辊轮组件上,当钛合金管冷拔结束后,则通过拦截辊轮组件反向旋转输送至下道工序。在每冷拔完一次之后,松开三爪卡盘移动钛合金管,钛合金管就会自动掉落进钛合金管回收导向罩体内。
如图1和图3所示的拦截辊轮组件18是由第四转轴18-2、第一辊筒18-1、拦截板18-3和传动轮18-4所组成,所述的第一辊筒18-1和拦截板18-3前后连成一体,所述的第四转轴18-2的一端依次穿过第一辊筒18-1和拦截板18-3,所述的传动轮18-4安装在穿过拦截板18-3的第四转轴18-2的一端上,所述的第一辊筒18-1套装在第四转轴18-2上并随着其一同旋转,连接在若干个拦截辊轮组件18上的传动轮18-4通过传送带依次相连。本发明通过拦截板能够有效地使钛合金管在从第一导向槽出来后停留在第一辊筒上。
如图1和图4所示的第二底座1的前端面上还竖直设置有滑轨21,所述的滑轨21上滑动连接有升降板20,所述升降板20的底部与安装在第二底座1前端面上的升降电动缸22相连,所述升降板20的前端面上还水平依次连接有若干个升降辊轮组件23,所述的升降辊轮组件是由第五转轴23-2、第二辊筒23-1、限位板23-3,所述的升降板的右端设置有与其连成一体的挡板19,所述的第五转轴23-2的一端转动连接在升降板20的前端面上,所述的第二辊筒23-1套装在第五转轴23-2的另一端上并随着其一同旋转,所述的第二辊筒23-1与限位板23-3连成一体。当钛合金管随着拦截辊轮组件重新输送到升降辊轮组件上时,启动升降电动缸提高钛合金管的高度,便于人们将其重新搬运至支撑导向辊轮上,大大减轻了操作者的工作强度,增加了实用性能。
如图1和图8所示第二底座1的顶部还设置有内模具防护装置,所述的内模具防护装置包括框体35、第四导柱38、第四弹簧37和设置在框体35前后两侧的导向环36,所述的框体35位于安装座14的右侧并通过第四弹簧37连接在第二底座1的顶部,所述的第二底座1的顶部相对于框体35前后两侧导向环36的位置竖直设置有两根第四导柱38,所述的第四导柱38穿过导向环36并与其滑动连接,所述的框体35的顶部开设有用于内模具坠落时掉入框体内的凹槽。本发明通过采用此结构能够有效防止内模具在掉落时发生损坏。
如图1、图7和图10所示的顶座6的底部还竖直固定有进料挡板54,所述进料挡板54的下端伸至支撑导向辊轮8一端的上方,所述的进料挡板54正对着上料机构的下料导料罩体46,所述的上料机构包括顶板48、支架47、分配机构和下料导料罩体46,所述的支架47设置有两个,两个支架47相对放置,所述的顶板48固定在两个支架47的上端,所述的分配机构安装在两个支架47之间,所述的分配机构包括分配盘53、驱动轴、第二伺服电机、弧形挡板51和弧形挡板安装座50,所述的弧形挡板51和弧形挡板安装座50各设置有两个,所述的分配盘53套装在驱动轴上并且其的两侧各设置有一个弧形挡板51,弧形挡板51朝向分配盘的一侧开设有与分配盘53外圆相匹配的弧形槽,所述分配盘53的外壁上均匀开设有若干个用于管材的存纳槽,所述的驱动轴与第二伺服电机相连,两个弧形挡板安装座50分别固定在两个支架47上,所述弧形挡板安装座50上开设有用于连接弧形挡板51的第二导向槽,所述弧形挡板51上远离弧形槽的一侧活动连接在第二导向槽内,所述的弧形挡板安装座50上还开设有与第二导向槽相连通的螺纹通孔,所述的螺纹通孔内连接有调节螺栓52,所述调节螺栓52的一端穿过螺纹通孔伸入至第二导向槽内与弧形挡板51相连,两个弧形挡板安装座50的上端之间形成进料口,两个弧形挡板安装座的下端之间形成出料口,两个弧形挡板安装座的顶部都设置有用于管材滚动的第二导向座49,所述的下料导料罩体46倾斜设置并且其的上端与出料口相连,所述下料导料罩体46的下端伸至支撑导向辊轮8另一端的上方并正对着进料挡板54。