內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括穿孔模桿、前段外徑定型模具、中段外徑定型模具和后段外徑定型模具；所述前段外徑定型模具包括前段環(huán)形外模、前段封口模、第一徑向驅(qū)動缸和第一軸向驅(qū)動缸；所述中段外徑定型模具上設(shè)置有加熱坯料的第一加熱裝置；所述后段外徑定型模具包括后段環(huán)形外模、后段封口模、第二徑向驅(qū)動缸和第二軸向驅(qū)動缸；還公開了一種內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法；在擠壓過程中，通過選用不同的擠壓模具來實現(xiàn)鋁合金管前端管段、中間管段和后端管段的擠壓成形，一次性擠壓出兩端外徑增大的鋁合金管，生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)成本低；同時產(chǎn)品整體質(zhì)量均勻穩(wěn)定，鋁合金管各段內(nèi)、外圓同軸度好，產(chǎn)品質(zhì)量高。
【專利說明】內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種擠壓模具及擠壓方法，特別涉及一種兩端外徑增大的長管的擠壓裝置和擠壓方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)GB/T20659-2006的規(guī)定，鋁合金鉆桿由最低屈服強(qiáng)度為325_480MPa的鋁合金經(jīng)擠壓而成。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中具有擠壓內(nèi)徑不一致的鋁合金管的擠壓模具，這種模具主要由確定鋁合金管外徑的外模和確定鋁合金管內(nèi)徑形狀的芯桿組成，芯桿根據(jù)鋁合金管內(nèi)徑形狀做成階梯軸狀，擠壓過程中，通過運動芯桿來調(diào)節(jié)外模與芯桿間的徑向距離，從而實現(xiàn)擠壓內(nèi)徑不一致的鋁合金管的目的。
[0004]但是這種擠壓模具只適應(yīng)于生產(chǎn)外徑相同而內(nèi)徑不同的的鋁合金管，若用于生產(chǎn)外徑不同的鋁合金管，則存在生產(chǎn)難度較大、控制工藝復(fù)雜等問題，且獲得的產(chǎn)品存在壁厚不均、同軸度差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法，以解決現(xiàn)有擠壓成形裝置生產(chǎn)外徑變化管材所存在的問題。
[0006]本發(fā)明內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括擠壓成形管內(nèi)孔的穿孔模桿、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具和擠壓成形后端管段的后段外徑定型模具；
[0007]所述前段外徑定型模具包括前段環(huán)形外模、用于封堵前段環(huán)形外模出口的前段封口模、驅(qū)動前段封口模做徑向運動的第一徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動前段封口模做軸向運動的第一軸向驅(qū)動缸，所述前段環(huán)形外模設(shè)置有與管材前段外形相配的型腔；
[0008]所述中段外徑定型模具上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的成型孔，且中段外徑定型模具上還設(shè)置有加熱坯料的第一加熱裝置；
[0009]所述后段外徑定型模具包括后段環(huán)形外模、設(shè)置于后段環(huán)形外模上的第二加熱裝置、用于封堵后段環(huán)形外模出口并由至少兩個模瓣組成的后段封口模、驅(qū)動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅(qū)動缸，所述后段環(huán)形外模設(shè)置有與管材后段外形相配的型腔，且后段封口模上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型。
[0010]進(jìn)一步，所述前段環(huán)形外模和后段環(huán)形外模均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設(shè)置有驅(qū)動其做徑向運動的第三徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動其做軸向運動的第三軸向驅(qū)動缸。
[0011]進(jìn)一步，所述內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置還包括擠壓機(jī)、壓力傳感器和控制器，所述壓力傳感器設(shè)置于前段外徑定型模具和后段外徑定型模具上，壓力傳感器用于檢測坯料對型腔內(nèi)壁的壓力、并將檢測信號輸入控制器，所述控制器用于接收和處理壓力傳感器的檢測信號、并向擠壓機(jī)、第一加熱裝置、第二加熱裝置、第一徑向驅(qū)動缸、第一軸向驅(qū)動缸、第二徑向驅(qū)動缸、第二軸向驅(qū)動缸、第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸輸出控制信號。
