CN201020481Y - 用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，包括沿挤压轴线方向布置的模座和与模座同轴心套装的的模子，模座在挤压的径向上活动设置，模子与模座的套装结合面在挤压的径向上具有浮动间隙。模座在径向上活动设置的方式是将模座的端部与挤压筒的内孔套装，套装结合面在挤压的径向上具有浮动间隙；而模座与模子的套装面可以分别为同锥度的内锥孔和外锥面，内锥孔锥度的增大方向与挤压方向相同；模座内还开设有与内锥孔大口连通且同心的轴孔，轴孔内固定套装有轴向限位套筒，套筒限制着模芯的轴向串动。本实用新型依靠金属塑性变形产生的内应力，自动平衡挤压间隙，使生产出的石油泵铜合金管同心度很高。

Description

用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种生产铜管的装置，具体说是一种用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置。

(二)背景技术：

传统的铜管生产工艺为熔炼-连续(或半连续)铸造-挤压-拉拔-退火，或者为熔炼-连续铸管坯-扎制-拉拔-退火。在挤压工序中，挤压机设备上若采用普通挤压模座装置，普通挤压模座装置包括沿管坯挤压轴线方向同轴心套装的模子和模座，模座相对固定，模子与模座的配合均为过盈配合，即是在铜管坯的挤压过程中，模子和模座之间保持固定状态，模子、模座的轴心线理论上应该是成型铜管坯的中线，但在实际的挤压生产过程中，主要由于穿孔针的偏歪，生产出来的铜管坯偏心率离散度高不能完全符合石油泵用铜合金管的技术要求，使用现有的技术，基本上无法实现石油泵用铜合金管的生产。这是因为：高精度石油泵用铜合金管是一种新型高技术节能产品，其要求内外径尺寸精度严格，内外表面光洁度、圆度、直度良好，壁厚均匀。比如说石油泵用铜合金管的直度要求是在任意3英尺(914.4mm)长度上允许的最大弯曲度为0.03英寸(0.762mm)；同心度要求是偏心率≤4％，最严格时为偏心率≤2％，偏心率的计算公式：偏心率＝(最大壁厚-最小壁厚)/(最大壁厚+最小壁厚)。相对于其他用途的铜管(直度要求最严格时为2.5mm/M，同心度要求最严格时为偏心率≤10％)，石油泵用铜合金管的技术条件高，因而加工工艺也相应复杂，非普通挤压模座装置能够生产。

(三)实用新型内容：

本实用新型目的是提供了一种能够满足高同心度要求的、用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置。

能够实现上述目的的用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，包括挤压设施和成型模具，成型模具包括在挤压轴线上设置的模座和与模座同轴心套装的模子以及套筒，所不同的是：模子以可在挤压轴线的径向上活动(浮动)的方式设置。

在上述结构中，模子处于浮动状态，最终使模子挤压内孔相对于固定的穿孔针之间可以调节间隙，当加热后的铸锭被挤压发生塑性变形，经过穿孔针与模子挤压内孔之间的间隙形成金属管坯时，金属的塑性变形产生的内应力能够动态自动平衡穿孔针与模子挤压内孔之间的间隙，从而生产出高同心度的金属管坯。

模子的活动设置可以通过以下几种方式实现：

1、模子与模座固定连接，模座在挤压轴线的径向上活动(浮动)设置于设备上。

2、模座在挤压轴线的径向上活动(浮动)设置于设备上，模子与模座的套装结合面在挤压轴线的径向上具有浮动间隙。

3、模座固连于设备上，模子与模座的套装结合面在挤压轴线的径向上具有浮动间隙。

上述结构方式中，以第二种为最佳的实现方式，此时的穿孔针与模子挤压内孔之间的间隙由模座在径向上的活动量和模子与模座之间的径向浮动间隙叠加而成，模子与模座之间径向浮动间隙量的尺寸极限，应有效地阻止塑性金属铜的进入。

可以将模座的端部制成轴体状，模座端部轴体与挤压装置的挤压筒内孔套装，套装结合面之间在挤压轴线的径向上具有浮动间隙，模座为具有台阶的轴体，模座端部轴阶面与挤压筒端面不相接触；模座端部轴体与挤压筒内孔在挤压轴线径向上的浮动间隙的尺寸极限，同样应有效地阻止塑性金属铜的进入。

模座与模子的套装面可以为同锥度的内锥孔和外锥面，模座的内锥孔开设在模座端部轴体内，其锥度增大方向与挤压轴线方向相同；模座内还开设有与内锥孔大口连通且同心的轴孔，轴孔的直径与锥孔的大口径相同，轴孔内固定套装有同心限位套筒，套筒的端面与模子的端面接触。在挤压过程中，限位套筒限制了模子沿挤压轴线方向的移动，而在脱模时，模座的内锥孔则限制了模子沿挤压轴线反方向的轴向移动，保证了模子不会从模座内滑脱。

