CN208162546U - 一种中大型锻管的芯轴扩孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，包括安装在锻压机上的可移动工作台，所述可移动工作台上表面上正对安装有两个支架，所述支架上方固定安装有安装垫块，还包括水平设置的芯轴和正对设置在芯轴上方的上平砧，所述芯轴两端转动安装在所述安装垫块上，所述上平砧安装在锻压机上并能够沿竖直方向往复运动。本实用新型具有能够更好的对锻管进行扩孔，成本低，使用方便的优点。

Description

一种中大型锻管的芯轴扩孔装置

技术领域

本实用新型涉及锻造加工技术领域，具体涉及一种中大型锻管的芯轴扩孔装置。

背景技术

铝合金中大型圆筒类锻件，通常指长度尺寸大于外圆直径的圆筒类锻件，我们把高径比＞1的管类锻件称之为锻管；高径比指的是管材的高度/外径，例如直径φ1000以上、长度大于1000mm的圆筒类锻件，很难用常规方法进行生产。锻管用在舰船航天、国防军工、以及装备制造业作为重要结构部件，由于用途特殊使用要求高，不能用焊管的方式进行生产，必须是整体成型的方法，并且通常选用硬铝及超硬铝等高强高韧合金，再通过热处理以获得较高的强度。

直径φ600至φ1750、长度大于1000—1800㎜的圆筒状锻件，很难用传统的挤压方法进行生产，因为需要很大的挤压筒，以及很大的挤压力；同时，由于其高度超过1000mm，变形抗力大、也很难用轧环机生产。国内现在暂无专用设备进行此类中大型管材的生产。对于直径大于φ600的锻环，高度小于外径尺寸的空心圆环称为锻环，批量小时多采用“自由锻”+“冲孔”+“马架扩孔”的方式进行生产，批量大时采用轧环机生产；但对于直径φ600至φ1750、长度大于1000--1800mm的圆筒状锻件，不能用传统挤压法或轧环的方式生产。从马架扩孔的原理来说是可行的，但实际生产中会存在芯轴或称芯棒离两端支撑点的跨度大，芯棒的刚度不够，受压后弯曲严重，并可能出现生产中可能突然断裂造成设备安全事故等情况。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更好的对锻管进行扩孔，成本低，使用方便的中大型锻管的芯轴扩孔装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，包括安装在锻压机上的可移动工作台，所述可移动工作台上表面上正对安装有两个支架，所述支架上方固定安装有安装垫块，还包括水平设置的芯轴和正对设置在芯轴上方的上平砧，所述芯轴两端转动安装在所述安装垫块上，所述上平砧安装在锻压机上并能够沿竖直方向往复运动。

作为优化，所述芯轴包括芯轴外套和同轴设置在所述芯轴外套内部的芯棒内芯，所述芯棒内芯固定安装在所述芯轴外套内部，所述芯棒内芯沿轴向贯穿设置有通孔。

作为优化，所述芯轴外套采用H13模具钢制得。

作为优化，所述芯棒内芯采用模具钢5CrNiMo制得。

作为优化，所述支架下端设置底座，所述底座下表面向上凹陷形成十字形定位键槽，所述可移动工作台上表面固定安装有与所述十字形定位键槽配合的定位键。

作为优化，所述安装垫块上表面下凹形成凹槽，所述芯轴转动配合在所述凹槽内。

本实用新型具有以下有益效果：

1.使用时，可移动工作台移动，使得上平砧与芯轴在竖直方向上错位设置，将待锻压扩孔的锻管套装在芯轴外侧，芯轴两端放置在安装垫块上，然后可移动工作台移动，使得上平砧位于锻管上方，外部输入动力带动芯轴转动，具体的，外部输入动力可以为电机或带旋转功能的锻造操作车，电机带动芯轴转动，由于锻管自身具有重力，使得锻管内表面上端与芯轴外表面上端接触并具有一定的摩擦力，锻压机带动上平砧上下运动，芯轴转动过程中由于摩擦力带动锻管转动，使得上平砧与芯轴对锻管产生一定的挤压变形，使得锻管壁厚变薄，直径变大，达到扩孔的目的。本使用新型可以更好的对大中型锻管进行扩孔，使用方便。

