專利名稱：逐步咬入式錐形芯棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到冷拔制管技術(shù)中金屬拉拔成形工具，特別是一種在冷拔制管中與弧形外模配套用的錐形芯棒。
已知的錐形芯棒如圖1和圖2所示。圖1所示的錐形芯棒由倒角1、定徑帶2、工作錐3和柱體4組成;圖2所示的雙頭空心錐形芯棒(專利號87215129)是在圖1所示的錐形芯棒的柱體4上的另一端也設(shè)有倒角1、定徑帶2和工作錐3，使錐形芯棒兩端都能使用。以上兩種錐形芯棒在工作時都是通過外力的推進和摩擦力的作用，定徑帶2首先與管壁接觸，然后切入管壁開始對管壁進行減壁變形(如圖4所示)。使用這種芯棒存在以下不足a、芯棒咬入瞬間(稱二次咬入)沖擊載荷可達穩(wěn)態(tài)拔制時拔制力的1.5～2.0倍(如圖5所示);
b、由于洋元彎曲和其它原因的影響，使芯棒與外模無法平行，使二次咬入時咬偏(如圖6所示)，造成金屬流動不均(如圖7所示)，產(chǎn)生沿圓周的附加應(yīng)力和應(yīng)力不均(如圖8所示);
c、管材二次咬入時，由于定徑帶直接切入形成一個截面突變，此截面突變將成為一個應(yīng)力集中面(如圖4、6所示);
d、由于芯棒頭部45°倒角，定徑帶與鋼管首先是線接觸，鋼管在此接觸線上的傾角在4～12°范圍內(nèi)，而摩擦角在arctg0.08～arctg0.12范圍，加上變形系統(tǒng)又是動態(tài)的。盡管借助推力作用，二次咬入亦不順利，第一道次變形時的“老頭子”1(帶芯棒拔制時，前部未吃到芯棒的部分)一般在30～80mm，當(dāng)管料彎曲時會出現(xiàn)1000-2000mm的“老頭子”或無法咬入的現(xiàn)象;
e、下道二次咬入必須在上道穩(wěn)態(tài)拔制部分開始，相鄰兩道次二次咬入處間距難以控制，“老頭子”1一般在80～150mm之內(nèi);
f、二次咬入時芯棒受力“洋元”(芯棒固定杯)受力拉長，這樣就必須有較寬的定徑帶才能保證芯棒不拉出外模造成“擴管)(芯棒將管子外徑擴大)，寬的定徑帶就使得冷拔拔制力較高。
由于上述原因，造成管材斷頭和“老頭子”，影響金屬的成材率。另外，還影響了冷拔速度和變形潛力的發(fā)揮及模具的使用壽命。
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有芯棒在拔制鋼管時存在的問題，提供一種新的逐步咬入式錐形芯棒。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的，在現(xiàn)有芯棒的定徑帶2和倒角1之間增設(shè)一個過渡錐5，過渡錐5的長度H＝
(△S-減壁量)。在增設(shè)過渡錐5的基礎(chǔ)上可減小柱體4部分的長度。
工作時，帶過渡錐5的芯棒在二次咬入時不是定徑帶2首先直接切入管壁，而是過渡錐5首先對管壁進行預(yù)變形，然后定徑帶2進入變形區(qū)，定徑帶到位后二次咬入完成，進入穩(wěn)定拔制狀態(tài)。
采用本發(fā)明提供的逐步咬入式錐形芯棒在拔制鋼管時可以使二次咬入逐步進行，基本消除了沖擊載荷，無截面突變，能克服咬偏;
由于改善了咬入，消除了第一道次“老頭子”，相鄰兩道次二次咬入可重疊進行，可達到無“老頭子”之目的，提高金屬成材率2～5%;冷拔拔制速度可提高0.5～1.0倍。有利于變形潛力的發(fā)揮，即強化變形(提高15～30%);減少斷頭現(xiàn)象，延長了設(shè)備和模具的使用壽命。


圖1、2為已知芯棒示意圖。
圖3為本發(fā)明提供的逐步咬入式錐形芯棒示意圖。
圖4為已知錐形芯棒拔制狀態(tài)示意圖。
圖5為已知錐形芯棒拔制力動態(tài)示意圖。
圖6為已知錐形芯棒咬偏示意圖。
圖7為已知錐形芯棒咬偏截面示意圖。
圖8為已知錐形芯棒咬偏截面附加應(yīng)力示意圖。
圖9為逐步咬入式錐形芯棒拔制狀態(tài)示意圖。
圖10為逐步咬入式錐形芯棒拔制力動態(tài)示意圖。
實施例欲制20＃鋼、57×3成品管，選擇72×4規(guī)格毛管，拔制工藝為72×4→64×3.5→57×3，第一道次64×3.5選用φ64弧形外模，φ57逐步咬入式錐形芯棒，在65T拔機上拔制;第2道次選用φ57弧形外模，φ51逐步咬入式錐形芯棒，在20T冷拔機上拔制。
逐步咬入式錐形芯棒倒角1為3×45°;過渡錐2長為25mm，錐度為1°;定徑帶寬度為1mm;工作錐度長為14mm，錐度為9°;柱體長度為20mm，外徑為定徑帶2的外徑減6mm;中心內(nèi)孔為27.5mm。
權(quán)利要求
1.一種冷拔機上與弧形外模配套使用的逐步咬入式錐形芯棒，在錐形芯棒上包含有倒角(1)、定徑帶(2)、工作錐(3)、柱體(4)，其特征是在倒角(1)和定徑帶(2)之間設(shè)計一個過渡錐(5)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的逐步咬入式錐形芯棒，其特征是過渡錐(5)的長度H＝
。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在冷拔制管中與弧形外模配套用的錐形芯棒。它是在現(xiàn)有的錐形芯棒的45°倒角1與定徑帶2之間增設(shè)了一個過渡錐5，采用本發(fā)明提供的芯棒在拔制鋼管時可以使二次咬入逐步進行，基本消除了沖擊載荷。減少了“老頭子”，提高了金屬成材率，延長了設(shè)備和模具的使用壽命。
文檔編號B21C3/16GK1061921SQ90106128
公開日1992年6月17日 申請日期1990年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月3日
發(fā)明者楊進能, 翟潤光, 陸國華 申請人:衡陽鋼管廠