CN102699092A - 振动型无缝三通管冷挤压成型模具 - Google Patents

Abstract

一种振动型无缝三通管冷挤压成型模具，包括上模（1）和下模（12），下模（12）上设有轴心线与待挤压直管轴线相交的、用于安装第三挤压锥的成形孔（13），其特征是所述的下模（12）由上半下模（3）和下半下模（6）配合而成，所述的下半下模（6）的下部支承在端面轴承（9）上，下半下模（6）与上半下模（3）能绕下模的中心轴作相对转动，所述的下半下模（6）连接有使其产生振动的偏心振动机构（14）；在所述的成形孔（13）中安装有防止挤压变形金属进入上半下模（3）和下半下模（6）结合面之间的隔套（5）。充分吸收了偏心轮振动机构在无缝三通管冷挤压加工中的优点，在保证了三通管的高硬度、高刚度和良好的抗疲劳性能的基础上，大大提高了挤压丝锥的使用寿命和降低了挤压扭矩，同时显著提高了三通管的加工质量。

Description

振动型无缝三通管冷挤压成型模具

技术领域

本发明涉及一种管道加工模具，尤其是一种利用直管冷挤压形成三通管的模具，具体地说是一种能使下模产生小幅度振动以利于减少推进阻力，提高挤压丝锥的使用寿命、减小挤压扭矩、同时提高三通管的加工质量的振动型无缝三通管冷挤压成型模具。

背景技术

    目前，三通管广泛用于输送液体、气体、农业灌溉的管网中，是管网中最基本的连接单元之一。随着我国石油工业、农业的迅速发展，管道联接件的需要量日益增多，且管件种类也越来越多，这对三通管的性能及其抗疲劳制造技术提出了更高的要求，不仅要求三通管的成型精度高、装备误差小、强度和刚度高、壁厚均匀，而且要求三通管应当具有高质量的表面完整性。由于采用铸造方法生产的管件带有气孔、砂眼等组织缺陷，所以，对于中、高压管道***大都使用优质无缝钢管冷挤压成形联接管件。对于这一方面的研究和生产，国内尚处于起步阶段。

目前，所知的三通管冷挤压是在三通成型机上进行加工的，把无缝直钢管装在模具上，并在上模和下模上加力使上下模闭合，然后在两端顶杆上施加相等的力，使顶杆对钢管进行同步挤压，在挤压过程中钢管金属发生流动，从而形成三通管。但是，由于加压过程中金属流动的不对称，使得金属容易在钢管的上侧聚集。这就一方面容易在钢管外表面形成金属折叠裂纹；另一方面减少了三通管的内部空间，从而阻碍三通管内部气体或液体的流动；再者，还容易使三通管的支管横截面壁厚不均匀，甚至在在薄壁处产生断裂，从而造成产品的管报废。

因此，到目前为止，无缝三通管冷挤压加工过程中还存在着钢管横截面壁厚不均匀、钢管外表面存在金属褶皱、管内存在金属聚集的问题。尚无一种切实可行、结构简单的能提高无缝三通管冷挤压加工质量的辅助加工***。

发明内容

本发明的目的是针对现有的无缝三通管冷挤压加工过程中存在的钢管横截面壁厚不均匀、钢管外表面存在金属褶皱、管内存在金属聚集的问题，设计一种能减少成形阻力，提高成形质量，克服成形缺陷的振动型无缝三通管冷挤压成型模具。

本发明的技术方案是：

一种振动型无缝三通管冷挤压成型模具，包括上模1和下模12，待挤压直管2位于上模1和下模12之间，下模12上设有轴心线与待挤压直管轴线相交的、用于安装第三挤压锥的成形孔13，其特征是所述的下模12由上半下模3和下半下模6配合而成，所述的下半下模6的下部支承在端面轴承9上，下半下模6与上半下模3能绕下模的中心轴作相对转动，所述的下半下模6连接有使其产生振动的偏心振动机构14，下半下模6将偏心振动机构14产生的振动传递到上半下模3从而使下模具有绕中心轴的小幅度振动，从而减小三通管加工中的推进阻力，提高挤压丝锥的使用寿命、减小挤压扭矩、同时提高三通管的加工质量；在所述的成形孔13中安装有防止挤压变形金属进入上半下模3和下半下模6结合面之间的隔套5。