2.芯轴设置有芯轴外套和芯棒内芯，芯棒内芯沿轴向设置有通孔，相比于芯轴制造为实心结构来讲，可以更好的降低芯轴的重量，节省材料，降低成本，提高操作的灵活性。更为重要的是，芯轴如果制造为实心结构，在长时间使用时会存在疲劳裂纹等缺陷，会在高承重压力下突然断裂，产生严重的设备以及人身安全事故，而本实用新型所公开的芯轴包括芯轴外套和芯棒内芯，在芯轴外套受压超过材料极限突然开裂时，芯棒内芯可以起到缓冲卸压的作用，避免突然整体断裂所造成的设备突然卸压而产生的设备损坏以及安全事故问题。同时，芯轴采用芯轴外套和芯棒内芯的结构，与芯轴采用实心结构相比，在同等重量下，芯轴的刚度会提高50％以上，更好的承受压力。

3.芯轴外套采用H13模具钢制得，H13模具钢强度很高，可以承受冲击力以及压力，更好的提高芯轴整体的强度，H13模具钢经锻打后调质处理，HRC47—50之间，并经超声波探伤检测，排除内部裂纹及夹渣等缺陷。H13是热作模具钢，牌号4Cr5MoSiV1H13，它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同，在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度，由于淬透性稍差，将壁厚控制在80mm以内，要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢模具钢用于制造冲击载荷大的锻模，要求热硬性为主的模具淬火工艺规范、加热温度1050～1080℃，油冷，硬度56～58HRC，回火温度560～580℃；硬度47～49HRC。

4.芯棒内芯采用模具钢5CrNiMo制得，本装置由于工作温度在300～450之间，因内层金属管采用热作模具钢5CrNiMo，经锻打后调质处理，HRC32—35之间，在芯轴外套出现断裂时，可以更好的起到缓冲卸压的作用。

5.设置有十字形定位键槽，可以更好的对底座进行定位，避免在锻压过程中，支架出现移动，更好的提高整个装置的可靠性以及稳定性。

6.安装垫块上设置有凹槽，方便芯轴的安装以及转动，同时利用凹槽对芯轴的转动进行限位，提高芯轴转动的可靠性。

具体的，支架之间的距离可以根据锻管的长度进行调节，以尽量减少芯轴的悬空距离以减少在受压后的弯曲变形。如果锻管长度过长，可以利用锻压机可移动工作台的移动来对锻管进行分段扩管操作，将锻管一端内孔扩大后再依次扩大另一端，从而减少变形抗力以及芯轴的弯曲变形，实现整个管材在直径方向的尺寸增加。

综上，利用本实用新型公开的中大型锻管的芯轴扩孔装置对锻管进行扩孔，使得得到的锻管综合质量指标高，内部组织致密，同时操作简单，变形需要的力小，充分利用自由锻操作灵活的特点实现小设备做大件的优点，满足国防军工、装备制造对锻件的特殊要求，具有成本较低、操作方便、投入较少、内部质量优良等特点。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置的结构示意图，其中未画出锻压机，A为芯轴转动方向，B为可移动工作台移动方向。

图2为图1的右视图，其中D为上平砧竖向运动方向。

图3为图1中芯轴的主视图。

图4为图3的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时，如图1-图4所示，一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，包括安装在锻压机上的可移动工作台1，所述可移动工作台1上表面上正对安装有两个支架2，所述支架2上方固定安装有安装垫块3，还包括水平设置的芯轴4和正对设置在芯轴4上方的上平砧5，所述芯轴4两端转动安装在所述安装垫块3上，所述上平砧5安装在锻压机上并能够沿竖直方向往复运动。

这样，使用时，可移动工作台1移动，使得上平砧5与芯轴4在竖直方向上错位设置，将待锻压扩孔的锻管8套装在芯轴4外侧，芯轴4两端放置在安装垫块3上，然后可移动工作台1移动，使得上平砧5位于锻管8上方，外部输入动力带动芯轴4转动，具体的，外部输入动力可以为电机，电机带动芯轴4转动，由于锻管8自身具有重力，使得锻管8内表面上端与芯轴4外表面上端接触并具有一定的摩擦力，锻压机带动上平砧5上下运动，芯轴4转动过程中由于摩擦力带动锻管8转动，使得上平砧5与芯轴4对锻管8产生一定的挤压，使得锻管8侧壁变薄，直径变大，达到扩孔的目的。本使用新型可以更好的对大中型锻管8进行扩孔，使用方便。

