专利名称：薄壁不锈钢管手动扩口机的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进不锈钢管水管装置(简称为薄不锈钢管扩口机)，尤其涉及用于加工扩口式薄壁不锈钢管连接口的薄壁不锈钢管手动扩口机。
背景技术：
由于当前生活中常用的水管多是由铁、铜制成，但容易生锈。于是，本申请的发明人想用薄壁不锈钢水管来代替铁、铜输水管。
现时香港用的铜水管缺点是会生出“铜绿”这一类有毒的物质，对健康有一定影响，使用寿命没有不锈钢长。而薄壁不锈钢水管的优点不生锈、无毒、耗材少、寿命特别长。铜水管与薄壁不锈钢管两者价钱不相上下。
因为不锈钢材料是目前食用器具最理想的金属材料，而现在市面上用的不锈钢水管的外层要加工一道螺纹，管壁就要比较厚，而螺纹的加工非要用机床不可，所以造成价格昂贵，消费者难以接受。本发明就专门针对降低价格这个议题作了多年的研制，它就是把薄壁不锈钢管8的管口加工成喇叭型管口的专用工具一薄壁不锈钢管手动扩口机。把加工好的薄壁不锈钢水管安装在一个锥型水管接头上(如图5所示)。可以演变出各种大小规格不同形式的不锈钢水管连接装置，因为这种不锈钢水管装置可以节省很多材料。以1/2”水管为例，现有的非标准螺纹水管壁厚约2.3毫米(标准的为3.5毫米)，而薄壁不锈钢水管用0.5毫米就足够，材料就节省了80％，一个薄壁不锈钢管的喇叭口加工，只要一个按装工人在需用的薄壁不锈钢水管端口，用薄壁不锈钢管手动扩口机即场几分钟内完成，而薄壁不锈钢管手动扩口机的整体重量只有0.85kg。如果用薄壁不锈钢水管装置，可以做到耗材料少，耐用可靠，加工简易、价钱平宜，应用广泛，市场潜力非常大。
发明内容
本发明是在传统的紫铜管手动扩口机(如图1)的基础上演变而来，它原本有两个半圆径比紫铜管外径略小的、有内螺纹的上部模具1、下部模具2，两个模在受到压力时，模内螺纹切入铜管外层金属，紫铜管在压锥头3的轴向压力下，紫铜管无法移动，被迫按模的形态变成喇叭口。而不锈钢管就不会象紫铜管那样容易加工了。因为不锈钢的材料特性比一般金属硬、韧、而且具高抗拉，高抗弯，加上不锈钢管内有一道焊缝，焊缝较厚、较硬，没有经退火处理的市面上的长薄壁不锈钢管是无法经退火处理的不锈钢管强行扩口，会在焊缝处爆裂。而不锈钢管又不能象紫铜管被切入金属表面而被固定。所以本发明就利用不锈钢的高抗弯特性，在上部模具1、下部模具2和芯模7的重要位置各设一级细小的台阶(如图2)，三个模在力的作用下，将夹在中间的不锈钢管壁微弯曲成“之”字，使它能抵挡住来自滚压锥头3的强大的轴向压力，拆除模具后薄壁不锈钢管8的“之”字随即消失，表面又回复原状。在管口成形方面，本发明集合了最原始的滚压，碾延技术，使高强度的不锈钢管口分三个层次(如使用说明)逐一被碾延成喇叭口，而且加工出来的锥口面光洁度很高，大部份加工出来的不锈钢管口的接触位，都可以不加“O”型胶圈而滴水不漏薄壁不锈钢管手动扩口机主要是用在食用水系统的最末几级，管径由1/2″-6″都可以用这种形式、使食用水达到“无毒”化。
本发明的薄壁不锈钢管手动扩口机是用于加工扩口式薄壁不锈钢管而设置。
本发明具有如下优点该项产品关系到民生的衣食住的头等大事，现代人非常重视健康、不锈钢是餐具的首选、它一定是水管中的最佳选择，原来市面用的螺纹不锈钢水管管壁厚，价钱太贵，这种厚壁管用在低压上是特大浪费，加上螺纹一定要上车床车，所以增加了它的局限性，减低了人们对它的兴趣。锥型薄壁不锈钢水管价钱低(估计同铜管差不多)而且不需要外出加工，当场就能轻易地制作、一定会受人们的唾青。在不远的将来会伸延至世间每一幢楼宇，有楼的地方就会见到锥型薄壁不锈钢输水管。
同现在香港用的铜水管的差别①香港用的接头水管无卡口、靠一个半球圈用“士甸胶布”挤塞在与铜管的隙间，再加螺母的压力去固定水管。如果水管短了3～5毫米，在温差较大时可能出现漏水。而锥型管口有扩大锥口套在螺母内，再加软金属垫圈或胶圈，上紧螺母，密封非常可靠，属于高压油管结构而用在低压水管上。
