CN116967326A - 一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛合金应用技术领域，具体是涉及一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法，包括待加工的圆管坯，还包括模具组、加热机构和轴拉成型组件，加热机构包括电磁加热线圈，模具组包括两个半圆柱模，每个半圆柱模的内壁上均开设有若干个半环槽，轴拉成型组件包括推拉轴和挤压圆盘，挤压圆盘等分成若干个扇形挤压块，推拉轴与挤压圆盘之间设有径向伸缩机构和轴向转动机构，每个半圆柱模内均设有用于在圆管坯加工出波形膨胀节后对圆管坯的扩形段进行急速冷却的冷却机构。本装置用于对圆管坯进行扩形的挤压圆盘为硬性材质，挤压圆盘的使用寿命相对上述专利中的压缩弹性体而言，使用寿命长，扩形效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛合金应用技术领域，具体是涉及一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法。
背景技术
钛合金管是利用钛合金制作的管子，钛合金按组织可分三类。可进行各种形式的焊接，焊接接头强度可达基体金属强度的90％，且切削加工性能良好。钛管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐蚀性能。钛在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金还高。钛耐水冲击性能也较强。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
现有的我国公开号为CN103521576A的中国专利公开了大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法其专利还具有以下缺陷：
其一，其专利采用压缩弹性体对圆管坯进行扩形，对圆管坯进行扩形的前提需要圆管坯受热至钛金属的热成形温度，一般在600摄氏度左右，那么压缩弹性体长期处于高温状态下使用寿命会减少，弹性会逐渐减弱，并且压缩弹性体在受热后可能会粘附于圆管坯的内壁上，以此影响圆管坯的扩形；
其二，圆管坯在进行扩形后需要立即进行降温，以此将波形膨胀节定型，上述专利并未提及如何对圆管坯进行冷却，并且一般的圆管坯的冷却方式大都为放置冷却，通过此方式的冷却时间较长，冷却效率非常低。
所以有必要提供一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法来解决上述的问题。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大管径钛金属波纹管制造设备，包括待加工的圆管坯，还包括模具组、加热机构和轴拉成型组件，加热机构包括固定套设于圆管坯外的电磁加热线圈，模具组包括两个能够相向合圆并包覆于圆管坯外的半圆柱模，每个半圆柱模的内壁上均开设有若干个沿半圆柱模的轴向等间距分布的半环槽，两个半圆柱模合圆时，两个半环槽形成一个圆形环槽，轴拉成型组件设于圆管坯内，轴拉成型组件用于配合其中一个圆形环槽在圆管坯的加热段扩形出一个波形膨胀节，轴拉成型组件包括推拉轴和与推拉轴共轴线的挤压圆盘，挤压圆盘等分成若干个扇形挤压块，推拉轴与挤压圆盘之间设有径向伸缩机构和轴向转动机构，推拉轴在回拉的过程中，通过径向伸缩机构驱动若干个扇形挤压块同步伸出并抵触圆管坯的内壁，使圆管坯的加热段向外扩至其中一个圆形环槽内，推拉轴在直推的过程中，通过轴向转动机构驱动整个挤压圆盘旋转，并当推拉轴再次回拉时，外扩至圆形环槽内的圆管坯会扩形出完整的波形膨胀节，每个半圆柱模内均设有用于在圆管坯加工出波形膨胀节后对圆管坯的扩形段进行急速冷却的冷却机构。
