专利名称：冷拔管材用外模组件的制作方法
冷拔管材用外模组件
技术领域：
本发明属于一种冷拔管材用外模组件。背景技术：
目前，若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝钢管，必须采用冷轧、 冷拔或者两者联 合的方法。冷拔指的是为了达到一定的形状和一定的力学性能，而在材料处于常温的条件 下进行拉拔，冷拔通常在0. 5 100T的单链式或双链式冷拔机上进行，其产品与热成型的 产品相比，具有尺寸精度高和表面光洁度好的优点。空拔工艺是冷拔钢管的生产方法之一， 作业中只需外模组件而无需内模和芯棒组件，其外模组件包括模座和外模，模座中部具有 一个轴向通孔，该通孔用于接纳外模，外模内部的工作区分定径区和过渡区，大口径的原管 材在拉伸过程中，经过渡区缩径后至定径区定径，制成所需的目标管材。现有空拔工艺中采用的外模组件存在如下问题1、原管材内孔、壁厚只能任其自 然增减变化，难以通过外模来控制原管材内孔、壁厚的尺寸变化。2、整个外模组件工作过渡 区较短，原管材存在急剧减径的现象，若冷拔管材工艺强化时，目标管材易产生开裂、弯曲 度大等问题，从而影响目标管材质量，废品率高。
发明内容为克服现有技术存在的上述不足，本发明旨在提供一种冷拔管材用外模组件，利 用该外模组件进行空拔管材作业，不但能通过外模控制原管材内孔、壁厚的尺寸变化，还能 消除原管材过渡区短急剧减径的现象，而有效解决冷拔管材工艺强化时，目标管材易产生 开裂、弯曲度大等问题。实现上述目的技术方案如下，这种冷拔管材用外模组件的结构，包括模座，模座中 部具有一个轴向的外模接纳腔，外模接纳腔前方为模座出口，其特征是在外模接纳腔内设 有前模、后模，后模定径区的孔径大于前模定径区的孔径，后模过渡区的后模过渡角大于前 模过渡区的前模过渡角。具体实施时，在模座出口上设有模座出口搭子，所述前模定径区的孔径与模座出 口搭子的孔径相匹配。具体实施时，所述外模接纳腔的环壁由后向前呈锥形，前模和后模的外壁呈圆柱 形，在所述外模接纳腔的锥形环壁与前模和后模的外壁之间嵌设有定位楔块。设置定位楔 块目的在于确保前模和后模的同心度，使前、后模紧密组合成一体，容置在外模接纳腔内。具体实施时，所述前模过渡角为24-28度，后模过渡角为32-36度。有益效果与现有技术相比，本发明采用双外模结构后，一是能根据管材的金属材 料性能，在参考实践经验的基础上，合理选择出前模和后模的工艺参数，使之合理匹配，从 而达到通过外模控制目标管材内孔、壁厚尺寸变化的目的。二是采用双外模后，整个工作区 的长度等于前后模定径区加过渡区，不但相应增加了整个外模工作区的长度，而且，还使外 模的过渡区得以扩展，有利于分阶段对原管材进行减径，消除原管材急剧减径的现象，有效解决了冷拔管材工艺强化时，目标管材易产生开裂、弯曲度大等问题。三是该外模组件采用组装式结构，当需要采用单外模工艺时同样可以单独使用前模或后模，不会增加模具成本。
图1为本发明一个实施例的结构示意图；图中模座1，定位楔块2，前模3，后模4，模座出口 11，前模定径区31，前模过渡区 32，后模定径区41，后模过渡区42，前模过渡角R1，后模过渡角R2。
具体实施方式
参见图1。模座1固定在机架上。模座1的外模接纳腔的环壁由后向前为锥形环 壁，前模3、后模4容置在外模接纳腔内。为确保前模3和后模4的牢固度和同心度，定位楔 块2嵌设在锥形环壁与前模3和后模4的外壁之间，使前模3和后模4紧紧牢固地组合成一 体，容置在外模接纳腔内。从确保前模3和后模4的牢固度和同心度目的出发，可以通过不 同变化的手段来实现，例如前模3和后模4的外壁可以是圆柱形，也可以是锥形，它们只要 与定位楔块2的内孔壁相匹配即可，甚至可以在它们的接触面上，增设一些凹凸相嵌结构， 实现目的。本实施例的定位楔块2是一外壁为锥形，内孔壁呈圆形或锥形的部件。模座1的模座出口 11处，根据需要可设置目前通用的模座出口搭子，无论设置与 否，前模定径区31的孔径或与模座出口搭子，或与模座出口 11相匹配，确保定径后的管材 通过。如果不设模座出口搭子，前模3的端口可以伸至模座1的出口，与模座1的出口齐平， 有利于提高目标管材的有效率。前模定径区31和前模过渡区32的孔径应符合拔制尺寸要求。后模4安装在外模 组件的进口处，其后模定径区41的孔径大于前模定径区31的孔径，后模定径区41和后模 过渡区42的孔径，应当满足控制原管材壁厚和减径量，后模过渡区42的最大孔径必须大于 原管材的管径。在考虑相关问题时，我们得出的实验数据是以前模过渡角Rl为24-28度， 后模过渡角R2为32-36度为宜，减径变形量即原管材与目标管材的截面积系数以不大于2 为好。作业时，本外模组件的前、后模可作选择性匹配，选择合适的前、后模，既可以增加 管材过渡区，同时还可调整和改变原单个外模拔制的管材横向和纵向的受力变化，效果相 对厚壁管材来说尤其明显。
权利要求
一种冷拔管材用外模组件，包括模座(1)，模座(1)中部具有一个轴向的外模接纳腔，外模接纳腔前方为模座出口(11)，其特征是在外模接纳腔内设有前模(3)、后模(4)，后模定径区(41)的孔径大于前模定径区(31)的孔径，后模过渡区(42)的后模过渡角(R2)大于前模过渡区(32)的前模过渡角(R1)。
2.如权利要求1所述的外模组件，其特征是在模座出口(11)上设有模座出口搭子， 所述前模定径区(31)的孔径与模座出口搭子的孔径相匹配。
3.如权利要求1所述的外模组件，其特征是所述外模接纳腔的环壁由后向前呈锥形， 前模⑶和后模⑷的外壁呈圆柱形，在所述外模接纳腔的锥形环壁与前模⑶和后模(4) 的外壁之间嵌设有定位楔块(2)。
4.如权利要求1所述的外模组件，其特征是所述前模过渡角(Rl)为24-28度，后模 过渡角(R2)为32-36度。
全文摘要
一种冷拔管材用外模组件，包括模座，模座中部具有一个轴向的外模接纳腔，外模接纳腔前方为模座出口，其特征是在外模接纳腔内设有前模、后模，后模定径区的孔径大于前模定径区的孔径，后模过渡区的后模过渡角大于前模过渡区的前模过渡角。本发明采用双外模结构后，进行空拔钢管作业，不但能通过外模控制目标钢管内孔、壁厚的尺寸变化，还能消除原管材急剧减径的现象，有效解决了冷拔管材工艺强化时，目标管材易产生开裂、弯曲度大等问题，具有结构改进简单和不增加模具成本的优点。
文档编号B21C1/22GK101823083SQ20101016064
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者姜建林, 郑忠财 申请人:浙江伦宝金属管业有限公司