②现在市面用的铜管扩口机是靠整个锥面接触，用它来扩薄壁不锈钢管8，根本不可能。而手动滚压器主要靠2粒柱珠在轴向压力下，转出钢珠滚压相应的轨迹使管壁按照模的形态变形、从而达到以小吃大，局部成形。
③固定管的开辨模在力的作用下切入铜管金属的表层去固定铜管，从而达到抵消轴向扩孔的压力；而薄壁不锈钢管手动扩口机的两辨模是靠外模和芯模有0.16毫米的级差，上下加压时管壁有轻微的变形，故此能抵档轴向强大的扩口压力，而拆卸模后，管的表面又不留痕迹。用很小的力能使具有高抗弯强度的不锈钢贴贴服服。
图1是现有技术的用于紫铜管的手动扩口机的示意图；图2是本发明将薄壁不锈钢管8夹持于模具上的示意图，薄壁不锈钢管8管壁在上部模具1、下部模具2和芯模7的偶合作用下呈现“之”形；图3是本发明滚压薄壁不锈钢管8锥口的装配图；
图4是本发明模架9的正视图；图5是扩口薄壁不锈钢管与锥型接头结合示意图接合示意图。
具体实施例方式
在图1中示出现有技术中用于紫铜管的手动扩口机。该紫铜管手动扩口机具有上部模具1、下部模具2，模具内壁有螺旋型的牙，有一个90°的锥型压锥头3及压锥丝杆5。用时将紫铜管放入上部模具1、下部模具2内，根据紫铜管凸出上部模具1、下部模具2的长度而决定紫铜管锥口的大小。再旋紧上部模具1、下部模具2的丝母，由于紫铜很软，很轻易地被螺旋的牙切入紫铜的金属内层，90°锥头在力的作用下很轻易地把铜管的口扩展成喇叭的口。
在用现有紫铜管手动扩口机去加工薄壁不锈钢管8时，由于不锈钢很硬，上部模具1、下部模具2的闭合力没法抵挡得住90°锥头的压力，而将薄壁不锈钢管8推至与上部模具1、下部模具2端面相平的位置，被迫要终止加工程序。所以要加大上部模具1、下部模具2的闭合力，故此要加装油压装置和芯模7。薄壁不锈钢管8每次受锥头施压后总是在焊缝处爆裂，故此又要在90°锥头加装2粒45°斜角的榄型滚珠6，用滚压的方式去加工薄壁不锈钢管8的锥口，从此没有爆裂现象。但是有几个问题无法解决，由于要切入不锈钢的金属表层，上部模具1、下部模具2要选用淬火硬度在洛氏65°的优质钢，要用8～10吨的油压力才勉强成功，要避免钢管移位短尺造成管的寸口太小，每次要多预留1毫米，即比上部模具1、下部模具2的端面长出1毫米左右，加工8～10次后，上部模具1、下部模具2的牙锋口又崩又钝，每次预留的长度要在1毫米的基准上递增，使锥口的大小极不稳定。后来取消上部模具1、下部模具2内壁的螺旋型牙，把模具的内径分2级(第一台阶、第二台阶)、一级(第一台阶)直径少取0.16～0.2毫米，芯模7的外径也是分2级(第三台阶、第四台阶)，另一级(第三台阶)直径也是少取0.16～0.2毫米，如图2的0.08～0.8所示。这样薄壁不锈钢管8在上部模具1、下部模具2和芯模7的偶合作用下，管壁轻微扭曲呈“之”字，如图2示，由于不锈钢有高抗弯强度的特性，拆开模具后的不锈钢管口部几乎不留损伤的痕迹。有了以上的结构，加工出来的锥口尺寸非常稳定，而且锥面的光洁度非常好，锥面的接触闭合得非常好，几乎不用加装垫圈都不会漏水。这个薄壁不锈钢管手动扩口机的优点有重量轻、结构简单、操作容易、使用寿命长、加工出来的产品精度高、质量稳定、成品率高(上述的级差值是加工φ16毫米薄壁不锈钢管径值)。
用本发明的薄壁不锈钢管手动扩口机加工薄壁不锈钢管8的工作程序拿起薄壁不锈钢管8，将螺母无螺纹面的孔套入薄壁不锈钢管8，有螺纹的面向管口，将薄壁不锈钢管8放入上部模具1、下部模具2之间的孔内，薄壁不锈钢管8的端口与上部模具1、下模2的具有锥面的端面对齐。然后将芯模7放入不锈钢管口内，2粒榄柱型滚珠6碰到不锈钢管口为止，再旋紧压模丝杆11，把单向拉力柄10的四方孔套入滚锥头的四方柱上，然后将压锥架4的两只脚对正模架9上的长腰形孔，压锥丝杆5的内孔套入滚锥头的圆柱杆，压锥架4的两只脚的大头部分要穿过模架9的长腰形孔(如图3示)，再反时针方向转动压锥架4达30°角。由此重复三次，按旋紧压锥丝杆5→拉动单向拉力柄10(滚锥头转2周)，重复做3次后，可拆开模具，加工程序完成。