进一步的，扇形挤压块的数量为四个，径向伸缩机构包括四组与扇形挤压块一一对应的弹性伸缩件，每组弹性伸缩件均包括矩形壳、滑块和两个一号弹簧，矩形壳的长度方向与挤压圆盘的径向一致，矩形壳的顶部和底部均为开口结构，滑块滑动于矩形壳内，滑块的两侧均成型有横向支块，矩形壳的两侧均开设有供对应的横向支块上下滑动的竖直通槽，矩形壳的两侧均固定设有竖直向下的固定轴，每个固定轴的上端均通过呈水平的连接板与矩形壳的侧壁固连，每个固定轴的下端均为螺纹部，且每个固定轴的螺纹部上均旋设有限位螺母，每个横向支块朝外的一端均成型有一个套设于对应固定轴上的圆形滑套，两个一号弹簧分别套设于两个固定轴上，每个一号弹簧的上下两端均分别与连接板和圆形滑套相抵触，其中，每个扇形挤压块均固定设于对应滑块的顶部，每个滑块的下端均成型有一号斜楔块，推拉轴上套设有固定管，固定管上套设有连接管，每个矩形壳均与连接管的一端相固连，推拉轴的一端从依次从固定管和连接管内伸出，推拉轴的伸出端上成型有若干个沿挤压圆盘的旋转角度均匀分布的二号斜楔块，每个二号斜楔块均能够与对应的一号斜楔块斜楔配合。
进一步的，轴向转动机构包括沟槽轮和弹性销，固定管与推拉轴之间设有若干个沿固定套的轴向均匀分布的直线轴承，固定管与连接管之间设有若干个沿固定管的轴向均匀分布的滚珠轴承，沟槽轮位于连接管内且沟槽轮与推拉轴同轴固连，沟槽轮的外壁上开设有八组沿沟槽轮的圆周方向均匀分布的导向槽，每组导向槽均包括直槽和弧形斜槽，直槽的长度方向与沟槽轮的轴向平行，每个弧形斜槽均将相邻的两个直槽相连，其中，弧形斜槽的一端与其中一个直槽的中段相连通，弧形斜槽的另一端与另一个直槽朝向推拉轴回拉方向的一端相连通，连接管的外壁上成型有柱状套，柱状套的轴向与连接管的轴向相垂直，柱状套的上端为开口结构，且柱状套的开口上固定设有安装盖，弹性销滑动设于柱状套内，柱状套内设有二号弹簧，二号弹簧的两端分别与安装盖和弹性销相抵触，弹性销的下端向下穿过连接管并伸入对应的直槽内，且弹性销下端的端部为圆头状，每个直槽朝向推拉轴回拉方向的一端内成型有供弹性销滑向弧形斜槽的阶梯部，每个弧形斜槽内均设有供弹性销滑向阶梯部的缓坡部。
进一步的，每个阶梯部上均开设有供弹性销呈圆头状的下端插入的半圆嵌槽。
进一步的，每个半圆柱模的外壁上均开设有矩形凹槽，矩形凹槽内开设有若干个沿圆管坯的轴向等距分布的弧形安装槽，冷却机构包括若干个一一对应安装于弧形安装槽内的弧形制冷片，每个半圆柱模的外壁上均固定设有将矩形凹槽覆盖的弧形安装板。
进一步的，每个弧形安装板上对应弧形制冷片的部分均开设有弧形散热槽，且每个弧形安装板的外壁上均成型若干组成对分布于弧形散热槽两侧的散热鳍片。
进一步的，加热机构还包括固定设于模具组旁侧的筒状固定座，筒状固定座的轴向与圆管坯的轴向一致，电磁加热线圈固定设于筒状固定座的内壁上。
一种大管径钛金属波纹管的制造方法，该制造方法包括以下步骤：
S1，通过加热机构对圆管坯的其中一段加热至钛金属的热成形温度；
S2，模具组合模，推拉轴回拉，径向伸缩机构对圆管坯进行初步扩形；
S3，推拉轴直推，轴向转动机构带动挤压圆盘转动；
S4，推拉轴回拉，径向伸缩机构对圆管坯进行完整扩形；
S5，模具组开模，圆管坯轴向位移；
S6，模具组合模，并重复上述S2步骤。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
其一，本装置用于对圆管坯进行扩形的挤压圆盘为硬性材质，挤压圆盘的使用寿命相对上述专利中的压缩弹性体而言，使用寿命长，扩形效果好；
其二，由于挤压圆盘为分体结构，那么在若干个扇形挤压块同步伸出的过程中，相邻扇形挤压块之间会出现逐渐扩大的间隙，最终圆管上的波形膨胀节会成不连续状，此时通过本装置的轴向转动机构来驱动整个挤压圆盘进行旋转，以此当扇形挤压块再次伸出时，会将不连续的波形膨胀节扩形成完整的波形膨胀节；
其三，本装置的半圆柱模上设有用于对圆管进行急速冷却的弧形制冷片，以此缩短了圆管在扩形后的冷却时间，同时也提高了冷却的效率。
附图说明
图1是实施例的立体结构示意图；
图2是实施例的俯视图；
