CN107988465B - 一种金属管材内螺纹成型和退火一体机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属管材内螺纹成型和退火一体机及方法，涉及金属管材加工技术领域。本发明通过将内螺纹成型装置和退火装置集成在一台设备上，金属管材通过内螺纹成型装置加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的内螺纹成型和退火软化的功能，取消了在线退火设备或退火炉设备，减少了中间环节和管材划伤报废的几率，节省了设备、工序和人工，节省了大量资金，结构简单，制作方便，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属管材加工技术领域，特别是一种金属管材内螺纹成型和退火一体机及方法。
背景技术
目前，公知的金属内螺纹成品管材的生产领域，都是先把金属管材用内螺纹成型设备加工内螺纹管，再用退火设备进行退火变成软态才能变成成品。而在线退火设备或退火炉设备都是一台对数台内螺纹成型机，要求在线退火设备或退火炉设备必须快速产出大量的经退火处理过的金属管材，这就造成了在线退火设备必须高速运行，管材高速运行跳动带来的后果是管材容易划伤，造成管材报废。而退火炉退火需要把管材用精整机精整后变成盘管才能退火，需要较多工序和人工，并且增加了管材划伤报废的几率。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种金属管材内螺纹成型和退火一体机及方法，其通过将内螺纹成型装置和退火装置集成在一台设备上，金属管材通过内螺纹成型装置加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的内螺纹成型和退火软化的功能，减少了中间环节且避免了管材划伤报废的现象发生，提高了工作效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其包括内螺纹成型装置和复绕盘，将金属管材进入内螺纹成型装置旋压出含内螺纹的金属管材缠绕在复绕盘上，复绕盘旋转把金属管材送出并依次穿过箱体内部的引导金属管材的前定位导嘴、内部中空的感应加热线圈、引导金属管材的后定位导嘴、与冷却进水管相连通的喷水装置和吹扫金属管材表面残留冷却水且与压缩空气进气管相连通的空气吹扫装置，喷水装置和空气吹扫装置之间的箱体内部还设置有隔板，隔板与箱体上方的密封上盖后端进行密封连接，密封上盖前端与箱体前端进行密封连接，箱体和密封上盖组成一个封闭空间，在封闭空间的箱体上设置有连通氮气管道的氮气充气口，在封闭空间的箱体底部还设置有与冷却回水管相连通的冷却回水口，感应加热线圈两侧分别设置有电极，感应加热线圈的冷却水进口与进水管道相连通，其冷却水出口与出水管道相连通。本发明通过将内螺纹成型装置和退火装置集成在一台设备上，金属管材通过内螺纹成型装置加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的退火软化和内螺纹成型的功能，由于金属管材在内螺纹成型装置中运行较慢，故管材退火时跳动小，避免了管材划伤报废的现象发生，而取消了在线退火设备或退火炉设备，进而减少了中间环节和管材划伤报废的几率，节省了设备、工序和人工；
作为本发明的一种改进，所述喷水装置和空气吹扫装置的上部均设计为可使金属管材穿过的环形结构。工作时，喷水装置和空气吹扫装置可围绕金属管材四周进行充分的喷水和吹扫作业，效果显著，提高了工作效率。
作为本发明的一种改进，所述箱体前端设置有防止氮气外泄的前密封隔垫，隔板上设置有防止氮气外泄的后密封隔垫，工作过程中，始终使氮气压力保持在0.015Mpa～0.025Mpa，避免了金属管材氧化现象的发生；
作为本发明的一种改进，所述隔板与箱体为一体成型式结构，结构简单，制作方便；
作为本发明的一种改进，所述前定位导嘴和后定位导嘴的前端均设计为V型结构，方便引导金属管材进入定位导嘴，通过前定位导嘴和后定位导嘴的相互配合，可对金属管材水平方向进行定位，使金属管材顺利地穿过后续工序的相关部件。
一种利用上述一体机对金属管材进行内螺纹成型和退火的方法，包括如下步骤：
1）、金属管材内螺纹成型：将金属管材进入内螺纹成型装置旋压出含内螺纹的金属管材缠绕在复绕盘上，复绕盘旋转把金属管材送出；
2）、金属管材加热：电极使感应加热线圈通电产生交变磁场，对经步骤1）处理过的内螺纹金属管材进行加热，使其达到与金属管材相适当的退火温度；加热过程中，为防止感应加热线圈过热而烧坏，使冷却水通过冷却水进口进入感应加热线圈中空的冷却通道，经冷却水出口流出；同时，为防止金属管材氧化，通过氮气管道向由箱体和密封上盖组成的封闭空间内充入氮气，并使氮气压力始终保持在0.015Mpa～0.025Mpa；
3）、金属管材冷却：冷却水由冷却进水管通过喷水装置对经步骤2）处理过的金属管材进行喷水冷却，喷出的冷却水通过冷却回水管流出；
