合金钢卧式反向挤压机制造技术

本发明专利技术公开了合金钢卧式反向挤压机，属无缝钢管生产的新设备新技术，旨在解决国内小口径合金钢无缝管冷拔制管工艺存在的工艺繁杂、效率低、能耗高、污染环境等问题。其包括机座上前后固定横梁和中间活动横梁经四条张力柱串联构成的刚性框架；结构紧凑的充液直压式复合液压缸，能连续完成移模装料、穿孔挤压及退模动作；还包括由穿孔挤压自动切换、热挤压成型及退模分离挤余切除三个系统的模具组合；能实现一次加热、一次成型，直接产出小口径合金钢无缝管成品。与正向挤压比较，芯棒穿孔针与模孔的位移偏差小，钢坯与挤压筒内壁无摩擦，能直接用连铸坯挤压小口径管，具有简化工艺、优质高效、节能低耗等效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金工业金属压力加工
，尤其涉及合金钢卧式反向挤压机。技术背景我国是世界第一产钢大国，无缝管产量位居首位，然而高品质无缝管材仍依赖进口。 国内小口径合金钢无缝管生产技术，长期沿用斜轧穿孔加冷拔或冷轧成材制管工艺。由 于钢坯斜轧穿孔易造成毛管壁厚不匀，表面及内在质量低下，毛管拔制前需经酸洗、皂 化；拔制道次多而重复退火以消除加工硬化，使工艺过程繁杂、效率低、能耗高、污染 环境。世界各主要产钢国早在上世纪五十年代起，纷纷采用热挤压技术生产不锈钢等高 合金钢无缝管。基于热挤压技术以"热态钢坯在挤压中受三向压縮应力作用，避免拉应 力出现，金属可以发挥其最大塑性，使脆性材料塑性提高，并使材料内部缺陷弥合，组 织更加致密而提高其机械性能。以及模孔挤压成型能保证成品外形尺寸的精确和表面光 洁度"为理论依据，生产实践证明，其技术优势已毋庸置疑。由于多方面原因，以热挤 压工艺生产小口径《①56咖合金钢无缝管，至今仍为我国冶金工业一项技术空白。国内现有无缝钢管热挤压生产，采用"二次加热、立式液压机穿孔、卧式正向挤压 机挤压"二次成型法，成品规格外径》76mm。由于正向挤压过程中，金属流动方向与挤 压轴运动方向一致，锭坯表面与挤压筒内壁存在剧烈摩擦，而使挤压力损失30至40%; 摩擦产生的温度使锭坯的温度不均匀，导致金属流动不均匀，为避免制品产生裂纹、皱 折等缺陷，必须降低挤压速度，从而导致生产效率降低。由此存在如下缺陷和不足(1) 能耗较高；(2)模具挤压筒使用寿命较短；(3)生产效率较低；(4)挤压残料较厚，金属 损耗较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对技术现状，提供一种结构紧凑、工序简单、使用 能耗少、成品质量高、操作方便、能直接产出小口径合金钢无缝管的合金钢卧式反向挤 压机。本专利技术采用的具体技术方案为-1、 本专利技术基本设计参数确定原则以获得最终产品《。56imn小口径合金钢无缝管 为目标，依据钢坯挤压变形最合理挤压比值范围，选定最大许允钢坯规格及最小产品规 格，计算所需变形力，确定挤压机的工作压力、液压缸柱塞截面直径及长度、缸体缸径、 挤压速度、生产节拍及与之相匹配的油泵供油量、压力和配套电机功率。2、 本专利技术本体结构由机座、前固定横梁、后固定横梁、中间活动横梁、张力柱、 主液压缸、移模缸、回程缸等部分组成。各横梁面必须相互平行且垂直于机座，固定横 梁与机座螺栓固定，活动横梁与机座台面设供滑移的带面滑道；四条张力柱贯通三横梁 用螺母连接紧固，构成封闭式刚性框架，承载全部挤压力。