图3是图2沿A-A线的剖视图；
图4是图3中A1所指的局部放大示意图；
图5是图4中A2所指的局部放大示意图；
图6是图2沿B-B线的剖视图；
图7是图7中A3所指的局部放大示意图；
图8是实施例的径向伸缩机构的立体结构示意图；
图9是实施例的沟槽轮的立体结构示意图；
图10是实施例的半圆柱模的立体结构分解图。
图中标号为：1、圆管坯；2、电磁加热线圈；3、半圆柱模；4、半环槽；5、圆形环槽；6、推拉轴；7、扇形挤压块；8、矩形壳；9、滑块；10、一号弹簧；11、横向支块；12、竖直通槽；13、固定轴；14、连接板；15、限位螺母；16、圆形滑套；17、一号斜楔块；18、固定管；19、连接管；20、二号斜楔块；21、沟槽轮；22、弹性销；23、直线轴承；24、滚珠轴承；25、直槽；26、弧形斜槽；27、柱状套；28、安装盖；29、二号弹簧；30、阶梯部；31、缓坡部；32、半圆嵌槽；33、矩形凹槽；34、弧形安装槽；35、弧形制冷片；36、弧形安装板；37、弧形散热槽；38、散热鳍片；39、筒状固定座。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图1至图10所示的一种大管径钛金属波纹管制造设备，包括待加工的圆管坯1，还包括模具组、加热机构和轴拉成型组件，加热机构包括固定套设于圆管坯1外的电磁加热线圈2，模具组包括两个能够相向合圆并包覆于圆管坯1外的半圆柱模3，每个半圆柱模3的内壁上均开设有若干个沿半圆柱模3的轴向等间距分布的半环槽4，两个半圆柱模3合圆时，两个半环槽4形成一个圆形环槽5，轴拉成型组件设于圆管坯1内，轴拉成型组件用于配合其中一个圆形环槽5在圆管坯1的加热段扩形出一个波形膨胀节，轴拉成型组件包括推拉轴6和与推拉轴6共轴线的挤压圆盘，挤压圆盘等分成若干个扇形挤压块7，推拉轴6与挤压圆盘之间设有径向伸缩机构和轴向转动机构，推拉轴6在回拉的过程中，通过径向伸缩机构驱动若干个扇形挤压块7同步伸出并抵触圆管坯1的内壁，使圆管坯1的加热段向外扩至其中一个圆形环槽5内，推拉轴6在直推的过程中，通过轴向转动机构驱动整个挤压圆盘旋转，并当推拉轴6再次回拉时，外扩至圆形环槽5内的圆管坯1会扩形出完整的波形膨胀节，每个半圆柱模3内均设有用于在圆管坯1加工出波形膨胀节后对圆管坯1的扩形段进行急速冷却的冷却机构。
挤压圆盘采用硬性且耐高温的材质，圆管坯1用钛金属制成，圆管坯1的一端通过三爪卡盘(未在图中示出)夹持，且三爪卡盘设于电滑轨(未在图中示出)上，实际使用时，通过三爪卡盘夹持圆管坯1的一端并通过电滑轨的位移使圆管坯1套设于轴拉成型组件外，且每当圆管坯1上扩形出一个波形膨胀节后，三爪卡盘会带动圆管坯1位移一段距离，此距离与波纹成型工艺中相邻波形膨胀节的间距一致，最终圆管坯1上会扩形出若干个等距的波形膨胀节；
在对圆管坯1进行扩形的过程中，先通过电磁加热线圈2将圆管坯1的一段加热至钛金属的热成形温度，然后三爪卡盘夹持圆管坯1使圆管坯1的加热段朝向模具组位移，当圆管坯1停止位移后，模具组中的两个半圆柱模3会相向合圆并包覆于圆管坯1外，此时推拉轴6回拉，那么在推拉轴6回拉的过程中，通过径向伸缩机构来驱动若干个扇形挤压块7同步伸出，并以此抵触圆管坯1的内壁，从而使得圆管坯1的加热段向外扩至其中一个圆形环槽5内，进而使圆管坯1产生波形膨胀节，但是在若干个扇形挤压块7同步伸出的过程中，相邻扇形挤压块7之间会出现逐渐扩大的间隙，最终圆管上的波形膨胀节会成不连续状，所以当推拉轴6直推时，通过轴向转动机构驱动整个挤压圆盘旋转，以此使得若干个扇形挤压块7转动一定的角度，以此当推拉轴6再次回拉时，若干个扇形挤压块7会伸出并再次抵触圆管坯1的内壁，最终将不连续的波形膨胀节扩形至完整的波形膨胀节，其中，推拉轴6的旁侧设有用于驱动推拉轴6沿圆管坯1的轴向做往复直线运动的气缸(未在图中示出)，推拉轴6每回拉两次且直推一次后，圆管坯1上均会成型出一个完整的波形膨胀节，且每圆管坯1上成型出完整的波形膨胀节后，模具组均会开合一轮，与此同时三爪卡盘均会夹持圆管坯1位移一段距离，那么当两个半圆柱模3合再次并时，圆管坯1上的波形膨胀节会嵌于后续的圆形环槽5内，并通过冷却机构进行冷却，那么最终圆管坯1上会扩形出若干个等距分布的波形膨胀节。