4）、金属管材吹扫：压缩空气由压缩空气进气管通过空气吹扫装置对经步骤3）冷却后的金属管材进行吹扫，将金属管材表面残留的冷却水吹干。
作为本发明的一种改进，所述冷却水进口的进水温度为20℃～25℃，流量为60L/min，冷却进水管的进水温度为20℃～25℃，流量为80L/min，压缩空气进气管的压缩空气的压力为0.5Mpa～0.6Mpa。
综上所述，本发明通过将内螺纹成型装置和退火装置集成在一台设备上，金属管材通过内螺纹成型装置加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的内螺纹成型和退火软化的功能，取消了在线退火设备或退火炉设备，减少了中间环节和管材划伤报废的几率，节省了设备、工序和人工，节省了大量资金，结构简单，制作方便，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为本发明的退火装置的结构示意图。
图中：1、密封上盖，2、箱体，3、金属管材，4、内螺纹成型装置，5、感应加热线圈，6、电极，7、前定位导嘴，8、喷水装置，9、前密封隔垫，10、空气吹扫装置，11、冷却水进口，12、冷却水出口，13、氮气管道，14、冷却进水管，15、冷却回水管，16、压缩空气进气管，17、后定位导嘴，18、后密封隔垫，19、隔板，20、复绕盘。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
需要说明的是，本发明实施例中的前、后、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
在图1中，一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其包括内螺纹成型装置4、复绕盘20和退火装置，首先将金属管材3进入内螺纹成型装置4旋压出含内螺纹的金属管材3缠绕在复绕盘20上，复绕盘20旋转把金属管材3送出，通过复绕盘20送出的金属管材3再依次穿过退火装置中的箱体2前端设置的防止氮气外泄的前密封隔垫9、箱体2内部的引导金属管材3的前定位导嘴7、内部中空的感应加热线圈5、引导金属管材3的后定位导嘴17、与冷却进水管14相连通的喷水装置8、喷水装置8和空气吹扫装置10之间的箱体2内部的隔板19上设置的防止氮气外泄的后密封隔垫18和吹扫金属管材3表面残留冷却水且与压缩空气进气管16相连通的空气吹扫装置10。其中，前定位导嘴7和后定位导嘴17均由耐磨且耐高温的材料制作而成，延长了其使用寿命，并且其均是通过下方的支撑固定在箱体2的内壁上。隔板19与箱体2为一体成型式结构，结构简单，制作方便，隔板19与箱体2上方的密封上盖1后端进行密封连接，密封上盖1前端与箱体2前端进行密封连接，箱体2和密封上盖1组成一个封闭空间，在封闭空间的箱体2上设置有连通氮气管道13的氮气充气口，在封闭空间的箱体2底部还设置有与冷却回水管15相连通的冷却回水口，感应加热线圈5两侧分别设置有电极6，感应加热线圈5的冷却水进口11与进水管道相连通，其冷却水出口12与出水管道相连通。
为引导金属管材3方便地进入定位导嘴，将前定位导嘴7和后定位导嘴17的前端均设计为V型结构，通过前定位导嘴7和后定位导嘴17对金属管材3水平方向的定位，可使金属管材3顺利地穿过喷水装置8、后密封隔垫18、空气吹扫装置10等。
作业时，为使喷水装置8和空气吹扫装置10围绕金属管材3四周进行充分的喷水和吹扫作业，将喷水装置8和空气吹扫装置10的上部均设计为可使金属管材3穿过的环形结构，其环形结构为两个环形零件共同组成的一个环形喷口，效果显著，提高了工作效率，另外，喷水装置8和空气吹扫装置10的底部均固定在箱体2的内壁上。
综上，本发明通过将内螺纹成型装置4和退火装置集成在一台设备上，金属管材3通过内螺纹成型装置4加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的内螺纹成型和退火软化的功能，由于金属管材3在内螺纹成型装置4中运行较慢，故管材退火时跳动小，避免了管材划伤报废的现象发生，而取消了在线退火设备或退火炉设备，进而减少了中间环节和管材划伤报废的几率，节省了设备、工序和人工。
一种利用上述一体机对金属管材进行内螺纹成型和退火的方法，包括如下步骤：
1）、金属管材内螺纹成型：将金属管材3进入内螺纹成型装置4旋压出含内螺纹的金属管材3缠绕在复绕盘20上，复绕盘20旋转把金属管材3送出；
2）、金属管材加热：电极6使感应加热线圈5通电产生交变磁场，对经步骤1）处理过的内螺纹金属管材3进行加热，使其达到与金属管材3相适当的退火温度（如铜管的退火温度为650℃）；加热过程中，为防止感应加热线圈5过热而烧坏，使温度为20℃～25℃且流量为60L/min的冷却水通过冷却水进口11进入感应加热线圈5中空的冷却通道，经冷却水出口12流出；同时，为防止金属管材3氧化，通过氮气管道13向由箱体2和密封上盖1组成的封闭空间内充入氮气，并使氮气压力始终保持在0.015Mpa～0.025Mpa；