以下以举例的方式对模具直径的选择作出进一步描述以下是按薄壁不锈钢管8在φ16～φ25情况选择，如管径越大级差值应越大。
因为薄壁不锈钢管8的直径要求越大，管壁的厚度要相应地增加，所以上部模具1、下部模具2的内径和芯模7的外径的级差也相应地加大，薄壁不锈钢管8壁在加工时才能呈现出“之”字形态，故此级差要有0.08～0.8的范围。
当薄壁不锈钢管8的直径要求越大，滚锥头的锥型滚柱6的数量相应地增加，只有增加锥型滚柱6的数量才能相应地保证滚锥头3的垂直度。
权利要求
1.一种用于加工扩口式薄壁不锈钢水管连接口的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于其包括上部模具(1)，其内具有第一台阶和第二台阶；下部模具(2)，其内具有第一台阶和第二台阶；锥型滚锥头(3)，该锥型滚锥头(3)的锥型面与水平面的夹角(θ)为45°±10°，其用于与不锈钢管(8)的管口配合；压模丝杆(11)，其用于对上部模具(1)和下部模具(2)施加作用；压锥丝杆(5)，其用于对所述锥型压锥头(3)施加轴向作用力；压锥架(4)，其用于支撑所述压锥丝杆(5)；芯模(7)，其具有第三、第四台阶，在该芯模(7)的后端放置锥形滚柱(6)。
2.如权利要求1所述的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的端面具有锥型面，其锥型面与水平面的夹角(α)为45°±10°，所述不锈钢管(8)放置于所述上部模具(1)和所述下部模具(2)之间，其管口与所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的具有锥形面的端面对齐，再与所述滚柱(6)配合。
3.如权利要求1或2所述的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于所述上部模具(1)和所述下部模具(2)的内径和所述芯模(7)的外径分别有0.08～0.8毫米的级差，并能在上、下压力的作用下，使所述上部模具(1)、所述下部模具(2)向所述芯模(7)挤压。
4.如权利要求3所述的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于所述级差随着不锈钢管直径的增大而增大。
5.如权利要求1或4所述的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于所述滚柱(6)为至少2粒可自由滚动的榄柱形钢珠，其锥型面与水平面的夹角(β)为45°±10°，所述带滚柱(6)的滚锥头(3)具有可进出的轴向挤压力并能正反转。
6.如权利要求5所述的薄壁不锈钢管手动扩口机，其特征在于所述锥形滚柱(6)的数量随不锈钢的管径增大而增加。
全文摘要
本发明提供一种用于加工扩口式薄壁不锈钢管连接口的薄壁不锈钢管手动扩口机，其包括上部模具(1)，其内具有第一、第二台阶；下部模具(2)，其内具有第一、第二台阶；压模丝杆(11)，其用于对上部模具(1)和下部模具(2)施加作用；锥型滚锥头(3)，其用于与不锈钢管(8)的管口配合；压锥丝杆(5)，其用于对所述锥型滚锥头(3)施加作用力；压锥架(4)，其用于支撑所述压锥丝杆(5)；芯模(7)，其具有第三、第四台阶，在该芯模(7)的后端放置锥形滚柱(6)。本发明可将安装不锈钢水管的耗用成本大幅度降低，必将水管安装业推上一个新的平台。
文档编号B21D39/08GK1824424SQ200510052499
公开日2006年8月30日 申请日期2005年2月24日 优先权日2005年2月24日
发明者陈谓雄 申请人:陈谓雄