一种制造金属锥形管的方法 本发明涉及一种金属型材的制造方法,确切地说是一种金属锥形管的制造方法。
目前,人们用来制造金属锥形管的方法主要有两种,一种是铸造法,另一种是焊接法。前者将铁水直接浇铸到预先制好的模型中,待铁水冷凝后形成锥形管;后者是利用冲压设备及冲压模具先制出金属锥形管半体,然后,再将该锥形管半体组焊成锥形管。用上述方法制造金属锥形管存在的主要问题是:由于生产设备系统庞大,工艺复杂且流程长,故生产效率低、成本高。
本发明的目的是为人们提供一种制造金属锥形管的新方法,以便能简化生产设备及工艺、提高产品生产效率,降低产品制造成本。
本发明的目的是这样实现的,它需要预先制备一个由圆锥台体及与其小端相联接的圆柱体构成的模杆;该圆锥台体外形尺寸与所需要的金属锥形管内腔形状尺寸相同,该圆柱体外圆直径与该圆锥台体小端直径相同;再将内孔直径与所需要的锥形管小端内孔直径相同、长度略大于该锥形管长度的金属圆管套置于所述模杆的圆柱体上,并使之在保持600℃-700℃加热状态下、受均匀地施加于其一端面上的轴向外力作用,使之被推压入保持在600℃-700℃加热状态下的所述圆锥台体上,直到所述金属圆管的入模端端面与所述的圆锥台体地大端面平齐止。
上述需要的金属锥形管的内腔小端直径与大端直径之比小于1∶6。
上述金属圆管的材质为15#-45#钢。
上述金属圆管可以是无缝钢管,也可以是高频焊接管。
本发明实现后,人们利用该方法生产金属锥形管,由于生产设备结构简单、投资少;生产流程短、工艺简单,故能成倍地提高产品生产率,并降低生产成本10-20%左右;也由于该发明是利用模具推制锥形管,故其尺寸精度较高。
下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细地说明。
图1是实施本发明所使用的生产设备的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
实施本发明包括以下工艺步骤:
1、制造生产设备
实施本发明的生产设备如图1、图2所示,它是由床身2、液压控制系统3、两个伸缩油缸4、定位板1、油缸支撑板5、推力头7、滚轮8、插板9、导轨10、模杆16、中频变压器12、支架15构成;床身2上部的左、右两端部及中部分别沿垂直方向固定设置左端板18、右端板17、中部支撑件5;左端板18的心部制有一个直径较大的纵向通孔,以供设备工作时,套置于模杆16上的金属圆管料通过;右端板17两侧固定联接油缸4的缸体,其上面中部沿垂直方向制有“U”形开口,用来支撑模杆16的右端;中部支撑件5横向两侧及中部各制有一个纵向通孔,两侧通孔支撑油缸,中部通孔可供模杆16、圆管料通过;床体左段的下凹入纵向平面上沿纵向平行固定设置两导轨10,该导轨用来支撑推力头7;液压控制系统3及两个伸缩油缸4是外购的配套件;该各油缸4额定推力为60吨,由液压控制系统3控制其同步伸缩;液压系统3置放于地面上,两油缸4通过上述右端板17、中部支撑件5使之沿纵向平行地固定在床身上面;推力头是一个垂直方向断面呈“”形的结构件,位于其左端面的立板中部及两侧均制有纵向通孔,中部通孔供模杆、圆管料通过,两侧通孔分别与上述两油缸的活塞杆6端部固定联接,其下部安装滚轮8,该滚轮与上述的导轨10滚动接触,该推力头可在油缸带动下,沿导轨往复移动;模杆16是一个由圆锥台体14、圆柱体11左、右结构、螺纹连接而成的杆件;圆锥台体14的长度及锥度与需要的锥形管长度及锥度相同,其右端外圆两侧对称制出沟槽;该圆柱体直径与该圆锥台体小端直径相同;该模杆16从位于上述床身上的左端板、中部支撑件及推力头各零部件心部通孔中穿过后,其右端置于床身右端板17的“U”形开口内,并通过与其该端部两沟槽相配用的、其上制有插口的定位板1轴向定位,其左端轴向无窜动地铰接在支架15上,并保持水平;用于支撑模杆16左端的支撑架15下部设置滚轮,该滚轮与铺设在水平地面上的导轨滚动接触,可沿导轨纵向水平移动;中频变压器是一个外购的标准件,规格为500千伏安,其下面设置滚轮,该滚轮与水平地面接触可沿纵向水平移动,其上的加热圈套13置于模杆16外部;上述插板9是一个一端制有开口的矩形板件,该开口的宽度尺寸与构成上述模杆16圆柱体11外圆直径相配用,两者间隙配合,使用时,它插置在位于推力头左端面处的圆柱体11上,构成一个止挡装置,该止挡装置的作用时,当圆管料套置到圆柱体11上后,防止该圆管料相对于推力头向右轴向窜动。
2、准备金属圆管料
备好若干根金属圆管料,该金属圆管可以是无缝管,也可以是高频焊接管。其材质为15#-45#钢均可;其内孔直径与需要锥形管的内孔直径相同,其长度略大于该锥形管长度,具体尺寸按下述方法确定:
当d1/d2=1/6时、L2=L1(1+10%)
当d1/d2=1/5时、L2=L1(1+9%)
当d1/d2=1/4时、L2=L1(1+8%)
当d1/d2=1/3时、L2=L1(1+7%)
当d1/d2=1/2时、L2=L1(1+6%)
上述各式中符号含意如下:
d1-需要锥形管内腔小端直径
d2-需要锥形管内腔大端直径
L1-需要的锥形管长度
L2-金属圆管下料长度
金属管料壁厚的确定方法如下:
当金属圆管的孔径确定为Φ50-Φ100时,壁厚不大于10mm。
当金属圆管的孔径确定为Φ100-Φ200时,壁厚不大于20mm。
当金属圆管的孔径确定为Φ300-Φ600时,壁厚不大于30mm。
3、利用生产设备将金属圆管料制成金属锥形管
打开生产设备上的定位板1,使模杆图示右端处自由状态,自模杆右端将若干根已备好的金属圆管料套置于模杆上,并使其位于上述圆柱体11的图示左端面与推力头7左端面之间,然后,插装好插板9,使其定位;之后,开启中频变压器,使之加热圈往复加热上述圆锥台体14及位于圆柱体上最左侧的金属圆管,加热温度达600℃-700℃;然后,开启两伸缩油缸,使其活塞杆带动推力头7左推金属圆管,使位于最左侧的金属圆管被压入圆锥台体上,直到该金属圆管的左端面与圆锥台体左端两平齐止;至此一个锥形管形成。在此过程中,圆锥台体及最左侧金属圆管始终被中频变压器的加热圈连续加热600℃-700℃。
当一个锥形管制成后,同时停止中频变压器及伸缩油缸工作。然后,一边打开圆锥台体与圆柱体之间的螺纹联接,一边左移支架15,直至圆锥台体与圆柱体完全脱离开之后,取下锥形管成品。然后,再将圆锥台体与圆柱体联接起来,进入下一个锥形管制造过程,直到套置于圆柱体上的所有金属圆管全部制成锥形管为止。
在上述推制锥形管过程中,由于金属圆管料受轴向挤压力作用,因而,它在不断扩大孔径的同时,其各部壁厚尺寸变化量极小,从而使成品锥形管的各部壁厚差符合国家标准。