内异形管双辊冷轧模具、加工方法及内异形管的冷轧方法技术

本发明专利技术涉及钢管轧制技术领域，具体为一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模及内模，所述外模包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽，且所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模为一外表面光滑的杆状物，内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。本发明专利技术实现了一道次成型的轧制工艺，避免了连续多道次的轧制，大大节省了加工时间，降低了生产成本，比市场上采用冷拔法制得的内异形管质量更好，内壁更为光滑，无毛刺。

Internal twin tube cold rolling die, processing method and cold rolling method for internal special-shaped tube

The invention relates to the technical field of steel pipe rolling, in particular to an internal special-shaped tube twin-roll cold rolling die, including an external die and an internal die. The external die comprises a symmetrically arranged upper die and a lower die, both of which have a ring groove, and the depth of the ring groove is gradually deepened in its rolling direction. The internal die is a rod with a smooth outer surface. The internal model includes two opposite horizontal planes and two opposite arc planes. The width of the two horizontal planes is equal and the diameter of the circle where the outer contours of the two arc planes are different. The invention realizes one-step forming rolling process, avoids continuous multi-pass rolling, greatly saves processing time, reduces production cost, and has better quality, smoother inner wall and no burr than the inner special-shaped tube manufactured by cold drawing method in the market.

【技术实现步骤摘要】
内异形管双辊冷轧模具、加工方法及内异形管的冷轧方法
：本专利技术涉及钢管轧制
，尤其涉及一种内异形管双辊冷轧模具、内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法及其内异形管的冷轧方法。
技术介绍
：异形管是换热设备中必备的装置，其技术指标是否稳定以及质量直接影响换热设备的运行性能及效率，这类管子广泛适用于高压的化工设备、航空航天领域等。现有技术中，这类管子以冷拔为主。由于冷拔工艺是一种拉伸法，它是将钢管从一个限定形状的内外模配合的口子中，拉拔出来成型的，因此容易产生内壁毛刺、内壁粗糙等各类问题，并且拔制过程中，管壁在金属流动性上也较难控制，极易出现壁厚不均匀的问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种内异形管双辊冷轧模具、内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法及其内异形管的冷轧方法，将现有技术中的八道工序整合成一道工序，通过该方法轧制的内异形管的内壁及外壁更为光滑，无毛刺。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模及内模，所述外模包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽，且所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模为一外表面光滑的杆状物，内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。由于异型管产品结构的特殊性，现有技术中轧制异型管的方式非常复杂，大体上都需要经过车加工、铣加工、外圆磨、内圆磨、整形、去毛刺、抛光等，这类加工方式对于设备要求较高，需要大量设备、模具和加工时间，而且得到的产品一致性较差，外表面和内表面都较为粗糙，仅能勉强使用，得不到推广。为了达到一次成型的目的，本专利技术设计了特殊的外模和内模。本专利技术采用的外模具有以下特征，“所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深”，“内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等”。