为了展现径向伸缩机构的具体结构，设置了如下特征：
扇形挤压块7的数量为四个，径向伸缩机构包括四组与扇形挤压块7一一对应的弹性伸缩件，每组弹性伸缩件均包括矩形壳8、滑块9和两个一号弹簧10，矩形壳8的长度方向与挤压圆盘的径向一致，矩形壳8的顶部和底部均为开口结构，滑块9滑动于矩形壳8内，滑块9的两侧均成型有横向支块11，矩形壳8的两侧均开设有供对应的横向支块11上下滑动的竖直通槽12，矩形壳8的两侧均固定设有竖直向下的固定轴13，每个固定轴13的上端均通过呈水平的连接板14与矩形壳8的侧壁固连，每个固定轴13的下端均为螺纹部，且每个固定轴13的螺纹部上均旋设有限位螺母15，每个横向支块11朝外的一端均成型有一个套设于对应固定轴13上的圆形滑套16，两个一号弹簧10分别套设于两个固定轴13上，每个一号弹簧10的上下两端均分别与连接板14和圆形滑套16相抵触，其中，每个扇形挤压块7均固定设于对应滑块9的顶部，每个滑块9的下端均成型有一号斜楔块17，推拉轴6上套设有固定管18，固定管18上套设有连接管19，每个矩形壳8均与连接管19的一端相固连，推拉轴6的一端从依次从固定管18和连接管19内伸出，推拉轴6的伸出端上成型有若干个沿挤压圆盘的旋转角度均匀分布的二号斜楔块20，每个二号斜楔块20均能够与对应的一号斜楔块17斜楔配合。
每个一号斜楔块17上的斜楔面均背离连接管19的端部，每个二号斜楔块20上的斜楔面均朝向一号斜楔块17上的斜楔面，且在初始状态下，每个一号弹簧10均完全释放弹力，每个滑块9均处于回缩状态，此时四个扇形挤压块7合并形成完整的挤压圆盘，并且四个一号斜楔块17朝向挤压圆盘的圆心聚拢，与此同时推拉轴6处于待回拉状态，此时每个二号斜楔块20均与一号斜楔块17相间隔；
当推拉轴6回拉时，设于推拉轴6上若干个二号斜楔块20会同步朝向挤压圆盘的圆心靠近，此后朝向挤压圆盘圆心聚拢的四个一号斜楔块17会受到对应的二号斜楔块20的抵触，以此通过二者的斜楔配合，每个一号斜楔块17均会沿挤压圆盘的径向逐步伸出，从而滑块9会在对应的矩形壳8内向外滑出，进而与滑块9相连的扇形挤压块7会伸出并抵触圆管坯1的内壁，以此对圆管坯1进行扩形；
在滑块9伸出的过程中，每个横向支块11上的圆形滑套16均会压缩对应的一号弹簧10，以此当推拉轴6回拉结束进行直推时，若干个二号斜楔块20会逐渐远离挤压圆盘，此时每个一号弹簧10均开始释放弹力，并使得滑块9回缩，在滑块9带动扇形挤压块7回缩的同时，通过轴向转动机构驱动若干个扇形挤压块7旋转，以此当推拉轴6再次回拉时，若干个扇形挤压块7会再次伸出并将外扩至圆形环槽5内的圆管坯1扩形出完整的波形膨胀节；
固定套套设于推拉轴6上后，可通过立架固定于气缸的旁侧。
为了展现轴向转动机构的具体结构，设置了如下特征：
轴向转动机构包括沟槽轮21和弹性销22，固定管18与推拉轴6之间设有若干个沿固定套的轴向均匀分布的直线轴承23，固定管18与连接管19之间设有若干个沿固定管18的轴向均匀分布的滚珠轴承24，沟槽轮21位于连接管19内且沟槽轮21与推拉轴6同轴固连，沟槽轮21的外壁上开设有八组沿沟槽轮21的圆周方向均匀分布的导向槽，每组导向槽均包括直槽25和弧形斜槽26，直槽25的长度方向与沟槽轮21的轴向平行，每个弧形斜槽26均将相邻的两个直槽25相连，其中，弧形斜槽26的一端与其中一个直槽25的中段相连通，弧形斜槽26的另一端与另一个直槽25朝向推拉轴6回拉方向的一端相连通，连接管19的外壁上成型有柱状套27，柱状套27的轴向与连接管19的轴向相垂直，柱状套27的上端为开口结构，且柱状套27的开口上固定设有安装盖28，弹性销22滑动设于柱状套27内，柱状套27内设有二号弹簧29，二号弹簧29的两端分别与安装盖28和弹性销22相抵触，弹性销22的下端向下穿过连接管19并伸入对应的直槽25内，且弹性销22下端的端部为圆头状，每个直槽25朝向推拉轴6回拉方向的一端内成型有供弹性销22滑向弧形斜槽26的阶梯部30，每个弧形斜槽26内均设有供弹性销22滑向阶梯部30的缓坡部31。
