专利名称：：钢管扩管机用扩管模的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于对大口径钢管用管坯扩径的钢管扩管机的扩管模。
背景技术：
：钢管扩管机发挥去除被UO制管的管坯在挤压或焊接时具有的残余应力，并以最终尺寸整形的作用。钢管扩管机，具有能向半径方向扩大缩小的扩管模，从一端插入管坯的一端，然后一边扩管，一边依次将其向管坯的另一端移动。以往的扩管模，由在圆周方向多个分割成的组合模模块(diessegment)构成，这些组合模模块都由工具钢制造。但是由该工具钢构成的扩管模，具有以下的问题。1.制作费用非常高。2.制作时间长。3.由于模具重量大，因此需要升降设备(crane)，模具换产调整作业需要长时间。4.发生模具的裂损、脱落。5.因扩管时挤入异物、焊道的压上等，在管坯内面附着瑕疵。此外，如果使用以往的由工具钢构成的扩管模，还存在产生模痕(棱角)的问题。在扩径模时在邻接的组合模模块间产生间隙(gap)。在该间隙间，不支持管坯内面，直线状变形。结果，扩管后的管坯内面，微观看形成多角形状。另外，由于组合模模块的侧缘部是刚性体，所以在管内面，在与组合模模块连接的部分和不连接的部分上产生明显的断坡。尤其，随着模面压的增大，该倾向更显著。如此，产生模痕。为了防止发生如此的模痕，在特开昭57-41836号公报中，提出了在模表面附着凹凸模样，通过调整模表面和管坯内面的摩擦力，使扩管时的滑动均匀化。但是，在该模具中，存在在管坯表面转印凹凸模样的问题，此外，也依然残存椭圆度、模痕的问题。在特开平4-71737号公报中，为减少模痕，提出了模径和管坯内径的最佳比。但是，必须每个管径都准备模具，此外，也不能完全去除模痕。在特开昭62-244529号公报中，提出在弯曲加工直管时，在弯曲部分插入树脂制的芯材，防止弯曲部分的椭圆变形。但是，该树脂制的芯材不能用于承受高压缩力的模。
发明内容本发明的目的是提供一种钢管扩管机用扩管模，即提供通过将扩管模的材质从以往的工具钢变更为合成树脂，使各组合模模块具有弹性，而防止模痕的发生的钢管扩管机用扩管模。本发明的钢管扩管机用扩管模，利用扩径自如的扩管模，对大口径钢管用管坯进行扩口、整形，其特征是所述钢管扩管机由拉杆、锥体、保持环、扩管模构成，在拉杆的外周上嵌入有锥体，在锥体的外周上滑动自如地安装有扩管模，在轴向两端安装保持环，构成所述扩管模的组合模块至少由与大口径钢管用管的内面接触的由结晶性热可塑性树脂成形的表面侧部分、和与钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分构成。由此，解决上述问题。优选所述组合模模块中，用结晶性热可塑性树脂成形与所述钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分。优选在所述组合模模块中，用钢材成形与所述钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分。优选所述组合模模块是，用酚醛系树脂成形与管坯内面接触的表面侧部分，并且用聚酰胺系树脂成形与所述钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分。优选，将扩管模的外径D1和扩管后的管内径D2的比(D1/D2)设定在1.00以上。在本发明的扩管模中，由于各组合模模块具有弹性，所以侧缘部滑动地变形，不对管坯表面产生急剧的断坡。其结果，棱角的程度也减小。在本发明中，采用结晶性热可塑性树脂。该树脂具有弹性，耐压缩强度高。以往无如此的树脂，但近年来已开发、市售。通过将组合模模块规定为树脂制，可得到如下优点。