[0012]本發(fā)明內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，包括以下步驟:
[0013]I)、控制器控制第一徑向驅(qū)動缸和第一軸向驅(qū)動缸依次動作將前段封口模固定于前段環(huán)形外?？诓?；
[0014]2)、控制器控制擠壓機(jī)的擠壓桿動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具和前段外徑定型模具；
[0015]3)、當(dāng)前段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，管材前段擠壓完成，控制器先控制擠壓機(jī)暫停擠壓，再控制第一軸向驅(qū)動缸和第一徑向驅(qū)動缸依次動作使前段封口模脫離前段環(huán)形外?？诓浚?br> [0016]4)、控制器控制擠壓機(jī)的擠壓桿繼續(xù)動作，將坯料從中段外徑定型模具擠出以形成管材的中間管段；
[0017]5)、當(dāng)管材的中間管段長度達(dá)到預(yù)設(shè)值時，控制器依次進(jìn)行以下動作:
[0018]a、控制擠壓機(jī)暫停擠壓，
[0019]b、控制第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸依次動作將前段環(huán)形外模移開、并將后段環(huán)形外模移至擠壓工位，
[0020]C、控制第二徑向驅(qū)動缸和第二軸向驅(qū)動缸依次動作將后段封口模移至擠壓工位，并通過控制第二徑向驅(qū)動缸使后段封口模夾緊固定已擠壓出的管段，
[0021]d、控制第一加熱裝置將坯料加熱至預(yù)定值，
[0022]e、控制擠壓機(jī)的擠壓桿將坯料依次擠入中段外徑定型模具和后段外徑定型模
亙.N 9
[0023]6)、當(dāng)后段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，管材后段擠壓完成，控制器控制第二軸向驅(qū)動缸和第二徑向驅(qū)動缸依次動作將后段封口模移開擠壓工位，并控制擠壓機(jī)停機(jī)，擠壓作業(yè)結(jié)束。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置及擠壓方法，在擠壓過程中，通過選用不同的擠壓模具來實現(xiàn)鋁合金管前端管段、中間管段和后端管段的擠壓成形，一次性擠壓出兩端外徑增大的鋁合金管，生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)成本低；同時產(chǎn)品整體質(zhì)量均勻穩(wěn)定，鋁合金管各段內(nèi)、外圓同軸度好，產(chǎn)品質(zhì)量高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0028]如圖所示，本實施例內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，包括擠壓成形管內(nèi)孔的穿孔模桿1、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具2、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具3和擠壓成形后端管段的后段外徑定型模具4 ；[0029]所述前段外徑定型模具2包括前段環(huán)形外模201、用于封堵前段環(huán)形外模201出口的前段封口模202、驅(qū)動前段封口模202做徑向運動的第一徑向驅(qū)動缸5和驅(qū)動前段封口模202做軸向運動的第一軸向驅(qū)動缸6，所述前段環(huán)形外模201設(shè)置有與管材前段外形相配的型腔7 ;
[0030]所述中段外徑定型模具2上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的成型孔8，且中段外徑定型模具2上還設(shè)置有加熱坯料的第一加熱裝置9 ；
[0031]所述后段外徑定型模具4包括后段環(huán)形外模401、設(shè)置于后段環(huán)形外模上的第二加熱裝置403、用于封堵后段環(huán)形外模401出口并由至少兩個模瓣組成的后段封口模402、驅(qū)動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅(qū)動缸10和驅(qū)動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅(qū)動缸11，所述后段環(huán)形外模402設(shè)置有與管材后段外形相配的型腔，且后段封口模402上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型404。
