CN114210755A - 钢材管件挤压成型装置及管件挤压成型*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢材管件挤压成型装置，包括挤压筒、挤压模和芯棒，所述芯棒穿设所述挤压筒设置，所述挤压筒出口端设置有所述挤压模，所述芯棒包括均呈柱状且相连的针尖和针体，所述针体直径大于所述针尖直径，所述针尖直径小于所述挤压模内直径。在该钢材管件挤压成型装置中，其中芯棒不再是从一端至另一端直径不变化的，而是采用细针尖、粗针体，既保证了满足细管成型要求，而避免了细长芯棒在高温下容易变形的问题，以保证了细管的成型质量。综上所述，该钢材管件挤压成型装置能够有效地解决管件挤压成型效果不好的问题。本发明还公开了一种包括上述钢材管件挤压成型装置的管件挤压成型***。
Description
技术领域
本发明涉及管件成型领域，更具体地说，涉及一种钢材管件挤压成型装置，还涉及一种包括上述钢材管件挤压成型装置的管件挤压成型***。
背景技术
当热挤压的无缝钢管内孔直径小于40mm(毫米)时，此时作为一般热作模具钢的芯棒材料，成为一个细长杆，由于截面小耐热能力差，在挤压过程中的高温下(1100～1300℃)芯棒温度将快速升高到800～900℃，使芯棒的高温强度和硬度大幅降低，导致芯棒容易产生弯曲变形和表面磨损，或者使挤压出的管材出现偏心和内孔划道等缺陷，故小内孔厚壁不锈管无法采用细长杆芯棒直接挤压成型。
综上所述，如何有效地解决管件挤压成型效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种钢材管件挤压成型装置，该钢材管件挤压成型装置可以有效地解决管件挤压成型效果不好的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述钢材管件挤压成型装置的管件挤压成型***。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢材管件挤压成型装置，包括挤压筒、挤压模和芯棒，所述芯棒穿设所述挤压筒设置，所述挤压筒出口端设置有所述挤压模，所述芯棒包括均呈柱状且相连的针尖和针体，所述针体直径大于所述针尖直径，所述针尖直径小于所述挤压模内直径。
在该钢材管件挤压成型装置中，在使用时，将针尖***至挤压模内，并使针体迫近挤压模，且使管坯套设在针体上，其中挤压过程中管坯内直径与针体相等，而其中外直径与挤压筒内径相等，管坯与针体、挤压筒之间保持润滑接触。在保持芯棒与挤压筒相对固定的情况下，然后采用如挤压杆一样的推件，推动管坯，管坯向挤压模移动，受挤压模引导变形，使得管坯从挤压模与针尖之间的间隙进入，受挤压模和针尖的约束，形成成型段，成型段外直径与挤压模内直径相等的、内直径与针尖外径相等，进而得到成型后的管体。在该钢材管件挤压成型装置中，其中芯棒不再是从一端至另一端直径不变化的，而是采用细针尖、粗针体，既保证了满足细管成型要求，而避免了细长芯棒在高温下容易变形的问题，以保证了细管的成型质量。综上所述，该钢材管件挤压成型装置能够有效地解决管件挤压成型效果不好的问题。
优选地，所述挤压模的挤压侧形成锥形槽，所述挤压模的挤压侧朝向所述针体设置。
优选地，所述针尖与所述针体衔接处沿朝向所述挤压模的方向横截面逐渐变小。
优选地，所述针尖与所述针体可拆卸固定连接。
优选地，所述针尖与所述针体螺纹连接。
优选地，还包括连接柄，所述针体的两端均具有沿轴向并列设置的螺纹孔以及定位孔，以均分别与所述针尖以及所述连接柄上的螺柱以及定位柱相配合。
优选地，所述针体为GH4037合金体；所述针尖为H13或者3Cr2W8V。
优选地，所述针尖的工作段长度小于200毫米。
优选地，包括挤压杆，所述挤压杆的一端管体外直径小于所述挤压筒内直径，以伸入至挤压筒中。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种管件挤压成型***，该管件挤压成型***包括上述任一种钢材管件挤压成型装置，还包括管坯，挤压过程中所述管坯的原坯段外直径与所述钢材管件挤压成型装置的挤压筒内直径大小相等、内直径与所述钢材管件挤压成型装置的针体直径大小相等，所述管坯的成型段从所述钢材管件挤压成型装置的针尖与挤压模之间挤压伸出。由于上述的钢材管件挤压成型装置具有上述技术效果，具有该钢材管件挤压成型装置的管件挤压成型***也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的挤压模和芯棒的配合结构示意图；
