大长度异形铜管生产线及生产方法与流程

本发明涉及有色金属加工领域，尤其涉及一种大长度异形铜管生产线及生产方法。

背景技术：

铜导线管是一种空心铜管产品，具有导电截面大、单位时间通过冷却介质流量多、散热性能好等特点,是原子能工业和电机工业用于制造各种电机线圈和加速器的关键材料；目前，这种单孔或多孔的异形铜管主要采用传统的穿孔挤压-轧制-拉拔工艺生产，工艺过程复杂、生产周期长、能耗高、材料利用率低，铜管长度受坯料尺寸限制，由于国内铜管生产能力的限制，一根500米长的导线就需要多根铜管焊接在一起，因此带来很多额外的技术难题，增加了研发成本，延长了新产品的开发周期，而大长度异形空心铜导线管的加工需要有短流程、低能耗、近终形的全新替代工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可一次成型，不需要拉拔，长度不受限制，整个工艺过程流程短、生产灵活、高效、节能的大长度异形铜管的生产线及生产方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种大长度异形铜管生产线，由铜杆放线架（2）、铜杆校直装置（3）、连续挤压机（4）、产品冷却系统（5）、记米器（6）和收排线机（7）组成。

所述连续挤压机（4）包括挤压轮（8）、压料轮（9）、腔体（10）、挡料块（11）、凸模（12）、凹模（13）、腔体盖（14）、刮刀（15）、导板（16）和靴座（17），压料轮（9）设置在挤压轮（8）上，刮刀（15）设置在挤压轮（8）的外侧，导板（16）设置在挤压轮（8）与靴座（17）之间，腔体（10）设置在靴座（17）内，凸模（12）和凹模（13）安装在腔体（10）内，腔体盖（14）安装在腔体（10）上，挡料块（11）设置在挤压轮（8）与腔体（10）的接触面处。

所述挤压轮（8）的外圆周面上设有三个相互平行且垂直于轴线的环形沟槽，中间的环形沟槽（18）的轴向剖面为矩形，两侧环形沟槽（19）的轴向剖面为凸字型。

所述压料轮（9）的外圆周面上有三个相互平行且垂直于轴线的环状凸起，中间环状凸起伸入挤压轮的中间环形沟槽，两侧环状凸起（21）分别伸入挤压轮两侧环形沟槽（19）。

所述腔体（10）上设有两组同时与挤压轮外圆周面相配合的第一弧面（22），在两组弧面的末端分别设有两个进料孔（23），两个进料孔由一个凹腔（24）相连，凹腔的中心部位设有一个凸起的小岛（25），小岛的中心设有小岛中心孔（26），在两个进料孔相邻的位置各有一个矩形槽（27）。

所述挡料块（11）上设有两个带状凸起（28）和一个沉槽（29）。

所述凸模（12）在出料端沿挤出方向设有多个定径区（30），定径区（30）的截面为圆形或非圆形。

所述刮刀（15）为长条形平板结构，一端设有两个带有尖角刃口的凸起（31），所述两个凸起伸入挤压轮的两侧环形沟槽（19）内。

所述导板（16）为圆弧形结构，导板（16）的内侧弧面上有两组同时与挤压轮外圆周面相配合的第二弧面（32）。

本发明为实现上述目的所采用的另一种技术方案是：一种根据权利要求1所述生产线的大长度异形铜管生产方法，包括以下步骤：

a、将两根铜杆穿过铜杆放线架和铜杆校直装置后，进入连续挤压机；

b、启动连续挤压机，使挤压轮旋转，将两根铜杆分别放入挤压轮两侧的环形沟槽和压料轮两侧的环状凸起之间，经过压料轮后，两根铜杆由挤压轮的环形沟槽夹紧，随挤压轮一起转动，遇到挡料块后改变流动方向进入腔体，然后沿腔体的进料孔进入凹腔，铜杆在凹腔内在高温高压作用下进行焊合，焊合后由腔体内的凸模与凹模内孔之间的空隙挤出形成铜管；

c、形成铜管后进入产品冷却系统，然后通过计米器后缠绕在收排线机上，完成大长度异形铜管的生产。

本发明一种大长度异形铜管生产线及生产方法，采用两根上引连铸纯铜或铜合金杆作为坯料，无需加热，只需更换凸模与凹模就可以实现不同形状、不同规格铜管的连续挤制，铜管可一次成型，不需要拉拔，长度不受限制，整个工艺过程流程短、生产灵活、高效、节能；两根坯料在凹腔内实现冶金结合，结合区域可达到与母材相接近的抗拉强度，铜管长度没有限制。