模座上沿挤压轴线的径向还开设有环形的夹持凹槽，便于机械手托举定位和夹持换模操作。

本实用新型的优点：

1、本实用新型浮动模座依靠金属塑性变形产生的内应力，自动平衡挤压间隙，使生产出的金属管坯同心度高，因此特别实用于生产石油泵用铜合金管的管坯。

2、实用新型浮动模座结构简单，模座与挤压装置的挤压筒内孔之间、模子与模座之间的径向浮动位移补偿，简化了模具的安装精度。

(四)附图说明：

图1是本实用新型一种实施方式的结构示意图。

图2是图1实施方式的局部放大示意图。

图号标识：1、模座；2、模子；3、挤压筒；4、套筒；5、夹持凹槽；6、铸锭；7、挤压杆；8、垫片；9、穿孔针；10、管坯。

(五)具体实施方式：

本实用新型包括挤压设施和成型模具，由液压驱动的挤压装置卧式设置，成型模具包括模座1和模子2和套筒4，模座1由两段不同直径的同心轴体相连而成，模座1的轴心线与挤压装置的挤压轴线方向重合，如图1所示挤压方向呈水平状；模座1左端的小直径轴体与挤压机的挤压筒3内孔套装配合，套装配合面在挤压的径向具有浮动间隙，如图2所示；挤压筒3套装到位后，挤压筒3没有完全套装住模座1左端的轴体，而与模座1右端的大直径轴体的左端轴阶面有一定的间隔，挤压筒3套装到位时不能与模座1的右端轴体接触，否则会压住模座1使其失去浮动功能；模座1右端的大直径轴体上还开设有径向环形夹持凹槽5。

如图2所示，模座1的内孔由模座1左端的锥孔和模座1右端的轴孔构成，所述锥孔与轴孔相通且同心，轴孔的直径与锥孔的大口径相同，锥孔锥度的增大方向与挤压方向相同，锥孔的长度约大于模座1左端的小直径轴体的长度。

如图2所示，与模座1锥孔锥度相同、长度相同、直径比锥孔稍小的模子2从模座1右端轴孔进入与锥孔套装配合，套装配合面在挤压的径向具有浮动间隙；模子2套装到位后，与轴孔同长度、同直径的套筒4进入轴孔并固定，固定后的套筒4端面刚好与模子2的端面接触，而非压紧在模子2的端面，保证模子2在挤压径向上的自由度。

如图1所示，模子2的挤压内孔与套筒4的内孔相通，套筒4的内孔大于模子2的挤压内孔，以保证挤压的管坯没有碰到套筒4的内孔。挤压装置工作时，穿孔针9穿过烧红的铜质铸锭6进入模子2的挤压内孔和套筒4的内孔中；挤压杆7通过垫片8向右挤压铸锭6，已能塑性变形的铸锭6进入模子2的挤压内孔与穿孔针9之间的空隙中而形成管坯10。由于模座1、模子2的径向浮动，塑性变形的铜金属自动平衡模子2与穿孔针9之间的空隙，因此通过模子2挤压出的管坯10同心度很高，能够满足偏心率≤2％的要求。

Claims (9)

1.用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，包括挤压设施和成型模具，成型模具包括在挤压轴线上设置的模座(1)和同轴心套装于模座(1)内的模子(2)以及套筒(4)，其特征在于：模子(2)以可在挤压轴线的径向上活动或浮动的方式设置。

2.根据权利要求1所述的用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模子(2)与模座(1)固定连接，模座(1)以可在挤压轴线的径向上活动或浮动的方式设置于设备上。

3.根据权利要求1所述的用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)以可在挤压轴线的径向上活动或浮动的方式设置于设备上，模子(2)与模座(1)的套装结合面在挤压轴线的径向上具有浮动间隙。

4.根据权利要求1所述的用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)固连于设备上，模子(2)与模座(1)的套装结合面在挤压轴线的径向上具有浮动间隙。

5.根据权利要求1～3所述的任何一种用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)的端部与挤压装置的挤压筒(3)内孔套装，套装结合面在挤压轴线的径向上具有浮动间隙。

6.根据权利要求5所述的用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)的端部轴阶与挤压筒(3)的端面相离。

7.根据权利要求1～4所述的任何一种用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)与模子(2)的套装面分别为同锥度的内锥孔和外锥面，内锥孔锥度的增大方向与挤压方向相同。

8.根据权利要求7所述的用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)内还开设有与内锥孔的大口直径相同、连通、且同心的轴孔，轴孔内套装固定有同心限位套筒(4)，套筒(4)的端面与模子(2)的端面接触。

9.根据权利要求1～4所述的任何一种用于用于生产高精度石油泵铜合金管的挤压装置，其特征在于：模座(1)上沿挤压轴线的径向还开设有环形的夹持凹槽(5)。

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