图2为本发明实施例提供的钢材管件挤压成型装置的结构示意图。
附图中标记如下：
挤压筒1、挤压模2、针尖3、针体4、连接柄5、锥形槽6、挤压杆7、管坯8、工作带21、成型段81。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种钢材管件挤压成型装置，以有效地解决管件挤压成型效果不好的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的挤压模和芯棒的配合结构示意图；图2为本发明实施例提供的钢材管件挤压成型装置的结构示意图。
在一种具体实施例中，本实施例提供了一种钢材管件挤压成型装置，主要应用于小内孔厚壁不锈钢无缝管的挤压成型。具体的，该钢材管件挤压成型装置包括挤压筒1、挤压模2和芯棒，同时一般还设置有挤压杆7。
其中芯棒穿设挤压筒1设置，在使用时，管坯8插装进入挤压筒1筒腔中，且外径与挤压筒1内腔直径相配合，以通过挤压筒1限制管坯8的移动路径，芯棒穿入至管坯8内孔中，且相配合，以在管坯8内部对管坯8进行限位，不仅帮助成型，而且对管坯8具有引导的作用。
在挤压筒1出口端设置有所述挤压模2，挤压模2从管坯8的外侧进行推压，以使得管坯8外侧直径变小，以得到外径满足要求的成型段81，其中未成形的称为管坯8的原坯段。其中挤压模2一般是环形件，靠近挤压筒1轴向中心的一侧为成型侧，其内孔壁为工作带，工作带内直径与成型段81的外直径相对应，具体的环形件的环向横截面可以为矩形，也可以呈梯形。
其中芯棒包括均呈柱状且相连的针尖3和针体4，其中针体4直径大于针尖3直径，以不再使芯棒从一端至另一端是直径相等的，针体4与管坯8的原坯段相配合，而其中的针尖3用于成型管坯的成型段81，尺寸与成型段81相配合。以使得在管坯8未成型时可以通过直径较大的针体4进行支撑。而针尖3直径小于所述挤压模2内直径，以在使用时***至挤压模2中，则是用于成型管坯8的成型段81。其中针尖3的工作段长度一般小于200毫米。当设置有挤压杆7时，其中挤压杆7的一端管体外直径略小于挤压筒1内直径相等，以伸入至挤压筒1中，另一端呈扩大型。
在该钢材管件挤压成型装置中，在使用时，将针尖3***至挤压模2内，并使针体4迫近挤压模2，且使管坯8套设在针体4上，其中管坯8内直径与针体4相等，而其中外直径与挤压筒1内径相等，管坯8与针体4、挤压筒1之间保持润滑接触。在保持芯棒与挤压筒1相对固定的情况下，然后采用如挤压杆7一样的推件，推动管坯8，管坯8向挤压模2移动，受挤压模2引导变形，使得管坯8从挤压模2与针尖3之间的间隙进入，受挤压模2和针尖3的约束，形成成型段81，成型段81外直径与挤压模2内直径相等的、内直径与针尖3外径相等，进而得到成型后的管体。在该钢材管件挤压成型装置中，其中芯棒不再是从一端至另一端直径不变化的，而是采用细针尖、粗针体，既保证了满足细管成型要求，而避免了细长芯棒在高温下容易变形的问题，以保证了细管的成型质量。综上所述，该钢材管件挤压成型装置能够有效地解决管件挤压成型效果不好的问题。
具体的，可以使挤压模2的挤压侧形成锥形槽6，挤压模2的挤压侧朝向针体4设置，以迎向管坯8。其中锥形槽6，指的是从槽底向靠近针体4的方向，即从槽底至槽口的方向，槽腔横截面逐渐增大。采用具有锥形槽6的挤压模2，使变形区面积增加压力分散，避免了常规的挤压模2变形区太集中，造成针尖3的高温应力太大，局部直径被拉细的问题。具体的挤压模2可以采用圆柱件，中部开设圆孔，以形成一般挤压模2；进一步的，可以使圆孔一端端面形成斜面，且斜面从圆孔壁延伸至整个圆柱的外侧面，以形成圆锥面，进而形成锥形槽6，此时圆孔轴向长度，小于整个圆柱的外侧面的轴向长度。
进一步的，为了避免针3与针体4之间产生应力集中的问题，此处优选其中针尖3与针体4衔接处沿朝向挤压模2的方向横截面逐渐变小，可以使逐渐减小，也是连续减小，此处优选连续减小，如可以使针体3端部处倒角，进一步在针尖3侧面与针体4端面进行倒圆角，进而形成横截面连续减小的效果。当然两者之间也可以是通过圆台件衔接。
进一步的，为了提高通用性，以及考虑到针尖3因为直径太小，容易变形损坏等问题，此处优选针尖3与针体4可拆卸固定连接，如通过卡孔和卡槽进行可拆卸固定连接。此处优选其中针尖3与针体4通过螺纹连接。采用可拆卸连接，首先可以方便的拆卸，以可以方便更换针尖3，以更换不同尺寸或同尺寸合格的针尖3。