附图说明

图1是本发明一种大长度异形铜管生产线的结构示意图。

图2是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机成型部分结构示意图。

图3是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的挤压轮结构示意图。

图4是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的挤压轮剖视图。

图5是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的压料轮结构示意图。

图6是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的腔体结构示意图一。

图7是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的腔体结构示意图二。

图8是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的挡料块结构示意图。

图9是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的凸模结构示意图。

图10是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的刮刀结构示意图。

图11是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的导板结构示意图。

图12是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的挤压轮两侧沟槽内筒层结构示意图一。

图13是本发明一种大长度异形铜管生产线的连续挤压机的挤压轮两侧沟槽内筒层结构示意图二。

具体实施方式

如图1至图13所示，本发明的大长度异形铜管的生产线，由铜杆放线架2、铜杆校直装置3、连续挤压机4、产品冷却系统5、记米器6和收排线机7组成，连续挤压机4包括挤压轮8、压料轮9、腔体10、挡料块11、凸模12、凹模13、腔体盖14、刮刀15、导板16和靴座17，压料轮9设置在挤压轮8上，刮刀15设置在挤压轮8的外侧，导板16设置在挤压轮8与靴座17之间，腔体10设置在靴座17内，凸模12和凹模13安装在腔体10内，腔体盖14安装在腔体10上，挡料块11设置在挤压轮8与腔体10的接触面处，挤压轮8为一个环形件，挤压轮8的外圆周面上设有三个相互平行且垂直于轴线的环形沟槽，中间环形沟槽18的轴向剖面为矩形，与压料轮压的中间环状凸起20相配合，对主轴轴向进行定位，两侧环形沟槽19的轴向剖面为凸字型，工作时，铜杆11由此喂入，压料轮9为一个环形件，压料轮9的外圆周面上有三个相互平行且垂直于轴线的环状凸起，中间环状凸起20伸入挤压轮的中间环形沟槽，用于挤压轮轴向定位，两侧环状凸起21分别伸入挤压轮两侧环形沟槽19，将铜杆压入挤压轮的沟槽；压料轮9的轴向固定，不能左右窜动，腔体10上设有两组同时与挤压轮外圆周面相配合的第一弧面22，在两组弧面的末端分别设有两个进料孔23，两个进料孔由一个凹腔24相连，凹腔的中心部位设有一个凸起的小岛25，小岛的中心设有小岛中心孔26，用于安装凸模12，在两个进料孔相邻的位置各有一个矩形槽27，用于安装挡料块11，挡料块11上设有两个带状凸起28和一个沉槽29，挡料块宽度e大于带状凸起宽度c，带状凸起宽度c大于沉槽宽度d，凸模12可以安装在腔体上，也可以和腔体做成整体结构，在出料端沿挤出方向设有多个定径区30，可以在一个凸模上实现不同规格产品的挤压，定径区30的截面为圆形或非圆形，凹模13内孔是圆形或非圆形，刮刀15为长条形平板结构，一端设有两个带有尖角刃口的凸起31，两个凸起伸入挤压轮的两侧环形沟槽19内，导板16为圆弧形结构，导板16的内侧弧面上有两组同时与挤压轮外圆周面相配合的第二弧面32，挤压轮初次旋转一周后，在挤压轮两侧沟槽内附着一层薄的第一铜层33，经过刮刀后，将沟槽侧壁的铜层切掉一部分，形成第二铜层34，采用压料轮对挤压轮轴向进行定位；刮刀尺寸b介于挤压轮沟槽尺寸a和挡料块尺寸e之间。

一种大长度异形铜管生产方法，采用两根上引连铸纯铜或铜合金杆作为坯料，无需加热；采用带有沟槽的旋转挤压轮进行驱动，坯料与挡料块接触后流动方向发生90°的转变，经过进料孔进入焊合室，在焊合室内两根坯料汇合，在温度和压力的作用下实现冶金结合，然后从凸模与凹模之间的缝隙挤出，形成异形铜管，只需更换凸模与凹模就可以实现不同形状、不同规格铜管的连续挤制，铜管可一次成型，不需要拉拔，长度不受限制；采用两根上引连铸无氧纯铜或铜合金杆盘条作为坯料，铜杆经过在线清洗，去除表面油污和氧化层后，进入连续挤压机，由旋转挤压轮的摩擦力驱动进入腔体的凹腔，在凹腔内在高温高压作用下焊合后，从凸模与凹模的缝隙挤出形成铜管，只要持续喂入连续的铜杆，就可以得到大长度的铜管产品；具体步骤为：首先，将腔体10、挡料块11、凸模12、凹模13和腔体盖14装配在一起，在一定温度下预热后，按照图2所示位置关系和挤压轮8、压料轮9、刮刀15、导板16和靴座17装配在一起；将两根铜杆1穿过铜杆放线架2、铜杆校直装置3，启动挤压机4，使挤压轮8旋转，将两根铜杆坯料分别放入挤压轮两侧环形沟槽18和压料轮两侧环状凸起21之间，经过压料轮9后，铜杆1由挤压轮的环形沟槽夹紧，随挤压轮8一起转动，遇到挡料块11后改变流动方向进入腔体10，沿进料孔23进入凹腔24，铜杆1在凹腔24内在高温高压作用下进行焊合，焊合后由凸模12与凹模13内孔之间的空隙挤出形成铜管，形成铜管后进入产品冷却系统5，通过记米器6后缠绕在收排线机7上，完成大长度异形铜管的生产。