[0032]在具體實施中，當(dāng)鋁合金管的前端外徑增大段與后端外徑增大段形狀相同時，其前段環(huán)形外模201和后段環(huán)形外模401可共用，這時在擠壓前段和后段過程中，前段環(huán)形外模201和后段環(huán)形外模401為同一模具，可不做更換，操作更簡便。當(dāng)然對于前端外徑增大段與后端外徑增大段形狀不同時，那么前段環(huán)形外模201和后段環(huán)形外模401便均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設(shè)置有驅(qū)動其做徑向運動的第三徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動其做軸向運動的第三軸向驅(qū)動缸，這樣在擠壓前端管段和后端管段時便可實現(xiàn)換模，以完成不同管段的擠壓成形。
[0033]同時在擠壓前、后管段時，由于前段封口模202和后段封口模402不同，因此擠壓過程中必須換模；這時，為了節(jié)約設(shè)備成本、或者布置空間不允許情況下，第一徑向驅(qū)動缸5和第二徑向驅(qū)動缸10可為同一驅(qū)動缸,第一軸向驅(qū)動缸6與第二軸向驅(qū)動缸11也可為同一驅(qū)動缸，采用一個驅(qū)動缸在換模過程中需要人工更換操作；當(dāng)然在布置空間允許等情況下，第一徑向驅(qū)動缸5和第二徑向驅(qū)動缸10可不共用，第一軸向驅(qū)動缸6與第二軸向驅(qū)動缸11可不共用，這樣換模過程中可控制驅(qū)動缸直接實現(xiàn)，不用人工操作，生產(chǎn)效率更高，本實施例即屬于這種情況。
[0034]作為對本實施例的改進(jìn)，本內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置還包括擠壓機(jī)12、壓力傳感器13和控制器14，所述壓力傳感器13設(shè)置于前段外徑定型模具2和后段外徑定型模具4上；壓力傳感器13用于檢測坯料對型腔內(nèi)壁的壓力、并將檢測信號輸入控制器14，同測定坯料對型腔內(nèi)壁的壓力來確定型腔是否被坯料充滿；所述控制器14用于接收和處理壓力傳感器13的檢測信號、并向擠壓機(jī)12、第一加熱裝置9、第二加熱裝置403、第一徑向驅(qū)動缸5、第一軸向驅(qū)動缸6、第二徑向驅(qū)動缸10、第二軸向驅(qū)動缸11、第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸輸出控制信號，以實現(xiàn)按照工藝流程進(jìn)行換模和擠壓等動作。
[0035]本實施例前述內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，包括以下步驟:
[0036]I)、控制器14控制第一徑向驅(qū)動缸5和第一軸向驅(qū)動缸6依次動作將前段封口模202固定于前段環(huán)形外模201 口部；
[0037]2)、控制器14控制擠壓機(jī)12的擠壓桿15動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具3和前段外徑定型模具2 ；
[0038]3)、當(dāng)前段外徑定型模具2上的壓力傳感器13檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，前段外徑定型模具2的型腔被充滿，管材前段擠壓完成，控制器14先控制擠壓機(jī)12暫停擠壓，再控制第一軸向驅(qū)動缸6和第一徑向驅(qū)動缸5依次動作使前段封口模202脫離前段環(huán)形外模201 口部；
[0039]4)、控制器14控制擠壓機(jī)12的擠壓桿15繼續(xù)動作，將坯料從中段外徑定型模具3擠出以形成管材的中間管段；
[0040]5)、當(dāng)管材的中間管段長度達(dá)到預(yù)設(shè)值時，控制器14依次進(jìn)行以下動作:
[0041]a、控制擠壓機(jī)12暫停擠壓，
[0042]b、控制第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸依次動作將前段環(huán)形外模201移開、并將后段環(huán)形外模401移至擠壓工位，
[0043]C、控制第二徑向驅(qū)動缸10和第二軸向驅(qū)動缸11依次動作將后段封口模402移至擠壓工位，并通過控制第二徑向驅(qū)動缸10使后段封口模402夾緊固定已擠壓出的管段，具體實施中夾緊孔型404的設(shè)計長度可根據(jù)所需夾緊摩擦力的大小確定；
[0044]d、控制第一加熱裝置9將坯料加熱至預(yù)定值，
[0045]e、控制擠壓機(jī)12的擠壓桿15將坯料依次擠入中段外徑定型模具3和后段外徑定型模具4，并控制第二加熱裝置403加熱；
[0046]6)、當(dāng)后段外徑定型模具4上的壓力傳感器檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，后段外徑定型模具4的型腔被充滿，管材后段擠壓完成，控制器14控制第二軸向驅(qū)動缸11和第二徑向驅(qū)動缸10依次動作將后段封口模402移開擠壓工位，并控制擠壓機(jī)12停機(jī)，擠壓作業(yè)結(jié)束。