内模的横截面大致呈椭圆形，其上表面、下表面为水平线(面)，上表面与下表面之间为两个弧形线(面)，其中一个弧形线所在圆的直径大于另一个弧形线的所在圆的直径，形成一个外异形模，通过该特征可以实现单次冷轧。作为上述技术方案的优选，所述两水平面之间的垂直距离、所述两弧形面之间的最大距离沿内模轴向逐渐缩小，即该内模的横截面积沿轴向逐渐缩小。作为上述技术方案的优选，本专利技术通过计算公式对内模的轴向截面进行特殊设计，使内模的轴向截面的两个长边构成曲线，即内模横截面的外轮廓所形成的图形的面积变小的速率逐渐减小，其面积变化速率形成抛物线，且其面积变化速率始终与外模上的环槽的深度变化速率相匹配。为了得到上述模具，本专利技术提供一种内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法，包括如下步骤：a、采用LD圆形模具钢对其进行初次车加工，使圆钢的横截面的外轮廓所形成的圆的直径逐渐缩小；b、将车加工后的圆钢进行热处理，热处理时间为5-7小时，热处理温度为650-1050摄氏度；c、将热处理后的圆钢送入打磨装置内，打磨装置的砂轮沿圆钢轴向对圆钢进行打磨，打磨过程中，使圆钢往复伸缩并转动，得到成品。由于内模形状的特殊性，普通的车加工、铣加工等无法到达其特殊的外形，即使能够做出该内模，表面也会非常粗糙，而且一致性得不到保证，即使一点点细微的尺寸变化，也会大大影响后期的加工精度。本专利技术通过计算公式对打磨装置进行编程，在圆钢往复伸缩及转动过程中进行打磨，保证了内模的精度。为了通过单次冷轧实现加工，本专利技术提供一种内异形管的冷轧方法，包括如下步骤：a、将钢管送入冷轧机中，使钢管内壁套置在冷轧机的内模上，钢管外壁与外模的环槽相接触，并使钢管送进(以上内模、外模即为本专利技术的内模、外模)；b、使冷轧机的外模对钢管进行往复的轧制，通过挤压作用使钢管的管壁发生金属流动，发生减径减壁；在轧制过程中，在保持钢管送进的同时，使钢管转动；内模与外模的环槽之间的距离为2-6mm，具体根据异型管所需厚度进行调整。冷轧刚开始时，由于内模细小，无法对钢管内壁形成有效的反作用力，因此，钢管在不受抵抗的情况下，其外径显著变小，而其壁厚不发生变化。而当钢管的外径到达内模尺寸时，则外模、钢管和内模刚好发生全面的相互挤压，从此开始，内模开始反用于钢管的内壁，钢管从单一的减径变化为减径减壁的双重运动，逐渐得到成品。在轧制的整个过程中，前期的减径操作由于阻力相对较小，因此可以采用变径外模进行加速轧制处理，这样可以省去多道次的操作，并且对最终的产品质量没有影响。作为上述技术方案的优选，该方法是采用专利号为CN106001117A的一种全自动钢管轧制系统得以实现的；所述全自动钢管轧制系统至少包括上料机和冷轧机，所述上料机与冷轧机之间设有第一预上料机和第二预上料机，所述第一预上料机设置在所述上料机的出料端，所述第二预上料机设置在冷轧机的进料端，所述第一预上料机上设有注油机构，所述上料机将钢管输送到所述第一预上料机进行注油，注油后的钢管输送到所述第二预上料机进行暂存。作为上述技术方案的优选，所述第一预上料机包括第一装料架和设置在第一装料架上的第一滑道，所述注油机构设置在所述第一装料架的进料端；所述第二预上料机包括第二装料架和设置在第二装料架上的第二滑道，所述第一预上料机与第二预上料机均设有夹紧回转机构和用于推送位于第一滑道或第二滑道内的钢管的推送机构，所述第二装料架的出料端设有活动送进机构，所述活动送进机构以间歇方式将钢管送进冷轧机中进行轧制。作为上述技术方案的优选，所述夹紧回转机构包括设置在所述第一装料架的进料端的第一内模卡盘、设置在所述第一装料架的出料端的第二内模卡盘、设置在所述第二装料架的进料端的第三内模卡盘、设置在所述第二装料架的出料端的第四内模卡盘，以及连接所述第一内模卡盘与第二内模卡盘和第三内模卡盘与第四内模卡盘的回转轴，所述注油机构与所述第一内模卡盘之间设有定心机构，所述回转轴的一端向前延伸形成导引杆，所述导引杆位于所述第一内模卡盘与所述注油机构之间，所述定心机构通过定心作用使钢管的轴线与所述导引杆的轴线重合。作为上述技术方案的优选，所述定心机构包括定心安装板、一对左右对称设置的上传动臂、一对左右对称设置的下传动臂、设置在上传动臂上端的定心夹头和铰接于所述下传动臂的下端的推送组件，所述定心安装板上设有使钢管穿过的通孔，所述上传动臂的上端铰接于所述定心安装板上，所述下传动臂的上端与所述上传动臂的下端铰接，所述上传动臂与所述下传动臂形成菱形结构，所述定心夹头分设在两个所述上传动臂的上端并形成用于夹持钢管的夹口。作为上述技术方案的优选，所述注油机构包括安装架、滑动连接在所述安装架上的滑动架、铰接在所述滑动架上的安装块、固接在安装块下端的注油端头以及推动所述滑动架滑动的气动组件，所述安装架的上方设有限位板，所述限位板上设有滑槽，所述安装块的上端滑动连接在所述滑槽内。作为上述技术方案的优选，所述滑槽包括与水平面倾斜设置的第一滑槽和平行于水平面的第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽形成大于90°且小于180°的夹角；所述安装块的上端到所述安装块与滑动架的铰接点的连线，与所述注油端头到所述安装块与滑动架的铰接点的连线形成大于90°且小于180°的夹角。本专利技术通过上料机实现自动上料，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模(14)及内模(12)，所述外模(14)包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽(15)，且所述环槽(15)的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模(12)为一外表面光滑的杆状物，内模(12)与环槽(15)相匹配，其特征在于：所述内模(12)包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。