主液压缸缸体与后固定横梁 为同一大型铸钢件；缸体内腔设主缸柱塞，有多层密封圈滑配。上述柱塞为空腔体，中间配装能供滑移的厚壁中心导油管， 一端插装于缸体球头内 壁凸起部，设两层密封压环与柱塞滑配；另一端以堵头密封，所形成的中心空腔构成移模缸。缸体内壁与柱塞外壁之间形成的环形腔，与外接供油管相通，构成回程缸。柱塞的输出端有凸起的联接头，挤压模具后底版组合以内六角螺钉与其联接，传递 挤压力，柱塞的有效长度决定挤压有效行程。主液压缸、主挤压轴、芯棒、挤压模与空 心挤压轴的水平轴线必须同心，以保证产品的尺寸精度。主液压缸为充液直压式。机顶设油箱，油箱中央设液控阀，下端衔接主缸，上端联 通主供油管，构成大三通。液压系统油路互通封闭循环，并配置液压油冷却器和过滤器。 液压缸主缸与中心移模缸、外侧回程缸三缸合一，分路供油。复合缸比较单体传动或带 独立穿孔系统的多缸结构，布局更加紧凑，液压系统更为简单，容易维护，而且压力损 失小，动作连锁切换灵敏、快捷、准确。实施移模装料、穿孔、挤压及退模，全部经由 主缸动作完成，操作行程短，主轴及芯棒穿孔针与模孔对中性偏差小，成品管的同心度、 壁厚偏差及尺寸精度有保证。液控系统配置电液阀、电磁阀、单向阀、溢流阀及插装阀等元件，按操作顺序要求 编制电脑程序，实现自动控制。3、本专利技术模具组合及连接模具由穿孔、挤压自动切换操作系统，热挤压操作系 统及退模、分离、挤余切除操作系统三部分组成。设计遵循技术与经济效果并重原则-能实施工艺过程每项操作动作准确无误、安全可靠；各部模具合理选材，满足强度、硬 度要求，热作模具必须有足够高的耐高温强度及耐磨性能；确定合理的挤压比，最佳挤 压比为15至25,保证模具有足够长的使用寿命，控制生产成本。3.1、穿孔、挤压自动切换操作系统由后底板组合及弹簧闸阀、前底板及锥形头、 主挤压轴及芯棒与穿孔针、副轴及活塞缸与闸板、十字横担及拉杆组件等组成。后底板组合与主液压缸柱塞输出端联接头以内六角螺钉联接，传递全部挤压力。上述后底板由主板和副板复合组成，主板与副板的结合面有四条互成直角的平面辐 射槽，内嵌装四组弹簧闸阀，阀板的鼻形部伸入副板滑动斜槽内，副板开有阴锥面，其 锥度与形状大小与前底板上的锥形头相吻合。前底板贴装于中间活动横梁朝后底板组方向的板面，以内六角螺钉紧固，中心配装 带轴孔的锥形头。主挤压轴穿装于后底板组合中心轴孔及前底板上锥形头轴孔，其输出端与穿孔芯棒 螺纹旋接，芯棒头配有穿孔针，穿经芯棒支承、挤压垫伸入挤压筒内。上述主挤压轴设环形槽，当后底板组内弹簧闸阀阀片抱紧环形槽时，传递挤压力予 主轴。上述前后底板的开合产生锥形头与弹簧闸阀的开闭，实现闸阀与主轴的离合，完成 穿孔与挤压的动作自动切换。副轴左右两组，上下共四条，贯穿后底板组、前底板及中间活动横梁， 一头与后底 板组螺帽连接，另一头能自由滑移，具有导向和驱动双重功能。上述副轴开前后槽，其间距决定穿孔行程，由设于前底板中缝的闸板及活塞缸开合， 操控中间活动横梁的进退或止动。主挤压轴尾端设十字横担及拉杆组件，控制芯棒穿孔针定位。横担为十字形，纵向 两端各设两根导向轴，贯穿后底板组、前底板及中间活动横梁， 一头与横担螺帽连接，另一头能自由滑移；横向两端与拉杆连接，拉杆插装于后固定横梁上的滑移导管内，尾 部有限位螺母。