本发明采用此结构能够自动完成逐一上料,大大降低了操作的者的工作强度,起到了增加实用性能和提高工作效率的作用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:包括底座、顶座(6)、支撑导向辊轮(8)、冷拔机头(15)、三爪卡盘(24)、前定位杆(25)、后定位杆、推送管(11)、推送机头(9)、下压辊轮(32)、安装座(14)、第一导向座(7)和外罩体(13),所述的底座是由第一底座(3)、第二底座(1)和第三底座(2)从左往右连成一体所组成,所述的第一底座(3)、所述的第二底座(1)以及所述的第三底座(2)的上端呈齐平状,所述的安装座(14)和所述的第一导向座(7)分别固定在第二底座(1)顶部的左右两端,所述的顶座(6)固定在安装座(14)和第一导向座(7)的顶部,所述的安装座(14)中开设有左右贯通的安装槽,所述的安装槽内可拆卸地连接有外模具,所述的外罩体(13)通过滑动机构连接在顶座(6)的底部,所述安装座(14)与所述第一导向座(7)之间的第二底座(1)的顶部从左往右还依次设置有若干个支撑导向辊轮(8),所述的支撑导向辊轮(8)的前后两侧各设置有一块第一竖板(33),所述支撑导向辊轮(8)通过第一转轴转动连接在前后两侧的两块第一竖板之间,所述的下压辊轮(32)位于最左端支撑导向辊轮(8)的正上方,所述的下压辊轮(32)的前后两侧各设置有一块第二竖板(31),所述的下压辊轮(32)通过第二转轴转动连接在前后两侧的两块第二竖板(31)之间,两块第二竖板(31)通过下压机构与顶座(6)相连,所述的外罩体(13)上正对着安装槽的位置开设有用于钛合金管穿过的第一通孔,所述的第一通孔内设置有环形感应加热线圈,钛合金管沿着感应加热线圈的中心处穿过外罩体(13),所述第二底座(1)的前端面上还设置有用于放置不同内模具的放置框体(5),所述第一底座(3)的顶部设置有第一电动滑轨(17),所述的冷拔机头(15)连接在第一电动滑轨(17)上并且其朝向安装座(14)的一侧安装有三爪卡盘(24),所述的前定位杆(25)从三爪卡盘(24)的中心伸出,所述的前定位杆(25)的一端通过前电动缸驱动伸入至安装槽中的外模具内,所述的第三底座(2)上设置有第二电动滑轨(10),所述的推送机头(9)连接在第二电动滑轨(10)上并且其朝向第一导向座(7)的一侧可拆卸地连接有推送管(11),所述的第一导向座(7)上开设有用于推送管(11)穿过的通槽,所述的后定位杆的一端从推送管(11)的中心处伸出,另一端与后电动缸相连。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的滑动机构包括水平固定在顶座(6)前后两侧外壁上的第一导柱(42),水平固定在顶座(6)底部的第二导柱(40)、连接筒体(41)、连接件(44)和顶紧螺栓(45),所述外罩体(13)的一侧设置有与其连成一体的连接筒体(41),所述连接筒体(41)的中心处开设有与第二导柱(40)相匹配的第二通孔,所述外罩体(13)上正对着第二通孔的位置也开设有与第二导柱(40)相匹配的第三通孔,所述第二导柱(40)的一端沿着第二通孔穿过连接筒体(41)并活动连接入外罩体(13)的第三通孔内,所述第二导柱(40)的另一端与竖直固定在顶座(6)底部的侧板(39)相连,所述第一导柱(42)的两端各可拆卸地安装有一个限位盖体(43),所述外罩体的前后两侧各通过一个连接件(44)滑动连接在顶座(6)前后两侧的第一导柱(42)上,所述的连接件(44)通过第一导柱(42)两端的限位盖体(43)限位在第一导柱(42)上,所述连接筒体(41)的外壁上开设有与第二通孔相连通的螺纹孔,所述的顶紧螺栓(45)穿过螺纹孔与第二通孔内的第二导柱(40)相接触。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的下压机构包括下压电动缸(12)、下压板(26)、第一弹簧(28)、第三导柱(29)和支撑板(27),所述第二竖板(31)的上端固定在支撑板(27)的底部,所述支撑板(27)位于下压板(26)的正下方并且彼此之间通过第一弹簧(28)相连,所述第三导柱(29)的上端固定在下压板(26)的底部,所述第三导柱(29)的下端穿过支撑板(27)并与其滑动连接,穿过支撑板(27)的第三导柱(29)的一端上安装有防坠板(30),所述的下压电动缸(12)安装在顶座(6)上,下压电动缸(12)的出轴端穿过顶座(6)与下压板(26)相连。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的第一底座(3)上还设置有钛合金管回收导向罩体(16),所述钛合金管回收导向罩体(16)的下端伸入至第一底座(3)内并与开设在第一底座(3)前端外壁上的第一导向槽(4)相连通,第一导向槽(4)位于第一底座(3)内的一段呈倾斜状,所述第一底座(3)前端外壁上以及第二底座(1)前端的外壁上都设置有拦截辊轮组件(18),所述第一底座(3)前端的外壁上设置有三个或三个以上的拦截辊轮组件(18),第一底座(3)以及第二底座(1)上的若干个拦截辊轮组件(18)呈从左往右依次水平排布。