[0047]本工藝中，在擠壓管材后段時，通過控制第一加熱裝置9將坯料加熱至預(yù)定值，使得中間管段中的坯料的流動性好，能夠更容易的被擠壓進(jìn)后段外徑定型模具4中，同時通過后段封口模402夾緊固定已擠壓出的管段，使得坯料在后段外徑定型模具4的型腔中聚集，從而完成后端管段的擠壓成形。本實施例通過控制第二加熱裝置403加熱可使坯料在后段外徑定型模具4中流動性更好，能更好的保證坯料充滿型腔，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。
[0048]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特征在于:包括擠壓成形管內(nèi)孔的穿孔模桿、擠壓成形前端管段的前段外徑定型模具、擠壓成形中間管段的中段外徑定型模具和擠壓成形后端管段的后段外徑定型模具； 所述前段外徑定型模具包括前段環(huán)形外模、用于封堵前段環(huán)形外模出口的前段封口模、驅(qū)動前段封口模做徑向運動的第一徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動前段封口模做軸向運動的第一軸向驅(qū)動缸，所述前段環(huán)形外模設(shè)置有與管材前段外形相配的型腔； 所述中段外徑定型模具上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的成型孔，且中段外徑定型模具上還設(shè)置有加熱坯料的第一加熱裝置； 所述后段外徑定型模具包括后段環(huán)形外模、設(shè)置于后段環(huán)形外模上的第二加熱裝置、用于封堵后段環(huán)形外模出口并由至少兩個模瓣組成的后段封口模、驅(qū)動各模瓣做徑向運動的第二徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動各模瓣做軸向運動的第二軸向驅(qū)動缸，所述后段環(huán)形外模設(shè)置有與管材后段外形相配的型腔，且后段封口模上設(shè)置有與管材中間管段外徑相配的夾緊孔型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特征在于:所述前段環(huán)形外模和后段環(huán)形外模均由至少兩塊模瓣組成，且各模瓣上均設(shè)置有驅(qū)動其做徑向運動的第三徑向驅(qū)動缸和驅(qū)動其做軸向運動的第三軸向驅(qū)動缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置，其特征在于:還包括擠壓機(jī)、壓力傳感器和控制器，所述壓力傳感器設(shè)置于前段外徑定型模具和后段外徑定型模具上，壓力傳感器用于檢測坯料對型腔內(nèi)壁的壓力、并將檢測信號輸入控制器，所述控制器用于接收和處理壓力傳感器的檢測信號、并向擠壓機(jī)、第一加熱裝置、第二加熱裝置、第一徑向驅(qū)動缸、第一軸向驅(qū)動缸、第二徑向驅(qū)動缸、第二軸向驅(qū)動缸、第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸輸出控制信號。
4.權(quán)利要求3中所述內(nèi)徑不變兩端壁厚增大管材的擠壓裝置的擠壓方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)、控制器控制第一徑向驅(qū)動缸和第一軸向驅(qū)動缸依次動作將前段封口模固定于前段環(huán)形外?？诓?； 2)、控制器控制擠壓機(jī)的擠壓桿動作將坯料依次擠入中段外徑定型模具和前段外徑定型模具； 3)、當(dāng)前段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，管材前段擠壓完成，控制器先控制擠壓機(jī)暫停擠壓，再控制第一軸向驅(qū)動缸和第一徑向驅(qū)動缸依次動作使前段封口模脫離前段環(huán)形外模口部； 4)、控制器控制擠壓機(jī)的擠壓桿繼續(xù)動作，將坯料從中段外徑定型模具擠出以形成管材的中間管段； 5)、當(dāng)管材的中間管段長度達(dá)到預(yù)設(shè)值時，控制器依次進(jìn)行以下動作: a、控制擠壓機(jī)暫 停擠壓， b、控制第三徑向驅(qū)動缸和第三軸向驅(qū)動缸依次動作將前段環(huán)形外模移開、并將后段環(huán)形外模移至擠壓工位， C、控制第二徑向驅(qū)動缸和第二軸向驅(qū)動缸依次動作將后段封口模移至擠壓工位，并通過控制第二徑向驅(qū)動缸使后段封口模夾緊固定已擠壓出的管段，d、控制第一加熱裝置將坯料加熱至預(yù)定值， e、控制擠壓機(jī)的擠壓桿將坯料依次擠入中段外徑定型模具和后段外徑定型模具，并控制第二加熱裝置加熱； 6)、當(dāng)后段外徑定型模具上的壓力傳感器檢測的壓力信號達(dá)到預(yù)設(shè)信號值時，管材后段擠壓完成，控制器控制第二軸向驅(qū)動缸和第二徑向驅(qū)動缸依次動作將后段封口模移開擠壓工位，并控制擠壓機(jī)停機(jī)，擠壓作業(yè)結(jié)束。
【文檔編號】B21C25/08GK103736768SQ201310753595
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王小紅, 林元華, 閆靜, 吳思博, 郭曉華, 郭俊 申請人:西南石油大學(xué)