上述十字横担中心孔与主挤压轴尾端螺帽连接，两者随动。穿孔切换成挤压时，横 担被两端拉杆拉住，芯棒穿孔针在挤压模模孔中定位，挤压筒前行，金属从环形模孔中 不断被挤压成管，而芯棒随主挤压轴和横担从挤压筒和锭坯中缓缓退出。3.2、 热挤压操作系统由挤压筒组件及挤压模、空心挤压轴组件两部分组成，分别相对安装于活动横梁与前固定横梁的前后两侧板面，均釆用压板以螺钉固定，中间空 档为锭坯装料空间。挤压筒为双层结构，内衬装锭坯，外套包覆感应加热圈，插热电偶自动控温；空心挤压轴为双层结构，内层为分段中心套管，增加抗弯性能，中央为成品 出口通道，轴输入端以螺纹与挤压模旋接。挤压时，挤压模与空心挤压轴固定不动，锭 坯随挤压筒运动倒插入空心挤压轴，完成穿孔挤压。3.3、 退模、分离、挤余切除操作系统空心挤压轴输出端成品出口处，设计有弹 簧自动抱闸，以导路与空心挤压轴衔接。挤压终结，主缸回程退出挤压筒时，成品由弹 簧抱闸自动抱紧，实现脱模分离，挤余残料作火焰切割。采取的配套技术措施还包括(1) 组合式浮动穿孔针应用挤压内径《O20rmn管材时，将带局部锥面的针尖装于芯棒头相同锥面空腔内，穿孔 时针尖外露仅10 mm，能避免因应力集中而弯曲或断裂；穿孔结束挤压开始时，被流动 金属裹住的针尖前伸而形成环形孔腔，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
合金钢卧式反向挤压机，包括封闭式刚性机架、充液直压式复合液压缸和模具组合，其特征是：所述的机座（１）上配设有经四条张力柱（５）相串连的前固定横梁（２）、后固定横梁（３）和中间活动横梁（４）所构成的封闭式刚性框架；主液压缸缸体（３０）与后固定横梁（３）为同一大型铸钢件，缸体内腔设主缸柱塞（３１），有多层密封圈滑配；所述柱塞（３１）为空腔体，中间配装能供滑移的厚壁中心导油管（３１ａ），一端插装于缸体球头内壁凸起部，设两层密封压环（３１ｃ）与柱塞（３１）滑配；空腔体另一端有堵头（３１ｂ）密封，所形成的中心空腔，外接移模供油管（４２）构成移模缸（８）；所述柱塞（３１）外壁与缸体（３０）内壁之间的环形腔，与外接回程供油管（４３）相通，构成回程缸（９）；　所述柱塞（３１）的输出端有凸起的联接头（３１ａ），挤压模具的后底板组合（１０）与之联接，是动力之源；与后底板相对的中间活动横梁（４）板面，配装前底板（１２），中心装有带轴孔的锥形头（１３）；　所述中间活动横梁（４）的另一侧板面装有挤压筒组件；与其相对的前固定横梁（２）板面装有空心挤压轴组件（１３），轴的输入端配装挤压模（１２）；　所述空心挤压轴（１３）输出端面贴装有固定在前固定横梁（２）成品出口端板面上的弹簧自动抱闸（２８）；　所述的后底板组合（１０）的中心轴孔，配装有主挤压轴（１４），其穿经前底板（１２）之锥形头（１３）轴孔和中间活动横梁（４），主挤压轴输出端配装芯棒（１５）及穿孔针（１６）；上述芯棒和穿孔针穿经芯棒支承（１７）、挤压垫（１８），伸入挤压筒（２４）内；所述主挤压轴（１４）、芯棒（１５）与空心挤压轴（１３）同一轴心。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周家镳，
申请(专利权)人：周家镳，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]