3）、金属管材冷却：将温度为20℃～25℃且流量为80L/min冷却水由冷却进水管14通过喷水装置8对经步骤2）处理过的金属管材3进行喷水冷却，喷出的冷却水通过冷却回水管15流出；
4）、金属管材吹扫：将压力为0.5Mpa～0.6Mpa的压缩空气由压缩空气进气管16通过空气吹扫装置10对经步骤3）冷却后的金属管材3进行吹扫，将金属管材3表面残留的冷却水吹干。
综上所述，本发明通过将内螺纹成型装置4和退火装置集成在一台设备上，金属管材3通过内螺纹成型装置4加工成内螺纹管后通过退火装置直接退火变成软态成品，在一台设备上实现了管材的内螺纹成型和退火软化的功能，取消了在线退火设备或退火炉设备，减少了中间环节和管材划伤报废的几率，节省了设备、工序和人工，节省了大量资金，结构简单，制作方便，提高了工作效率。
本实施例并非对本发明的形状、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其特征在于：其包括内螺纹成型装置（4）和复绕盘（20），将金属管材（3）进入内螺纹成型装置（4）旋压出含内螺纹的金属管材（3）缠绕在复绕盘（20）上，复绕盘（20）旋转把金属管材（3）送出并依次穿过箱体（2）内部的引导金属管材（3）的前定位导嘴（7）、内部中空的感应加热线圈（5）、引导金属管材（3）的后定位导嘴（17）、与冷却进水管（14）相连通的喷水装置（8）和吹扫金属管材（3）表面残留冷却水且与压缩空气进气管（16）相连通的空气吹扫装置（10），喷水装置（8）和空气吹扫装置（10）之间的箱体（2）内部还设置有隔板（19），隔板（19）与箱体（2）上方的密封上盖（1）后端进行密封连接，密封上盖（1）前端与箱体（2）前端进行密封连接，箱体（2）和密封上盖（1）组成一个封闭空间，在封闭空间的箱体（2）上设置有连通氮气管道（13）的氮气充气口，在封闭空间的箱体（2）底部还设置有与冷却回水管（15）相连通的冷却回水口，感应加热线圈（5）两侧分别设置有电极（6），感应加热线圈（5）的冷却水进口（11）与进水管道相连通，其冷却水出口（12）与出水管道相连通。
2.根据权利要求1所述的一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其特征在于：所述喷水装置（8）和空气吹扫装置（10）的上部均设计为可使金属管材（3）穿过的环形结构。
3.根据权利要求1所述的一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其特征在于：所述箱体（2）前端设置有防止氮气外泄的前密封隔垫（9），隔板（19）上设置有防止氮气外泄的后密封隔垫（18）。
4.根据权利要求1所述的一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其特征在于：所述隔板（19）与箱体（2）为一体成型式结构。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种金属管材内螺纹成型和退火一体机，其特征在于：所述前定位导嘴（7）和后定位导嘴（17）的前端均设计为V型结构。
6.一种利用权利要求5所述一体机对金属管材进行内螺纹成型和退火的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、金属管材内螺纹成型：将金属管材（3）进入内螺纹成型装置（4）旋压出含内螺纹的金属管材（3）缠绕在复绕盘（20）上，复绕盘（20）旋转把金属管材（3）送出；
2）、金属管材加热：电极（6）使感应加热线圈（5）通电产生交变磁场，对经步骤1）处理过的内螺纹金属管材（3）进行加热，使其达到与金属管材（3）相适当的退火温度；加热过程中，为防止感应加热线圈（5）过热而烧坏，使冷却水通过冷却水进口（11）进入感应加热线圈（5）中空的冷却通道，经冷却水出口（12）流出；同时，为防止金属管材（3）氧化，通过氮气管道（13）向由箱体（2）和密封上盖（1）组成的封闭空间内充入氮气，并使氮气压力始终保持在0.015Mpa～0.025Mpa；
3）、金属管材冷却：冷却水由冷却进水管（14）通过喷水装置（8）对经步骤2）处理过的金属管材（3）进行喷水冷却，喷出的冷却水通过冷却回水管（15）流出；
4）、金属管材吹扫：压缩空气由压缩空气进气管（16）通过空气吹扫装置（10）对经步骤3）冷却后的金属管材（3）进行吹扫，将金属管材（3）表面残留的冷却水吹干。
7.根据权利要求6所述的一种对金属管材进行内螺纹成型和退火的方法，其特征在于：所述冷却水进口（11）的进水温度为20℃～25℃，流量为60L/min，冷却进水管（14）的进水温度为20℃～25℃，流量为80L/min，压缩空气进气管（16）的压缩空气的压力为0.5Mpa～0.6Mpa。
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