初始时，推拉轴6待回拉状态，此时弹性销22的下端位于当前直槽25内的阶梯部30上，那么在推拉轴6回拉的过程中，二号斜楔块20会与对应的一号斜楔块17相配合，以此使得四个扇形挤压块7同步伸出并对圆管坯1进行扩形，与此同时弹性销22的下端会在直槽25的一端朝向直槽25的另一端滑动，且当弹性销22滑动至越过阶梯部30时，二号弹簧29会将弹性销22下压，以此使得弹性销22的下端向下与直槽25抵触，那么当推拉轴6回拉结束进行直推时，二号斜楔块20与一号斜楔块17逐渐分离，四个扇形挤压块7同步回缩，与此同时弹性销22的下端在直槽25内反向滑动，当弹性销22的下端在直槽25内滑动至与阶梯部30相抵触时，弹性销22会被抵触至弧形斜槽26内，那么随着推拉轴6的直推，弹性销22会顺着弧形斜槽26滑动，以此整个连接管19会进行旋转，直至弹性销22通过缓坡部31再次滑动至下一个直槽25内的阶梯部30上，此时连接管19完成一轮转动，那么与连接管19相连的若干个矩形壳8会带动整个挤压圆盘旋转，由于八组导向槽沿沟槽轮21的圆周方向均匀分布，那么连接管19每轮会旋转45°，以此挤压圆盘会在推拉轴6每次的直推中旋转45°，最终通过改变角度的挤压圆盘来将不连续的波形膨胀节扩形为完整的波形膨胀节；
连接管19每轮旋转45°，因此二号斜楔块20的数量应与导向槽的数量一致，最终通过八个二号斜楔块20来确保连接管19每次旋转后，每个一号斜楔块17均能够与其中一个二号斜楔块20相配合。
为了确保连接管19旋转后的稳定性，具体设置了如下特征：
每个阶梯部30上均开设有供弹性销22呈圆头状的下端插入的半圆嵌槽32。
在每次连接管19旋转结束后，弹性销22呈圆头状的下端均会插入对应的半圆嵌槽32内，以此确保连接管19不会自转，确保连接管19旋转后的稳定性，进一步的保证了每次连接管19旋转后，每个一号斜楔块17均会与其中一个二号斜楔块20相对应。
为了展现冷却机构的具体结构，设置了如下特征：
每个半圆柱模3的外壁上均开设有矩形凹槽33，矩形凹槽33内开设有若干个沿圆管坯1的轴向等距分布的弧形安装槽34，冷却机构包括若干个一一对应安装于弧形安装槽34内的弧形制冷片35，每个半圆柱模3的外壁上均固定设有将矩形凹槽33覆盖的弧形安装板36。
每个半圆柱模3均为铜材质制成，利用铜的高传热以及弧形制冷片35的散热功能对已经扩形后的圆管坯1进行急速冷却，其中，半圆柱模3开设矩形凹槽33后还留有一截未开设矩形凹槽33的端部，且此端部的内壁上留有一个半环槽4，在对圆管坯1进行扩形时，圆管坯1会在上述两个半环槽4所形成的圆形环槽5内进行扩形，且当扩形形成波形膨胀节后，圆管坯1通过轴向位移使得下次合模时，已经形成波形膨胀节的部分落于两个矩形凹槽33内，以此通过若干个弧形制冷片35对已经形成波形膨胀节的圆管坯1进行急速冷却。
为了进一步的提高每个半圆柱模3的散热功能，具体设置了如下特征：
每个弧形安装板36上对应弧形制冷片35的部分均开设有弧形散热槽37，且每个弧形安装板36的外壁上均成型若干组成对分布于弧形散热槽37两侧的散热鳍片38。
每个弧形制冷片35均为半导体制冷片，其里面均为冷层，外面均为热层，通过弧形散热槽37使弧形制冷片35的热层上的热量得以散失，且分布于弧形散热槽37两侧的散热鳍片38用于提高弧形制冷片35的散热效率。
为了展现电磁加热线圈2的安装方式，具体设置了如下特征：
加热机构还包括固定设于模具组旁侧的筒状固定座39，筒状固定座39的轴向与圆管坯1的轴向一致，电磁加热线圈2固定设于筒状固定座39的内壁上。
通过筒状固定座39对电磁加热线圈2起固定作用。
一种大管径钛金属波纹管的制造方法，该制造方法包括以下步骤：