具体的，可以使针尖3上设置有螺纹柱，而针体4上设置有螺纹孔，其中螺纹柱与针尖3、针体4均同轴设置。为了更好的进行安装，以保证成型后的细管规整性更好，此处优选针体4的两端均具有沿轴向并列设置的螺纹孔以及定位孔，以均分别与针尖3以及连接柄5上的螺柱以及定位柱相配合，其中连接柄5和针尖3分别安装在针体4两端。具体的，可以使针尖3以及连接柄5的连接端向靠近端面的方向依次设置定位柱和螺柱，而在针体4两端的连接孔内，沿孔深方向依次设置定位孔和螺纹孔。
进一步的，为了保证抗变形效果，此处优选针尖3为GH4037合金体(奥氏体型时效强化的镍基合金体)，可以有效地避免了常规H13芯棒的热强度低容易变形和被磨损的问题。而其中所述针体优选为H13合金体或者3Cr2W8V合金体。
基于上述的钢材管件挤压成型装置，在使用时，可以按如下步骤执行：将针尖3通过螺纹固定在针体4的前端；将已加热到挤压温度和涂覆了润滑剂的圆柱形金属空心坯料，即上述管坯8，放于挤压筒1内；将连接针尖3的针体4伸入金属坯料内孔，并经过内孔穿出挤压模2，穿出长度为50mm(毫米)左右，然后固定芯棒位置，在挤压时芯棒位置相对挤压模2位置不动；挤压杆7将金属坯料推到挤压模2位置；挤压杆7采用高压将空心金属坯料从锥形的挤压模2和针尖3组成的环形间隙中挤压出来，使空心金属坯料变成小内孔厚壁的空心管材。
基于上述实施例中提供的钢材管件挤压成型装置，本发明还提供了一种管件挤压成型***，该管件挤压成型***包括上述实施例中任意一种钢材管件挤压成型装置，包括管坯8，所述管坯8的原坯段外直径与所述钢材管件挤压成型装置的挤压筒1内直径大小相等、内直径与所述钢材管件挤压成型装置的针体4直径大小相等，所述管坯8的成型段81从所述钢材管件挤压成型装置的针尖3与挤压模2之间挤压伸出。由于该管件挤压成型***采用了上述实施例中的钢材管件挤压成型装置，所以该管件挤压成型***的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钢材管件挤压成型装置，包括挤压筒、挤压模和芯棒，所述芯棒穿设所述挤压筒设置，所述挤压筒出口端设置有所述挤压模，其特征在于，所述芯棒包括均呈柱状且相连的针尖和针体，所述针体直径大于所述针尖直径，所述针尖直径小于所述挤压模内直径。
2.根据权利要求1所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述挤压模的挤压侧形成锥形槽，所述挤压模的挤压侧朝向所述针体设置。
3.根据权利要求2所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述针尖与所述针体衔接处沿朝向所述挤压模的方向横截面逐渐变小。
4.根据权利要求3所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述针尖与所述针体可拆卸固定连接。
5.根据权利要求4所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述针尖与所述针体螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，还包括连接柄，所述针体的两端均具有沿轴向并列设置的螺纹孔以及定位孔，以均分别与所述针尖以及所述连接柄上的螺柱以及定位柱相配合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述针尖为GH4037合金体；所述针体为H13合金体或者3Cr2W8V合金体。
8.根据权利要求7所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，所述针尖的工作段长度小于200毫米。
9.根据权利要求8所述的钢材管件挤压成型装置，其特征在于，包括挤压杆，所述挤压杆的一端管体外直径小于所述挤压筒内直径，以伸入至挤压筒中。
10.一种管件挤压成型***，包括管坯，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的钢材管件挤压成型装置，挤压过程中所述管坯的原坯段外直径与所述钢材管件挤压成型装置的挤压筒内直径大小相等、内直径与所述钢材管件挤压成型装置的针体直径大小相等，所述管坯的成型段从所述钢材管件挤压成型装置的针尖与挤压模之间挤压伸出。
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| 柳燕君等: "《模具制造技术》", 30 April 2002, 北京：高等教育出版社，第1版, pages: 118 - 119 * |
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