专利名称：一种膨胀式冲头的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属冲削装置，尤其涉及一种属于刀具的膨胀式冲头。
背景技术：
在钻杆或二变径管子组合的生产过程中，通过采用摩擦焊接方法而将钻杆接头与 钻杆管体或二变径管子彼此之间的管体连接起来，摩擦焊接后的焊缝处内、外壁会产生飞 边。管子内壁因孔径大小不同，必须采用特殊的加工方法去除飞边，使内腔清洁光滑。因此 去除飞边是一道重要的关键工序。传统的去除飞边的方法有直孔冲切法、分体式冲切法和 磨削法。
直孔冲切法需二次热处理，生产周期长； 分体式冲切法在焊缝处预先放入主冲头，安全隐患大； 磨削法的磨削加工效率低。 上述三种方法需采用二次热处理，生产周期长，效率低，成本高，安全性差，所以， 不适宜大规模生产。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种膨胀式冲头，其结构简单，操作方便，安全可靠， 并可提高生产效率和内孔质量、避免二次焊缝热处理和降低生产成本，适于大规模的钻杆 或二管子组合的生产线。 为实现上述目的，本发明的膨胀式冲头，具有T形前冲头、第一层刀块、第二层刀 块、第三层刀块和刀块座， 所述刀块座的内部具有由内凸缘隔开的两端开口的两个空间， 在处于所述两个空间中的一个空间处的所述刀块座的外周面上开设有沿所述刀
块座长度相隔一定距离地与该一个空间垂直连通并对穿的共三组刀块径向伸縮槽， 处于所述两个空间中的一个空间内的所述T形前冲头的轴身由分别带有一定锥
度的大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴构成，所述第一层刀块、第二层刀块、第三层刀块分别
具有锥度与所述一定锥度一致的锥孔并通过所述三组刀块径向伸縮槽而依次分别安装在
所述大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴上， 所述T形前冲头的轴端穿过垫圈利用弹簧垫圈和六角螺母而安装在所述两个空 间中的另一个空间内，该另一个空间由挡圈封住并在该封闭的空间内安装有始终对所述垫 圈施力的压縮弹簧， 在所述第一层刀块、第二层刀块、第三层刀块上分别安装有拉力弹簧。 在上述本发明中，最好所述T形前冲头的大头端的内侧面与所述挡圈相反侧的所
述刀块座端面之间距离为10 20mm。 另外，所述锥度最好为15 40度。 另外，最好所述三组刀块径向伸縮槽互相之间沿所述刀块座的外周面相隔120度。 另外，还最好在所述挡圈侧的所述刀块座另一端面固定有冲头座(12)，在所述冲 头座上连接有推杆(13)。 采用本发明的膨胀式冲头，可将焊接内飞边时焊缝处管径大于外端孔径的部分， 克服了原要求焊缝处二管孔径必须一致的缺点，适于外端为小孔径、内部焊缝处为大孔径 的管子加工，取消了二次热处理，縮短了生产周期，从而降低了制造成本和提高了劳动生产 率，
图1为膨胀式冲头结构的未装上推杆之前的结构示意图。 图2为安装有推杆的膨胀式冲头进入管子内处于还未对二管子焊接处对飞边进 行冲切状态的示意图。 图3为膨胀式冲头开始进入冲削状态的示意图。
具体实施例方式
下面，根据各
本发明的膨胀式冲头的较佳实施例。 如图1所示，本发明的膨胀式冲头，具有T形前冲头1、第一层刀块2、第二层刀块 3、第三层刀块6和刀块座5。 刀块座5的内部具有由内凸缘(未图示)隔开的两端开口的两个空间5a、5b，在处 于两个空间5a、5b中的一个空间(图示为5a)处的刀块座5的外周面上开设有沿刀块座5 长度相隔一定距离地与该一个空间5a垂直连通并对穿的共三组刀块径向伸縮槽5-l、5-2、 5-3。 处于两个空间5a、5b中的一个空间5a内的T形前冲头1的轴身由分别带有一定 锥度(参照图1或图2、3所示，在本发明较佳实施例中将该锥度设为30度即斜面为15度) 的大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴(未图示)构成，第一层刀块2、第二层刀块3、第三层刀 块6分别具有锥度与上述一定锥度30 —致的锥孔，并通过三组刀块径向伸縮槽5-l、5-2、 5-3而依次分别安装在所述大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴(未图示)上。
也就是说，第一层刀块2、第二层刀块3、第三层刀块6在装入三组刀块径向伸縮槽 5-l、5-2、5-3内后，形成了可分别在该刀块径向伸縮槽5-l、5-2、5-3内沿径向伸縮的六把 刀头。 T形前冲头1的轴端穿过垫圈7利用弹簧垫圈8和六角螺母9而安装在两个空间 5a、5b中的另一个空间5b内，该另一个空间5b由挡圈11封住并在该封闭的空间5b内安装 有始终对垫圈7施力的压縮弹簧10。 并在第一层刀块2、第二层刀块3、第三层刀块6上分别安装有拉力弹簧4。