本实施例中，所述芯轴4包括芯轴外套41和同轴设置在所述芯轴外套41内部的芯棒内芯42，所述芯棒内芯42固定安装在所述芯轴外套41内部，所述芯棒42内芯沿轴向贯穿设置有通孔。芯轴设置有芯轴外套和芯棒内芯，芯棒内芯沿轴向设置有通孔，相比于芯轴制造为实心结构来讲，可以更好的降低芯轴的重量，节省材料，降低成本，提高操作的灵活性。更为重要的是，芯轴如果制造为实心结构，在长时间使用时会存在疲劳裂纹等缺陷，会在高承重压力下突然断裂，产生严重的设备以及人身安全事故，而本实用新型所公开的芯轴包括芯轴外套和芯棒内芯，在芯轴外套受压超过材料极限突然开裂时，芯棒内芯可以起到缓冲卸压的作用，避免突然整体断裂所造成的设备突然卸压而产生的设备损坏以及安全事故问题。同时，芯轴采用芯轴外套和芯棒内芯的结构，与芯轴采用实心结构相比，在同等重量下，芯轴的刚度会提高50％以上，更好的承受压力。

本实施例中，所述芯轴外套41采用H13模具钢制得。芯轴外套采用H13模具钢制得，H13模具钢强度很高，可以承受冲击力以及压力，更好的提高芯轴整体的强度，H13模具钢经锻打后调质处理，HRC47—50之间，并经超声波探伤检测，排除内部裂纹及夹渣等缺陷。H13是热作模具钢，牌号4Cr5MoSiV1H13，它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同，在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度，由于淬透性稍差，将壁厚控制在80mm以内，要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢模具钢用于制造冲击载荷大的锻模，要求热硬性为主的模具淬火工艺规范、加热温度1050～1080℃，油冷，硬度56～58HRC，回火温度560～580℃；硬度47～49HRC。

本实施例中，所述芯棒内芯42采用模具钢5CrNiMo制得。芯棒内芯采用模具钢5CrNiMo制得，本装置由于工作温度在300～450之间，因内层金属管采用热作模具钢5CrNiMo，经锻打后调质处理，HRC32—35之间，在芯轴外套出现断裂时，可以更好的起到缓冲卸压的作用。

本实施例中，所述支架2下端设置底座6，所述底座6下表面向上凹陷形成十字形定位键槽7，所述可移动工作台上表面固定安装有与所述十字形定位键槽配合的定位键。设置有十字形定位键槽，可以更好的对底座进行定位，避免在锻压过程中，支架出现移动，更好的提高整个装置的可靠性以及稳定性。

本实施例中，所述安装垫块3上表面下凹形成凹槽31，所述芯轴4转动配合在所述凹槽31内。安装垫块上设置有凹槽，方便芯轴的安装以及转动，同时利用凹槽对芯轴的转动进行限位，提高芯轴转动的可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，包括安装在锻压机上的可移动工作台，所述可移动工作台上表面上正对安装有两个支架，所述支架上方固定安装有安装垫块，还包括水平设置的芯轴和正对设置在芯轴上方的上平砧，所述芯轴两端转动安装在所述安装垫块上，所述上平砧安装在锻压机上并能够沿竖直方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，所述芯轴包括芯轴外套和同轴设置在所述芯轴外套内部的芯棒内芯，所述芯棒内芯固定安装在所述芯轴外套内部，所述芯棒内芯沿轴向贯穿设置有通孔。

3.根据权利要求2所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，所述芯轴外套采用H13模具钢制得。

4.根据权利要求2所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，所述芯棒内芯采用模具钢5CrNiMo制得。

5.根据权利要求1所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，所述支架下端设置底座，所述底座下表面向上凹陷形成十字形定位键槽，所述可移动工作台上表面固定安装有与所述十字形定位键槽配合的定位键。

6.根据权利要求1所述的一种中大型锻管的芯轴扩孔装置，其特征在于，所述安装垫块上表面下凹形成凹槽，所述芯轴转动配合在所述凹槽内。