S1，通过加热机构对圆管坯1的其中一段加热至钛金属的热成形温度；
通过加热使钛金属易形变，便于后续的扩形。
S2，模具组合模，推拉轴6回拉，径向伸缩机构对圆管坯1进行初步扩形；
当推拉轴6回拉时，设于推拉轴6上若干个二号斜楔块20会同步朝向挤压圆盘的圆心靠近，此后朝向挤压圆盘圆心聚拢的四个一号斜楔块17会受到对应的二号斜楔块20的抵触，以此通过二者的斜楔配合，每个一号斜楔块17均会沿挤压圆盘的径向逐步伸出，从而滑块9会在对应的矩形壳8内向外滑出，进而与滑块9相连的扇形挤压块7会伸出并抵触圆管坯1的内壁，以此对圆管坯1进行扩形。
S3，推拉轴6直推，轴向转动机构带动挤压圆盘转动；
初始时，推拉轴6待回拉状态，此时弹性销22的下端位于当前直槽25内的阶梯部30上，那么在推拉轴6回拉的过程中，二号斜楔块20会与对应的一号斜楔块17相配合，以此使得四个扇形挤压块7同步伸出并对圆管坯1进行扩形，与此同时弹性销22的下端会在直槽25的一端朝向直槽25的另一端滑动，且当弹性销22滑动至越过阶梯部30时，二号弹簧29会将弹性销22下压，以此使得弹性销22的下端向下与直槽25抵触，那么当推拉轴6回拉结束进行直推时，二号斜楔块20与一号斜楔块17逐渐分离，四个扇形挤压块7同步回缩，与此同时弹性销22的下端在直槽25内反向滑动，当弹性销22的下端在直槽25内滑动至与阶梯部30相抵触时，弹性销22会被抵触至弧形斜槽26内，那么随着推拉轴6的直推，弹性销22会顺着弧形斜槽26滑动，以此整个连接管19会进行旋转，直至弹性销22通过缓坡部31再次滑动至下一个直槽25内的阶梯部30上，此时连接管19完成一轮转动，那么与连接管19相连的若干个矩形壳8会带动整个挤压圆盘旋转，由于八组导向槽沿沟槽轮21的圆周反向均匀分布，那么连接管19每轮会旋转45°，以此挤压圆盘会在推拉轴6每次的直推中旋转45°，最终通过改变角度的挤压圆盘来将不连续的波形膨胀节扩形为完整的波形膨胀节。
S4，推拉轴6回拉，径向伸缩机构对圆管坯1进行完整扩形；
在若干个扇形挤压块7同步伸出的过程中，相邻扇形挤压块7之间会出现逐渐扩大的间隙，最终圆管坯1上的波形膨胀节会成不连续状，所以当推拉轴6直推时，通过轴向转动机构驱动整个挤压圆盘旋转，以此使得若干个扇形挤压块7转动一定的角度，以此当推拉轴6再次回拉时，若干个扇形挤压块7会伸出并再次抵触圆管坯1的内壁，最终将不连续的波形膨胀节扩形至完整的波形膨胀节。
S5，模具组开模，圆管坯1轴向位移；
圆管坯1的一端通过三爪卡盘(未在图中示出)夹持，且三爪卡盘设于电滑轨(未在图中示出)上，实际使用时，通过三爪卡盘夹持圆管坯1的一端并通过电滑轨的位移使圆管坯1套设于轴拉成型组件外，且每当圆管坯1上扩形出一个波形膨胀节后，三爪卡盘会带动圆管坯1位移一段距离，此距离与波纹成型工艺中相邻波形膨胀节的间距一致，最终圆管坯1上会扩形出若干个等距的波形膨胀节。
S6，模具组合模，并重复上述S2步骤。
推拉轴6每回拉两次且直推一次后，圆管坯1上均会成型出一个完整的波形膨胀节，且每圆管坯1上成型出完整的波形膨胀节后，模具组均会开合一轮，与此同时三爪卡盘均会夹持圆管坯1位移一段距离，那么当两个半圆柱模3再次合并时，圆管坯1上的波形膨胀节会嵌于后续的圆形环槽5内，并通过冷却机构进行冷却，那么最终圆管坯1上会扩形出若干个等距分布的波形膨胀节。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种大管径钛金属波纹管制造设备，包括待加工的圆管坯(1)，其特征在于，还包括模具组、加热机构和轴拉成型组件，加热机构包括固定套设于圆管坯(1)外的电磁加热线圈(2)，模具组包括两个能够相向合圆并包覆于圆管坯(1)外的半圆柱模(3)，每个半圆柱模(3)的内壁上均开设有若干个沿半圆柱模(3)的轴向等间距分布的半环槽(4)，两个半圆柱模(3)合圆时，两个半环槽(4)形成一个圆形环槽(5)，轴拉成型组件设于圆管坯(1)内，轴拉成型组件用于配合其中一个圆形环槽(5)在圆管坯(1)