通过如此构成，在将膨胀式冲头进入图2所示的焊管Gl、 G2中的一个管内(图示 为放置在焊管G2内)的状态下，三层刀块(六刀头)呈收縮状态，处于最小外径，当推动刀 块座5时，在压縮弹簧10的作用下使前冲头1向前即图2中的左方移动，膨胀式冲头能顺利 进入焊管Gl与G2之间的焊缝飞边f处，当进一步推压刀块座5时，膨胀式冲头的T形前冲 头1的大头端碰到内圈部分飞边f，成为图3所示的膨胀式冲头开始进入冲削的状态，前冲头1开始冲削内圈部分飞边f，此时前冲头1所受的轴向阻力增大，且在进一步受到推力的 作用下，压縮弹簧IO进一步被压縮，当前冲头1的大头端内侧面与刀块座5端面越来越接 近时，前冲头1上的各阶梯轴在15度斜面的作用下使安装在各阶梯轴上的斜面上的第一 第三刀块2、3、6各自向外伸展，在前冲头1的大头端内侧面与刀块座5端面之间的距离接 近为零时，各刀块2、3、6的刀头外径沿刀块径向伸縮槽5-l、5-2、5-3向径向外伸大为最大， 可分段冲削管子Gl和G2之间的内壁飞边f，当冲削完成后，轴向推力消除，在压縮弹簧10 的作用下前冲头1弹出复位，压縮弹簧10和T形前冲头1回复到原来图1的状态，即各刀 块2、3、6在设于其上的拉力弹簧4的作用下沿刀块径向伸縮槽5-l、5-2、5-3内向径向内收 縮，各刀块刀头的外径也随之减小为最小的初始状态，膨胀式冲头能自然轻松地取出管子 内孔，内孔飞边冲除结束。 上述例举出的是对焊管进行冲除飞边的场合，本发明膨胀式冲头也可适于对钻杆 之类的管内残留有飞边的加工。 在本发明较佳的实施例中，最好T形前冲头1的大头端la的内侧面与挡圈11相 反侧的刀块座5端面之间距离L设为10 20mm， 15mm更好。 另外，上述发明中的所述大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴所具有的锥度设为15 40度，最好设成30度。 另外，三组刀块径向伸縮槽5-l、5-2、5-3互相之间沿刀块座5的外周面相隔120 度设置。这样，保证内孔飞边被切断。 此外，在挡圈11侧的刀块座5另一端面固定有冲头座12，以使推力作用在冲头座 12上，不使推力直接作用于刀块座5，以保护刀块座5以免整个装置损坏。
为适于对长度较长的两焊管的焊接处的飞边进行冲削，如图2所示，在冲头座上 可连接有推杆13。 根据本发明的实施示例已对本发明进行了说明，在不脱离由本权利要求所限定 的、相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更或修改。
权利要求
一种膨胀式冲头，其特征在于，具有T形前冲头(1)、第一层刀块(2)、第二层刀块(3)、第三层刀块(6)和刀块座(5)，所述刀块座的内部具有由内凸缘隔开的两端开口的两个空间(5a、5b)，在处于所述两个空间中的一个空间处的所述刀块座的外周面上开设有沿所述刀块座长度相隔一定距离地与该一个空间垂直连通并对穿的共三组刀块径向伸缩槽(5-1、5-2、5-3)，处于所述两个空间中的一个空间内的所述T形前冲头的轴身由分别带有一定锥度的大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴构成，所述第一层刀块、第二层刀块、第三层刀块分别具有锥度与所述一定锥度一致的锥孔并通过所述三组刀块径向伸缩槽而依次分别安装在所述大阶梯轴、中阶梯轴和小阶梯轴上，所述T形前冲头的轴端穿过垫圈(7)利用弹簧垫圈(8)和六角螺母(9)而安装在所述两个空间中的另一个空间内，该另一个空间由挡圈(11)封住并在该封闭的空间内安装有始终对所述垫圈施力的压缩弹簧(10)，在所述第一层刀块、第二层刀块、第三层刀块上分别安装有拉力弹簧(4)。
2. 如权利要求1所述的膨胀式冲头，其特征在于，所述T形前冲头的大头端(la)的内 侧面与所述挡圈相反侧的所述刀块座端面之间距离L为10 20mm。
3. 如权利要求1所述的膨胀式冲头，其特征在于，所述锥度为15 40度。
4. 如权利要求1所述的膨胀式冲头，其特征在于，所述三组刀块径向伸縮槽互相之间 沿所述刀块座的外周面相隔120度。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的膨胀式冲头，其特征在于，在所述挡圈侧的所述刀 块座另一端面固定有冲头座(12)。
6. 如权利要求5所述的膨胀式冲头，其特征在于，在所述冲头座上连接有推杆(13)。
全文摘要
一种膨胀式冲头，具有前冲头(1)、第一～第三层刀块(2、3、6)和刀块座(5)，该刀块座内部具有两个空间(5a、5b)，在处于一个空间的所述刀块座的外周面上开设有三组刀块径向伸缩槽(5-1、5-2、5-3)，所述前冲头的轴身由分别带有一定锥度的大、中、小阶梯轴构成，所述各层刀块分别通过所述三组刀块径向伸缩槽而依次分别安装在各阶梯轴上，所述前冲头的轴端穿过垫圈(7)而装在另一个空间内，该另一个空间由挡圈(11)封住并在该封闭的空间内装有压缩弹簧(10)，在所述各层刀块上分别装有拉力弹簧(4)。本发明结构简单，可避免二次焊缝热处理和降低生产成本，适于大规模的钻杆或二管子组合的生产线。
文档编号B21D28/34GK101774047SQ200910056828
公开日2010年7月14日 申请日期2009年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者袁世根, 金文达 申请人:上海诸光机械有限公司