1.高压缩性通过在扩管时使管坯塑性变形，对组合模模块作用大的压缩力。组合模模块能抵抗该压缩力。2.高弹性在管坯内面出现异物、焊道等小的突起的情况下，在此处集中作用压缩力。即使在如此的情况下，组合模模块也弹性变形，组合模模块不产生裂纹。此外，通过侧缘部弹性变形，如上所述，不产生模痕。3.易修补性如果重复使用模具，就会在组合模模块的表面产生瑕疵，也进行磨损。在此种情况下，需要修补模具或更换。树脂，容易产生瑕疵，但容易加工。容易通过切削或堆焊等，修补组合模模块的不良部分。4.低比重一般来说，钢的比重为7.8，而树脂的比重为1.2，钢的比重大约是树脂的6.5倍。在模替换时，由于树脂制模轻，所以能够安全·迅速地进行作业。5.椭圆度由于使组合模模块具有弹性，所以首先使组合模模块的侧缘部与管坯内面接触，然后，一边使侧缘部弹性变形一边加压。如此，组合模模块与管坯紧密接触，保持接近真圆的圆弧。因此，优选将扩管后的管内径D2与扩管模的外径D1的比(D1/D2)规定在1以上。图1是钢管扩管机的纵剖面图。图2是图1的钢管扩管机的横剖面图。图3是组合模模块的横剖面图，表示各种结构。图4是表示钢管内面的棱角的曲线图。图5是表示钢管扩管机的模换产调整作业时间的曲线图。图中1-钢管扩管机，2-管坯，3-扩管模，11-拉杆，12-锥体(cone)，14-固定键(tablekey)，31-组合模模块，311-表面侧部分，312-支持部侧部分。具体实施方式(实施例)参照图1～5，说明本发明的钢管扩管机用扩管模的实施例。首先，参照图1、图2，对本发明的扩管模所用的钢管扩管机进行说明。钢管扩管机1通过扩径自如的扩管模3，对大口径钢管用管坯2进行扩口、整形。钢管扩管机1由拉杆11、锥体12、保持环13、扩管模3构成。在拉杆11的外周上嵌入锥体12，在锥体12的外周上滑动自如地安装扩管模3，在轴向两端安装保持环13。在保持环13的内侧设置固定键14，用于使扩管模3的扩缩作用保持固定。如图2所示，扩管模3由在圆周方向分多个割成的组合模模块31构成。通过向图1中箭头15的方向(朝左方向)引出拉杆11，与拉杆11-同向左移动带锥度的锥体12，向图1、图2所示箭头32方向扩径组合模模块31。由此，扩口大口径钢管用管坯2。如此，钢管扩管机1去除UO制管的管坯2的挤压或焊接工序时发生的残留应力，同时按最终尺寸整形。本发明的扩管模3，如图3所示，可以按以下任何一种构成，即用结晶性热可塑性树脂成形各组合模模块(diessegment)31(A)；用结晶性热可塑性树脂成形与管坯2的内面接触的表面侧部分311，用钢材成形与钢管扩管机1的锥体13接触的支持部侧部分312(B)；用聚酰胺系树脂成形支持部侧部分312(C)。结晶性热可塑性树脂(聚酰胺系树脂、酚醛系树脂等)具有弹性，耐压缩强度高。该特性非常适合本发明的组合模模块31。与锥体12接触的组合模模块31的支持部侧部分312，从润滑性、磨损系数、耐久性等方面考虑，优选规定为钢材。考虑到组合模模块31的磨损，优选形成多层树脂，用高强度的树脂覆盖最外层。例如，如图3(C)所示，也可以将聚酰胺系树脂作为本体，在其上覆盖厚度大约3mm的酚醛系树脂。优选将扩管模的外径D1和扩管后的管内径D2的比(D1/D2)设定在1.00以上。下面，说明本发明的具体的实施例。用聚酰胺系树脂制造组合模模块31，设定D1/D2＝1.15。扩管管坯2的外径760mm(30in)、厚度6.35mm，材质STPY400(JISG3457)。最大峰间距离(peak-to-peak)为0.6mm的偏心度。在以往的模中，为0.8～2.0mm。在管坯内面未发生瑕疵，表面性状极好。