的加热段扩形出一个波形膨胀节，轴拉成型组件包括推拉轴(6)和与推拉轴(6)共轴线的挤压圆盘，挤压圆盘等分成若干个扇形挤压块(7)，推拉轴(6)与挤压圆盘之间设有径向伸缩机构和轴向转动机构，推拉轴(6)在回拉的过程中，通过径向伸缩机构驱动若干个扇形挤压块(7)同步伸出并抵触圆管坯(1)的内壁，使圆管坯(1)的加热段向外扩至其中一个圆形环槽(5)内，推拉轴(6)在直推的过程中，通过轴向转动机构驱动整个挤压圆盘旋转，并当推拉轴(6)再次回拉时，外扩至圆形环槽(5)内的圆管坯(1)会扩形出完整的波形膨胀节，每个半圆柱模(3)内均设有用于在圆管坯(1)加工出波形膨胀节后对圆管坯(1)的扩形段进行急速冷却的冷却机构。
2.根据权利要求1所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，扇形挤压块(7)的数量为四个，径向伸缩机构包括四组与扇形挤压块(7)一一对应的弹性伸缩件，每组弹性伸缩件均包括矩形壳(8)、滑块(9)和两个一号弹簧(10)，矩形壳(8)的长度方向与挤压圆盘的径向一致，矩形壳(8)的顶部和底部均为开口结构，滑块(9)滑动于矩形壳(8)内，滑块(9)的两侧均成型有横向支块(11)，矩形壳(8)的两侧均开设有供对应的横向支块(11)上下滑动的竖直通槽(12)，矩形壳(8)的两侧均固定设有竖直向下的固定轴(13)，每个固定轴(13)的上端均通过呈水平的连接板(14)与矩形壳(8)的侧壁固连，每个固定轴(13)的下端均为螺纹部，且每个固定轴(13)的螺纹部上均旋设有限位螺母(15)，每个横向支块(11)朝外的一端均成型有一个套设于对应固定轴(13)上的圆形滑套(16)，两个一号弹簧(10)分别套设于两个固定轴(13)上，每个一号弹簧(10)的上下两端均分别与连接板(14)和圆形滑套(16)相抵触，其中，每个扇形挤压块(7)均固定设于对应滑块(9)的顶部，每个滑块(9)的下端均成型有一号斜楔块(17)，推拉轴(6)上套设有固定管(18)，固定管(18)上套设有连接管(19)，每个矩形壳(8)均与连接管(19)的一端相固连，推拉轴(6)的一端从依次从固定管(18)和连接管(19)内伸出，推拉轴(6)的伸出端上成型有若干个沿挤压圆盘的旋转角度均匀分布的二号斜楔块(20)，每个二号斜楔块(20)均能够与对应的一号斜楔块(17)斜楔配合。
3.根据权利要求2所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，轴向转动机构包括沟槽轮(21)和弹性销(22)，固定管(18)与推拉轴(6)之间设有若干个沿固定套的轴向均匀分布的直线轴承(23)，固定管(18)与连接管(19)之间设有若干个沿固定管(18)的轴向均匀分布的滚珠轴承(24)，沟槽轮(21)位于连接管(19)内且沟槽轮(21)与推拉轴(6)同轴固连，沟槽轮(21)的外壁上开设有八组沿沟槽轮(21)的圆周方向均匀分布的导向槽，每组导向槽均包括直槽(25)和弧形斜槽(26)，直槽(25)的长度方向与沟槽轮(21)的轴向平行，每个弧形斜槽(26)均将相邻的两个直槽(25)相连，其中，弧形斜槽(26)的一端与其中一个直槽(25)的中段相连通，弧形斜槽(26)的另一端与另一个直槽(25)朝向推拉轴(6)回拉方向的一端相连通，连接管(19)的外壁上成型有柱状套(27)，柱状套(27)的轴向与连接管(19)的轴向相垂直，柱状套(27)的上端为开口结构，且柱状套(27)的开口上固定设有安装盖(28)，弹性销(22)滑动设于柱状套(27)内，柱状套(27)内设有二号弹簧(29)，二号弹簧(29)的两端分别与安装盖(28)和弹性销(22)相抵触，弹性销(22)的下端向下穿过连接管(19)并伸入对应的直槽(25)内，且弹性销(22)下端的端部为圆头状，每个直槽(25)朝向推拉轴(6)回拉方向的一端内成型有供弹性销(22)滑向弧形斜槽(26)的阶梯部(30)，每个弧形斜槽(26)内均设有供弹性销(22)滑向阶梯部(30)的缓坡部(31)。
