专利名称：双模双芯拉伸带内齿铜管工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及复杂金属管材拉伸变形的工艺及设备，具体地说是双模双芯拉伸带内齿的铜管工艺及设备。
背景技术：
金属拉伸变形是金属冷加工常用的一种成型方式，对铜管加工，拉伸变形也是最主要的加工方式之一。铜管材拉伸分为直线拉伸、盘管拉伸和连续拉伸等。金属拉伸基本变形原理(参见图1)为将待变形金属坯管(7)头部缩小，从安装在前梁模孔(6)内的外模(5)中穿过，在模前端用装在拉伸小车(2)上的夹头(3)钳住伸出部位，拉伸小车在直线拉车(1)上由传动链条拖动，伸出的管坯被被小车牵引强行通过外模变形，在坯管内部放一芯头(4)，变形将在内外同时产生，不仅外形缩小，壁厚也变薄。为保证芯头不随管坯一起从外模孔中穿过，芯头一般通过螺纹旋拧在芯杆(8)上。芯杆从尾架(9)孔中穿过，芯杆长度从尾架一直到前梁模孔，待拉伸的坯管从前往后穿在芯杆上，芯杆是活动的，穿坯管时可后退，芯杆后端装一个比尾架小孔大一些的实心堵头，尾架挡住堵头确保芯杆不往前，堵头和尾架面板间由垫片调节，由此限定芯头在外模中的工作位。盘管拉伸和连续拉伸是采用不同方式施加变形力完成金属管坯变形，在芯头和外模构成的变形空间内强制坯管通过变形的原理是一样的。
强行使坯管通过外模和芯头构成的变形空间变形，每一道次拉伸允许的变形量由金属本身性能决定，大的变形量要由多道次拉伸来完成。多道次拉伸，每一道次的拉伸都有一定的变形量，每一道次的变形量都控制在金属强度允许的范围之内，构成了金属拉伸变形传统的工艺。
一根厚壁的铜管可通过多次甚至十几次的拉伸完成减壁减径量，对带内齿的铜管变形，只能实施一次拉伸，第二次拉伸必然乱齿，造成铜管断裂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有直线拉伸工艺只能对要求内齿的铜管一次拉伸不能形成深齿的工艺而提供一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺及装置。
本发明技术方案如下本发明公开一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺及装置，在直线拉伸设备前端模孔内装两套外模，固定芯杆前端安装固定在一起带外齿的两个长芯头，其特点是前模的孔径比后模的孔径小，前芯头外径比后芯头外径小，前芯头是矩形齿、后芯头是T型齿； 固定芯杆后端安装有芯杆送进机构油缸组件，油缸组件可随芯杆的动作在尾架后端平面上来回移动，由调节螺栓控制芯头在外模定径带中的位置，其特点是送进油缸前端安装送进活塞，送进活塞和其上方安装的二位四通油阀连通，中间是和二位四通油阀连通的储油槽，储油槽中装有泵油活塞，后部是气缸，泵油活塞和气缸内装的气动活塞相连接，气缸上装着三位五通气阀； 该送进油缸由自动控制装置控制，在一次拉伸过程中可分别完成送进活塞、泵油活塞、气缸活塞的动作，其中送进活塞的送进距离为8mm。
本发明和现有直线拉伸铜管工艺相比有以下优点，本发明采用了双模双芯，在一次拉伸中先对坯管采用一道拉伸变形，通过送进机构让产生第二道变形的芯头进入工作位，对完成了第一次变形的坯管实现第二次拉伸变形的工艺，使产品能经二次减径、减壁以达到矩型齿的要求。
下面结合发明实施例及附图对本发明的工艺及装置作进一步的说明
图1是传统直线拉伸变形示意图。
图2是双模双芯拉伸工艺示意图。
图3是双芯示意图。
图4是后芯头示意图。
图5是前芯头示意图。
具体实施方案 本发明的基本设计思想体现在以下几个方面。
1、本发明采用了多道次延伸变形，利用双模双芯将二次变形过程放在一个拉伸行程中。双模双芯一次拉伸避免了分两次拉伸带内齿铜管、第二次拉伸变形和第一次变形齿形间不可避免的不重迭从而造成断管。
2、本发明采用了直芯头短定径带外模，外模进口锥角在4-8度之间，坯管在进入后模进口锥减壁时已经被压在后芯头上形成T型齿，经定径带定径进入前模时，带T型齿的坯管在前模的进口锥压迫下进一步变形，前芯头是按矩型齿设计，成品管呈现出矩形齿。