所述的上半下模3***下半下模6中，在上半下模3***端的外环面与下半下模6的凹槽内壁面之间安装有使用两者转动的滚珠4，在上半下模3与下半下模6的结构之间注有润滑油或润滑油脂。

所述的偏心振动机构14由偏心轮7和驱动电机10组成，偏心轮7位于下半下模6下部的导向凹槽8中，偏心轮7直接或间接安装在驱动电机10的输出轴上。

所述的导向凹槽8呈腰形结构，腰形结构的宽度与偏心轮7的外径相配。

所述的隔套5呈法兰结构，其法兰面通过螺钉与下半下模固定相连。

所述的成形孔13的轴心线与待挤压直管2的轴心线垂直或夹角小于90度。

本发明的有益效果：

（1）充分吸收了偏心轮振动机构在无缝三通管冷挤压加工中的优点，在保证了三通管的高硬度、高刚度和良好的抗疲劳性能的基础上，大大提高了挤压丝锥的使用寿命和降低了挤压扭矩，同时显著提高了三通管的加工质量。实验证明同等条件下可减少成形阻力30%以上，延长挤压丝锥使用寿命25%以上，且外观质量行到明显的改善，钢管横截面壁厚均匀度保持在95%以上、钢管外表面无金属褶皱、管内基本不存在金属聚集现象。

（2）本发明还具有机构简单，操作灵活，便于实现的优点。

（3）本发明的设备可直接安装在现有三通成型机上，因而具有投资少，见效快的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是图1的B-B视图。

图4是本发明的下模固定底座的结构示意图。

图5是本发明的电机安装座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-5所示。

一种振动型无缝三通管冷挤压成型模具，包括上模1和下模12，待挤压直管2（无缝钢管）位于上模1和下模12之间，直通挤压丝锥从图1中上模1和下模2之间的左右***待挤压直管2中，下模12上设有轴心线与待挤压直管轴线相交的、用于安装第三挤压丝锥的成形孔13，当挤压垂直结构的三通管时，所述的两根轴心线相互垂直，如图1所示，当所述的两根轴心线不垂直时，只可形成裤形三通管或树叉形三通管（图中未示）。所述的下模12由上半下模3和下半下模6配合而成，所述的下半下模6的下部支承在端面轴承9（可采用推力滚子轴承）上，端面轴承9安装在底座11上（如图4），下半下模6与上半下模3能绕下模的中心轴作相对转动，所述的下半下模6连接有使其产生振动的偏心振动机构14，下半下模6将偏心振动机构14产生的振动传递到上半下模3从而使下模具有绕中心轴的小幅度振动，从而减小三通管加工中的推进阻力，提高挤压丝锥的使用寿命、减小挤压扭矩、同时提高三通管的加工质量；在所述的成形孔13中安装有防止挤压变形金属进入上半下模3和下半下模6结合面之间的隔套5，为了使隔套5能固定在下模中，可将隔套5设计成法兰结构，其法兰面通过螺钉与下半下模固定相连。

为了便于上半下模3***下半下模6能相对转动，减少转动阻力，可采用将所述的上半下模3***下半下模6中，同时在上半下模3***端的外环面与下半下模6的凹槽内壁面之间安装有使用两者转动的滚珠4的结构，如图3所示，在上半下模3与下半下模6的结构之间注有润滑油或润滑油脂。