4.根据权利要求3所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，每个阶梯部(30)上均开设有供弹性销(22)呈圆头状的下端插入的半圆嵌槽(32)。
5.根据权利要求1所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，每个半圆柱模(3)的外壁上均开设有矩形凹槽(33)，矩形凹槽(33)内开设有若干个沿圆管坯(1)的轴向等距分布的弧形安装槽(34)，冷却机构包括若干个一一对应安装于弧形安装槽(34)内的弧形制冷片(35)，每个半圆柱模(3)的外壁上均固定设有将矩形凹槽(33)覆盖的弧形安装板(36)。
6.根据权利要求5所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，每个弧形安装板(36)上对应弧形制冷片(35)的部分均开设有弧形散热槽(37)，且每个弧形安装板(36)的外壁上均成型若干组成对分布于弧形散热槽(37)两侧的散热鳍片(38)。
7.根据权利要求1所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，加热机构还包括固定设于模具组旁侧的筒状固定座(39)，筒状固定座(39)的轴向与圆管坯(1)的轴向一致，电磁加热线圈(2)固定设于筒状固定座(39)的内壁上。
8.一种大管径钛金属波纹管的制造方法，包括如权利要求1所述的一种大管径钛金属波纹管制造设备，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：
S1，通过加热机构对圆管坯(1)的其中一段加热至钛金属的热成形温度；
S2，模具组合模，推拉轴(6)回拉，径向伸缩机构对圆管坯(1)进行初步扩形；
S3，推拉轴(6)直推，轴向转动机构带动挤压圆盘转动；
S4，推拉轴(6)回拉，径向伸缩机构对圆管坯(1)进行完整扩形；
S5，模具组开模，圆管坯(1)轴向位移；
S6，模具组合模，并重复上述S2步骤。
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| CN202311012851.3A CN116967326A (zh) | 2023-08-12 | 2023-08-12 | 一种大管径钛金属波纹管制造设备及其制造方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN116967326A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117340085A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 广州番禺浩业波纹管工业有限公司 | 波纹管膨胀节成型设备及其成型方法 |
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2023
- 2023-08-12 CN CN202311012851.3A patent/CN116967326A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117340085A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 广州番禺浩业波纹管工业有限公司 | 波纹管膨胀节成型设备及其成型方法 |
| CN117340085B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-02-09 | 广州番禺浩业波纹管工业有限公司 | 波纹管膨胀节成型设备及其成型方法 |
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