3、本发明在芯杆尾部设计了可自动控制送进的油缸组件，在拉伸起始位，送进油缸中的送进活塞后退到底，前腔充满油，二位四通油阀关闭，调节螺栓调节送进油缸和尾架面板之间的距离，保证送进活塞连接的芯杆上装的后芯头进入后模的定径带，此时前芯头还不到前模位。拉伸起始，通过芯杆传到送进活塞的拉伸力压缩送进活塞前腔液压油，前腔压力增高但送进活塞不动作，坯管在后模、后芯头间通过变形，经过变形的坯管进入前模工作位时，自动控制装置令二位四通阀接通，前腔液压油在前端拉伸力作用下从油孔a泄出(经二位四通阀从油孔c进入储油槽)，送进活塞前进，双芯前送，前芯头进入前模工作位，双模双芯同时工作，拉伸管按双模双芯设计的齿深在坯管上形成所要求的齿型及深度。
4、本发明在完成一次拉伸后，通过压缩空气，推动气缸活塞动作、前进，从而推动泵油活塞前进，储油槽中的液压油被泵入送进活塞前腔，送进活塞被推动返回到位，前芯头脱离前模定径带，二位四通油阀关闭，准备下一次拉伸。
5、本发明的送进油缸组件底部是平面，可在尾架后端平面上来回移动，尾架挡住送进油缸活塞盖以保证送进油缸在工作时紧顶在尾架前，通过调节螺栓调节送进油缸和尾架面板的距离，保证芯头在外模中的位置。
根据上述发明思想，结合现场实施实例，参见图2可知本发明双模双芯拉伸带内齿铜管采用了在传统的直线拉伸机前梁模孔(6)内安装了前模(11)、后模(12)，与之相配的是前芯头(10)，后芯头(13)，前模和前芯头构成了一变形工作区，后模和后芯头构成了另一变形工作区。图上所示前芯头尚未进入前模工作区，坯管(7)在此段不会产生减壁变形。
本发明双芯加工后固联在一起，每个芯头上开有15个齿型，前芯头是矩形齿，后芯头是T型齿，双芯固定在一起时前后齿的中心线要保证重合。
本发明双芯安装在固定芯杆(8)上，芯杆后端固定在送进活塞(16)上，送进活塞安装在送进油缸(18)和活塞盖(15)构成的活塞腔内，活塞前端有油孔a和二位四通油阀(17)相连，后端有油孔b和大气相连。送进油缸中部是储油槽，安装有泵油活塞(19)，泵油活塞由隔板(20)密封，隔板通过螺丝和送进油缸固联。泵油活塞前端储油槽有油孔c和二位四通油阀相连。泵油活塞后端空间通过隔板上的小气孔d和气缸前腔相连，此腔常通大气，泵油活塞前进后退时不会存在背压。
本发明泵油活塞后端通过紧固螺栓(23)将气缸活塞(22)固定，气缸活塞在送进油缸后盖(24)和隔板构成的气缸空间内滑动，气缸前端有气孔e、后端有气孔f分别和三位五通气阀(21)相连。气阀在中间位时和大气连通。
本发明拉伸起始，在储油槽内注满液压油，图2所示即油槽满油时的位置。三位五通气阀和二位四通油阀都处在接通位，压缩空气通过三位五通气阀从气孔f进入气缸后腔，推动气缸活塞从左往右移动，气缸前腔空气从气孔e经气阀排出。泵油活塞被气动活塞带动从左往右移动，油槽内的液压油通过油孔c经二位四通油阀从油孔a进入送进活塞前腔，强迫送进活塞后退，带动芯杆从而带动双芯后退至固定位。此固定位应当保证双芯中的前芯头脱离前模，而后芯头的前端正好处在后模工作带，如图示。此位置的准确调整是通过调节螺栓(14)来完成的。送进油缸底部是平面结构，可在床身尾架后端平面上来回滑动，调节螺栓安装在活塞盖上，一端顶住尾架的面板，螺栓可全部旋转进入活塞盖，也可退出50mm，这样就在10-50mm范围内调节送进油缸和床身尾架之间的距离，从而调节芯头在外模间的准确位置。
本发明当拉伸小车牵引坯管前行时，二位四通油阀处在关闭位，送进活塞前腔被封闭，送进活塞的截面积产生的压力足以让芯杆将芯头固定在一个位置上，坯管在后模和后芯头构成的变形空间内被强制通过、变形，形成T型齿。此时前芯头尚未进入前模工作带的位置，前模迫使管坯减径通过，但没有芯头在内壁形成足以使坯管壁厚减薄的压应力，坯管通过前道模相当于空拉。
本发明当经后模变形已形成T形齿的坯管进入前模时，位置信号触发二位四通油阀，油阀接通，拉伸力通过变形的坯管拉住芯头往前，通过芯杆拉动送进活塞往前，此时前腔油将通过油孔a，进入油阀并从油孔c泄入储油槽。送进距离由送进活塞顶住活塞盖定。本实施例此距离定为8mm。当双芯随着芯杆往前送进一段距离(8mm)后，前芯头从原先脱离前模工作位到进入工作位，已形成T形齿的坯管进入前芯头和前模构成的变形空间，坯管继续变形，前芯头的齿形是矩形的，坏管最终以矩形齿成品管拉出。