5.根据权利要求4所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的钛合金管回收导向罩体(16)是由上罩体(16-1)和下罩体(16-8)上下连成一体所组成,所述的上罩体呈上宽下窄状,所述的下罩体(16-8)的一侧开设有与第一导向槽(4)相连通的缺口(16-2),所述下罩体的另一侧安装有U型座(16-5)和开关电动缸(16-6),所述开关电动缸(16-6)通过连杆(16-7)与调节板(16-4)相连,所述连杆(16-7)的两端分别与调节板(16-4)和开关电动缸(16-6)活动连接,所述调节板(16-4)的一端通过第三转轴转动连接在U型座(16-5)内,所述的调节板(16-4)的顶部通过第二弹簧(16-9)与缓冲板(16-3)相连。
6.根据权利要求4所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的拦截辊轮组件(18)是由第四转轴(18-2)、第一辊筒(18-1)、拦截板(18-3)和传动轮(18-4)所组成,所述的第一辊筒(18-1)和拦截板(18-3)前后连成一体,所述的第四转轴(18-2)的一端依次穿过第一辊筒(18-1)和拦截板(18-3),所述的传动轮(18-4)安装在穿过拦截板(18-3)的第四转轴(18-2)的一端上,所述的第一辊筒(18-1)套装在第四转轴(18-2)上并随着其一同旋转,连接在若干个拦截辊轮组件(18)上的传动轮(18-4)通过传送带依次相连。
7.根据权利要求4所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的第二底座(1)的前端面上还竖直设置有滑轨(21),所述的滑轨(21)上滑动连接有升降板(20),所述升降板(20)的底部与安装在第二底座(1)前端面上的升降电动缸(22)相连,所述升降板(20)的前端面上还水平依次连接有若干个升降辊轮组件(23),所述的升降辊轮组件是由第五转轴(23-2)、第二辊筒(23-1)、限位板(23-3),所述的升降板的右端设置有与其连成一体的挡板(19),所述的第五转轴(23-2)的一端转动连接在升降板(20)的前端面上,所述的第二辊筒(23-1)套装在第五转轴(23-2)的另一端上并随着其一同旋转,所述的第二辊筒(23-1)与限位板(23-3)连成一体。
8.根据权利要求4所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述第二底座(1)的顶部还设置有内模具防护装置,所述的内模具防护装置包括框体(35)、第四导柱(38)、第四弹簧(37)和设置在框体(35)前后两侧的导向环(36),所述的框体(35)位于安装座(14)的右侧并通过第四弹簧(37)连接在第二底座(1)的顶部,所述的第二底座(1)的顶部相对于框体(35)前后两侧导向环(36)的位置竖直设置有两根第四导柱(38),所述的第四导柱(38)穿过导向环(36)并与其滑动连接,所述的框体(35)的顶部开设有用于内模具坠落时掉入框体内的凹槽。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:所述的顶座(6)的底部还竖直固定有进料挡板(54),所述进料挡板(54)的下端伸至支撑导向辊轮(8)一端的上方,所述的进料挡板(54)正对着上料机构的下料导料罩体(46),所述的上料机构包括顶板(48)、支架(47)、分配机构和下料导料罩体(46),所述的支架(47)设置有两个,两个支架(47)相对放置,所述的顶板(48)固定在两个支架(47)的上端,所述的分配机构安装在两个支架(47)之间,所述的分配机构包括分配盘(53)、驱动轴、第二伺服电机、弧形挡板(51)和弧形挡板安装座(50),所述的弧形挡板(51)和弧形挡板安装座(50)各设置有两个,所述的分配盘(53)套装在驱动轴上并且其的两侧各设置有一个弧形挡板(51),弧形挡板(51)朝向分配盘的一侧开设有与分配盘(53)外圆相匹配的弧形槽,所述分配盘(53)的外壁上均匀开设有若干个用于管材的存纳槽,所述的驱动轴与第二伺服电机相连,两