作为本发明优选结构的偏心振动机构14可采用图1和图2所示的结构，图1、2中的偏心振动机构14由偏心轮7和驱动电机10组成，偏心轮7位于下半下模6下部的导向凹槽8中，偏心轮7直接或间接安装在驱动电机10的输出轴上，驱动电机10可安装在箱式底座11中的安装板上（图5），也可安装在其它位置上。所述的导向凹槽8最好呈腰形结构，腰形结构的宽度与偏心轮7的外径相配，如图2所示。

本发明的具体实现方法为：

首先，在无缝三通管冷挤压加工过程中，无缝钢管2夹装在上模1和下模3之间

其次，选取电动机10作为辅助振动加工的振动源，将其通过螺栓紧固在箱式底座11上，其输出轴连接一个偏心轮7。 

第三，将三通管的下模具分成可以相互转动的上半下模3和下半下模6，两部分之间的间隙里加了滚珠4和润滑液，并利用隔套5防止挤压流动的材料进入上半下模和下半下模之间的间隙中，隔套5与下模的下半下模用螺栓紧固。三通管冷挤压模具通过推力滚子轴承9固定在箱式底座11上，使模具可以绕着中心轴自由转动。

第四，在三通管冷挤压下半下模的底部开一个腰形凹槽8，调整凹槽到合适的位置。 

第五，将偏心轮7固定在模具底座的凹槽8内，调整偏心轮到适当的位置。

第六，电动机10工作时带动偏心轮7旋转，使得偏心轮大半径测对凹槽8壁有撞击作用，在每两次撞击过程中，偏心轮由于分别撞击在凹槽壁的上下两测，使得下模的下半部分6一次做顺时针旋转，另一次则为逆时针旋转，从而使得下模的下半部分做小幅度的振动，且振动的频率等于电动机10的旋转频率。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种振动型无缝三通管冷挤压成型模具，包括上模（1）和下模（12），待挤压直管（2）位于上模（1）和下模（12）之间，下模（12）上设有轴心线与待挤压直管轴线相交的、用于安装第三挤压锥的成形孔（13），其特征是所述的下模（12）由上半下模（3）和下半下模（6）配合而成，所述的下半下模（6）的下部支承在端面轴承（9）上，下半下模（6）与上半下模（3）能绕下模的中心轴作相对转动，所述的下半下模（6）连接有使其产生振动的偏心振动机构（14），下半下模（6）将偏心振动机构（14）产生的振动传递到上半下模（3）从而使下模具有绕中心轴的振动，从而减小三通管加工中的推进阻力，提高挤压丝锥的使用寿命、减小挤压扭矩、同时提高三通管的加工质量；在所述的成形孔（13）中安装有防止挤压变形金属进入上半下模（3）和下半下模（6）结合面之间的隔套（5）。

2.根据权利要求1所述的振动型无缝三通管冷挤压成型模具，其特征是所述的上半下模（3）***下半下模（6）中，在上半下模（3）***端的外环面与下半下模（6）的凹槽内壁面之间安装有使用两者转动的滚珠（4），在上半下模（3）与下半下模（6）的结构之间注有润滑油或润滑油脂。

3.根据权利要求1所述的振动型无缝三通管冷挤压成型模具，其特征是所述的偏心振动机构（14）由偏心轮（7）和驱动电机（10）组成，偏心轮（7）位于下半下模（6）下部的导向凹槽（8）中，偏心轮（7）直接或间接安装在驱动电机（10）的输出轴上。

4.根据权利要求1所述的振动型无缝三通管冷挤压成型模具，其特征是所述的导向凹槽（8）呈腰形结构，腰形结构的宽度与偏心轮（7）的外径相配。

5.根据权利要求1所述的振动型无缝三通管冷挤压成型模具，其特征是所述的隔套（5）呈法兰结构，其法兰面通过螺钉与下半下模固定相连。

6.根据权利要求1所述的振动型无缝三通管冷挤压成型模具，其特征是所述的成形孔（13）的轴心线与待挤压直管（2）的轴心线垂直或夹角小于90度。

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