本发明泵油活塞和气动活塞连为一体，分别处在气缸和油缸间，拉伸时三位五通气阀处在中间位，气动活塞两端都和大气连通，二位四通油阀接通，从油孔c泵回的油将推动泵油活塞往左，和泵油活塞相连的气动活塞因为两端和大气连通，也处在随动位，不会成为阻力，泵油活塞前腔储满油。
在结束一个道次拉伸后，结束信号触发油阀和气阀，油阀连通，气阀处在进气位，气动活塞从左往右移动，进而推动泵油活塞将油槽中的储油通过油阀泵进送进活塞前腔，送进活塞往左复位，芯杆后退，双芯头后退，二位四通油阀关闭，又回到拉伸起始位。
本发明实施例拉伸￠18.87×1.5带内齿铜管，15齿，齿深0.35，矩形。
序号名称 直线拉车(1) 拉伸小车(2) 夹头(3) 芯头(4) 外模(5) 前端模孔(6) 金属坯管(7) 芯杆(8) 尾架(9) 前芯头(10) 前模(11) 后模(12) 后芯头(13) 调节 螺栓(14) 活塞盖(15) 送进活塞(16) 二位四通油阀(17) 送进油缸(18) 泵油活塞(19) 隔板(20) 三位五通气阀(21) 气缸活塞(22) 紧固螺栓(23) 后盖(24) 油孔a油孔b 油孔c 气孔d 气孔e 气孔f
权利要求
1.一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺，其特征是在直线拉伸设备前端模孔内装两套外模，固定芯杆尾部安装送进油缸，芯杆前端安装固定在一起带外齿的两个长芯头，前模的孔径比后模的孔径小，前芯头外径比后芯头外径小。
2.如权利要求1所述的一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺，其特征是本发明采用了直芯头短定径带外模，后芯头采用T型齿，15齿，前芯头采用矩型齿，15齿，前后芯头间有8mm的间距，前后芯头中心线重合，成品管为矩形齿。
3.如权利要求1所述的一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺，其特征是芯杆尾部安装的送进油缸中的送进活塞后退到底，前腔充满油，二位四通油阀关闭，调节螺栓调节送进油缸和尾架面板之间的距离，保证送进活塞连接的固定芯杆上装的后芯头进入后模定径带；拉伸起始，坯管在后模、后芯头构成的变形空间通过、变形，经过变形的坯管进入前模工作位，二位四通油阀接通，前腔液压油在前端拉伸力作用下从油孔a泄出，送进活塞前进，前芯头进入前模工作位，双模双芯同时工作，拉伸管形成所要求的齿型及深度。
4.如权利要求1所述的一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺，其特征是本发明装置在完成一次拉伸后，通过压缩空气，推动气动活塞前进，泵油活塞前进，储油槽中的液压油被泵入送进活塞前腔，送进活塞被推动返回到位，前芯头脱离前模定径带，二位四通油阀关闭，准备下一次拉伸。
5.如权利要求1所述的一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺，其特征是本发明装置的送进油缸底部是平面，可在尾架后端平面上来回移动，尾架挡住送进油缸活塞盖以保证送进油缸在工作时紧顶在尾架前，通过调节螺栓调节送进油缸和尾架面板的距离，保证芯头在外模中的位置。
全文摘要
本发明公开一种双模双芯拉伸带内齿铜管工艺及装置，其特征为在直线拉车(1)前端模孔(6)内装前模(11)后模(12)，固定芯杆(8)前端安装固联的前芯头(10)、后芯头(13)，其特点是前芯头T型齿，后芯头矩形齿、两芯头齿形中心线重合；固定芯杆后端安装送进油缸(18)，送进油缸可随芯杆动作在尾架(9)后端平面上移动，调节螺栓(14)控制芯头在外模中的位置，其特点是送进油缸前端安装和二位四通油阀(17)连通的送进活塞(16)，中间是和油阀连通的储油槽，储油槽中装有泵油活塞(19)，后部是气缸，泵油活塞和气缸内装的气动活塞(22)相连接，气缸上装着三位五通气阀(21)；送进油缸在一次拉伸过程中可分别完成送进活塞、泵油活塞、气动活塞的动作。
文档编号B21C1/24GK101229568SQ20071004122
公开日2008年7月30日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者王晓邦, 岗 徐, 波 杨, 沈嘉麟 申请人:上海市飞驰铜铝材有限公司, 王晓邦, 岗 徐, 波 杨, 沈嘉麟