个弧形挡板安装座(50)分别固定在两个支架(47)上,所述弧形挡板安装座(50)上开设有用于连接弧形挡板(51)的第二导向槽,所述弧形挡板(51)上远离弧形槽的一侧活动连接在第二导向槽内,所述的弧形挡板安装座(50)上还开设有与第二导向槽相连通的螺纹通孔,所述的螺纹通孔内连接有调节螺栓(52),所述调节螺栓(52)的一端穿过螺纹通孔伸入至第二导向槽内与弧形挡板(51)相连,两个弧形挡板安装座(50)的上端之间形成进料口,两个弧形挡板安装座的下端之间形成出料口,两个弧形挡板安装座的顶部都设置有用于管材滚动的第二导向座(49),所述的下料导料罩体(46)倾斜设置并且其的上端与出料口相连,所述下料导料罩体(46)的下端伸至支撑导向辊轮(8)另一端的上方并正对着进料挡板(54)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种钛合金无缝管加工装置,其特征在于:使用一种钛合金无缝管加工装置的加工工艺包括以下步骤:
S1:通过自动上料机构将所需要进行冷拔加工的钛合金管输送到冷拔装置的支撑导向辊轮上;
S2:把外模具安装在冷拔装置的安装座内,并调节外罩体的位置使其紧贴着安装座的右端面;
S3:启动冷拔装置右端的推送机构,利用推送管把钛合金管向左输送,通过安装在冷拔装置中的光电探头检测钛合金管的位置,当光电探头检测到钛合金管时,启动下压电动缸利用下压辊轮与支撑导向辊轮对钛合金管进行上下夹紧;
S4:在执行步骤S3的同时调节冷拔装置的左端冷拔机头的位置,使安装在冷拔机头右端的三爪卡盘靠近安装座的左端,启动前电动缸使前定位杆穿过冷拔机头从三爪卡盘的中心伸出并伸入至安装座的外模具内;
S5:在钛合金管夹紧后,启动与推送管内后定位杆相连的后电动缸使后定位杆从钛合金管的右端伸至钛合金管的左端内,并把内模具安装在钛合金管左端内的后定位杆上,启动与下压辊轮相连的输送伺服电机,钛合金管在摩擦力的作用下会继续向左输送,与此同时启动推送机构和后电动缸使推送管和内模具与钛合金管一同向左输送,钛合金管在穿过外罩体时,通过安装在外罩体内的感应线圈对冷拔前的钛合金管进行加热,钛合金管的左端在伸入外模具时,前定位杆会插入内模具,此时关停后电动缸利用前定位杆和后定位杆把内模具前后顶紧在外模具内;
S6:继续启动输送伺服电机以及推送机构使钛合金管的左端穿过安装座并连接入三爪卡盘内,通过三爪卡盘把钛合金管的左端与冷拔机头进行固定,此时反向启动下压电动缸使下压辊轮与钛合金管分离;
S7:启动冷拔机头和推送机构使钛合金管进行平移直至钛合金管全部穿过安装座,利用外模具和内模具的配合在钛合金管完成电加热后对其进行第一次冷拔,与此同时先反向启动后电动缸使内模具与后定位杆分离,然后反向启动前电动缸通过人工控制使内模具与前定位杆分离;
S8:将经过第一次冷拔后钛合金管重新放置在支撑导向辊轮上,然后重新经历n次步骤S3至步骤S7,直至钛合金管的尺寸符合要求,每一次经过步骤S5时都会更换一个内模具,每一次更换的内模具的外径尺寸相较于上一次内模具的外径尺寸都会大1-2mm,每一次更换的内模具的外径尺寸与上一次内模具的外径尺寸之差都相同,所述的步骤S8中的n=(钛合金管加工前的内径尺寸-钛合金管要求的内径尺寸)/(更换后内模具的外径尺寸-更换前内模具的外径尺寸)。
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Denomination of invention: A Processing Technology and Equipment for Titanium Alloy Seamless Pipe Effective date of registration: 20230418 Granted publication date: 20220118 Pledgee: Bank of China Limited Changzhou Economic Development Zone sub branch Pledgor: CHANGZHOU CHENGXIN METAL PRODUCT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980038188 |
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