另外，在聚酰胺系树脂制的组合模模块31之上，覆盖3mm厚的酚醛系树脂。在使用后的组合模模块的表面瑕疵、磨损量方面，与聚酰胺系树脂制的组合模模块31相比，大致减少一半。结果，模具寿命大致延长2倍。聚酰胺系树脂制的组合模模块，在使用中产生两端侧缘部的磨损，但即使D1/D2＝0.95，也能够无特大偏心地加工。根据制品要求精度，即使磨损模具，也能够使用。为了比较，以下表示采用以往的工具钢(SKD-11)制的模具和采用聚酰胺系树脂制的本发明的模具的扩管管坯的结果。首先，表1示出使用的模具的机械性能。表1在SKD-11制模具中，由于非常难应变，所以在管坯内面残留模痕。结果，形成多角形状。采用本发明的聚酰胺系树脂制模具，不残留模痕，能够大致光滑地扩管。图4表示扩管后的管坯内面的棱角。图4(A)表示采用以往的模具的情况，图4(B)表示采用本发明的模具的情况。在采用以往的模具的情况下，为了修正棱角，通过将组合模模块的宽度的仅一半向管坯圆周方向旋转，进行2次扩管，从而减小棱角。这样，需要通常扩管时间的2倍时间，生产效率降低。图5表示模具换产调整作业时间的比较结果。在本发明的模具中，与以往的模具相比，由于大约轻量化到6.5分之1，所以不需要升降设备，能够缩短作业时间。根据本发明，由于用树脂成形组合模模块，所以具有弹性，不会在管坯内面产生模痕及多角化，此外，由于能够轻量化，因此能够在短时间内进行模具更换，另外，能够将D1/D2在大范围使用，能够削减保有模具数。权利要求1.一种钢管扩管机用扩管模，利用扩径自如的扩管模，对大口径钢管用管坯进行扩口、整形，其特征是所述钢管扩管机由拉杆、锥体、保持环、扩管模构成，在拉杆的外周上嵌入有锥体，在锥体的外周上滑动自如地安装有扩管模，在轴向两端安装保持环，构成所述扩管模的组合模块至少由与大口径钢管用管的内面接触的由结晶性热可塑性树脂成形的表面侧部分、和与钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分构成。2.如权利要求1所述的钢管扩管机用扩管模，其特征是用结晶性热可塑性树脂成形所述支持部侧部分。3.如权利要求1所述的钢管扩管机用扩管模，其特征是在所述组合模模块中，用钢材成形与所述钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分。4.如权利要求1所述的钢管扩管机用扩管模，其特征是所述组合模模块是，用酚醛系树脂成形与管坯内面接触的表面侧部分，并且用聚酰胺系树脂成形与所述钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分。5.如权利要求1～4中任何一项所述的钢管扩管机用扩管模，其特征是将扩管模的外径D1和扩管后的管内径D2的比(D1/D2)设定在1.00以上。专利摘要本发明提供一种在大口径管的机械式扩管时可去除钢管的棱角的，用于对大口径钢管用管坯扩径的钢管扩管机的扩管模。本实用新型的钢管扩管机用扩管模利用扩径自如的扩管模，对大口径钢管用管坯进行扩口、整形，所述钢管扩管机由拉杆、锥体、保持环、扩管模构成，在拉杆的外周上嵌入有锥体，在锥体的外周上滑动自如地安装有扩管模，在轴向两端安装保持环，构成所述扩管模的组合模块至少由与大口径钢管用管的内面接触的由结晶性热可塑性树脂成形的表面侧部分、和与钢管扩管机的锥体接触的支持部侧部分构成。结果，能够使模具轻量化，缩短模具换产调整作业时间，扩大模的应用尺寸范围，还能够削减模具保有数。文档编号B21D39/08GK2855577SQ20052011289公开日2007年1月10日申请日期2005年8月10日优先权日2005年8月10日发明者渡边满,福川贺皓申请人:住友金属工业株式会社