【技术特征摘要】
1.一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模(14)及内模(12)，所述外模(14)包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽(15)，且所述环槽(15)的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模(12)为一外表面光滑的杆状物，内模(12)与环槽(15)相匹配，其特征在于：所述内模(12)包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。2.根据权利要求1所述的内异形管双辊冷轧模具，其特征在于：所述两水平面之间的垂直距离、所述两弧形面之间的最大距离沿内模(12)轴向逐渐缩小。3.根据权利要求2所述的内异形管双辊冷轧模具，其特征在于：所述内模(12)的轴向截面的两个长边构成曲线。4.一种如权利要求1-3任一项所述的内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：a、采用LD圆形模具钢对其进行初次车加工，使圆钢的横截面的外轮廓所形成的圆的直径逐渐缩小；b、将车加工后的圆钢进行热处理，热处理时间为5-7小时，热处理温度为650-1050摄氏度；c、将热处理后的圆钢送入打磨装置内，打磨装置的砂轮沿圆钢轴向对圆钢进行打磨，打磨过程中，使圆钢往复伸缩并转动。5.一种内异形管的冷轧方法，采用如权利要求1-3任一项所述的内异形管双辊冷轧模具，其特征在于，包括如下步骤：a、将钢管送入冷轧机中，使钢管内壁套置在冷轧机的内模(12)上，钢管外壁与外模(14)的环槽(15)相接触，并使钢管送进；b、使冷轧机的外模(14)对钢管进行往复的轧制，通过挤压作用使钢管的管壁发生金属流动，发生减径减壁；在轧制过程中，在保持钢管送进的同时，使钢管转动；内模(12)与外模(14)的环槽(15)之间的距离为2-6mm。6.根据权利要求5所述的内异形管的冷轧方法，其特征在于：该方法是采用全自动钢管轧制系统得以实现的；所述全自动钢管轧制系统至少包括上料机(10)和冷轧机(40)，所述上料机(10)与冷轧机(40)之间设有第一预上料机(20)和第二预上料机(30)，所述第一预上料机(20)设置在所述上料机(10)的出料端，所述第二预上料机(30)设置在冷轧机(40)的进料端，所述第一预上料机(20)上设有注油机构(201)，所述上料机(10)将钢管输送到所述第一预上料机(20)进行注油，注油后的钢管输送到所述第二预上料机(30)进行暂存。7.根据权利要求6所述的内异形管的冷轧方法，其特征在于：所述第一预上料机(20)包括第一装料架和设置在第一装料架上的第一滑道，所述注油机构(201)设置在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠叶，姚刚，
申请(专利权)人：常州市环华机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32