拉拔式热扩管机的扩径顶头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拉拔式热扩管机的扩径顶头，所述扩径顶头包括扩径主体和变形斜面，所述扩径主体为圆柱形，中间开有通孔，所述变形斜面为在扩径主体的一端加工的圆锥面，其锥度为1:1.4～1:1.6。根据本实用新型的扩径顶头可在扩管过程中减小坯料管的变形抗力，避免划伤内壁，显著降低壁厚恶化程度，提高壁厚精度和成材率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及管材扩径加工领域，尤其涉及一种用于拉拔式热扩管机的扩径顶 头。 拉拔式热扩管机的扩径顶头
【背景技术】
[0002] 扩径拉拔是管材的一种拉拔成形的方法，通常是先将坯料管的一端在缝式加热炉 中加热到850°C以上，随即在立式水压机和卧式水压机组成的专用扩口机上使坯料管的加 热端扩制成喇叭口，然后再将坯料管送至步进式加热炉进行加热，加热温度一般为900°C? 1200°C，加热后送至扩管机组，通过多个道次的扩径拉拔，使坯料管达到规定规格。
[0003] 然而，由于在扩管过程中控制坯料管壁厚的能力很低，特别是坯料管本身壁厚就 不理想或者扩径量较大时，所得产品的壁厚精度很差。目前，拉拔式热扩管机扩制的钢管的 壁厚精度通常为±15%?±18%，常用的控制措施多从原材料入手，一是选用壁厚精度好的 坯料管；二是采用大口径开坯或者选用大口径坯料管以减少扩径量，然而，这种苛刻的用料 条件使得原材料的利用率降低，造成生产成本增加。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于改进拉拔式热扩管机部件的结构，对内部变形工具扩径顶 头进行设计，以在扩管过程中减小变形抗力，降低坯料管的壁厚恶化程度，从而提高钢管壁 厚精度和成材率。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供一种拉拔式热扩管机的扩径顶头， 其特征在于，所述扩径顶头包括扩径主体和变形斜面，所述扩径主体为圆柱形，中间开有通 孔，所述变形斜面为在扩径主体的一端加工的圆锥面，其锥度为1:1. 4?1:1. 6。
[0006] 进一步地，所述变形斜面的长度可为70mm?80mm。
[0007] 进一步地，所述变形斜面可位于扩径主体的两端。
[0008] 进一步地，位于扩径主体两端的变形斜面的锥度相等。
[0009] 进一步地，所述变形斜面的末端可为圆弧形状。
[0010] 进一步地，所述变形斜面与扩径主体连接的一端为圆弧过渡。
[0011] 进一步地，所述变形斜面的末端的圆弧半径可为1〇_。
[0012] 进一步地，所述变形斜面与扩径主体连接的一端的圆弧半径可为50_。
[0013] 进一步地，所述扩径主体与变形斜面可一体成型。
[0014] 本实用新型取得的有益效果为：
[0015] 1、从改进扩径顶头的变形斜面入手，重新设计变形斜面的锥度，以较小的改动幅 度使得在不影响拉拔式扩径顶头拔制力的情况下，令钢管变形力明显趋缓，能够显著降低 壁厚恶化程度。
[0016]2、带有根据本实用新型的扩径顶头的拉拔式热扩管机，扩制出来的钢管产品壁厚 精度可从± 15%?± 18%提升至-10%?+12. 5%。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将 会变得更加清楚，其中：
[0018] 图1是根据本实用新型实施例的扩径顶头的截面图；
[0019] 图2是带有根据本实用新型实施例的扩径顶头的拉拔式热扩管机的使用状态示 意图，
[0020] 其中，1为内卡头,2为外卡头,3为述料管,4为扩径顶头,5为芯棒,6为拉拔抓手。
【具体实施方式】
[0021] 下面，结合附图来详细说明本实用新型的实施例。
[0022] 为了提高拉拔式扩管过程中对坯料管壁厚精度的控制，本实用新型针对拉拔式 热扩管机的扩径顶头进行改良设计，所述扩径顶头包括扩径主体和变形斜面，所述扩径主 体为圆柱形，中间开有通孔，所述变形斜面为在扩径主体的一端加工的圆锥面，其锥度为 1:1. 4 ?1:1. 6。
[0023] 图1是根据本实用新型实施例的扩径顶头的截面图。如图1所示，扩径顶头包括扩 径主体41和变形斜面42,其中扩径主体41为圆柱形，中间开有通孔以插入芯棒5,在扩径 主体41的两端均加工有变形斜面42,该变形斜面42为圆锥面。在图1中，a表示本实施例 的变形斜面的长度，b表示本实施例的变形斜面的高度，在本实施例中，D-D' = 2b=50mm， a=80mm，根据锥度的计算公式C=2b/a，本实施例的变形斜面的锥度为1:1. 6。
[0024] 在拉拔式扩管工艺中，扩径顶头的变形斜面是决定产品壁厚精度和均匀性的重要 因素，原有的同规格扩径顶头的变形斜面锥度为1:1. 2,在扩管过程中钢管产生剧烈变形， 壁厚恶化程度很大。虽然增加变形斜面的长度可以减小锥度，但变形斜面过长会使扩径顶 头与坯料管内壁的接触面积增大，摩擦力增加而导致拔制力增大。本实用新型通过多次设 计和实验，将扩径顶头的变形斜面长度a由原有的60mm延长至70mm?80mm，锥度由原有的 1. 2减小到1:1. 4?1:1. 6,改动幅度虽小却取得了明显效果，可在保证拔制力不受影响的 条件下显著降低壁厚恶化程度，使变形更均匀。
[0025] 作为本实用新型优选的一种实施方式，本实施例的扩径顶头的两端带有锥度相等 的变形斜面，倘若其中一端因使用时间较久而磨损严重，难以保证变形量，可换用另一端充 当内变形工具，不必频繁更换新的扩径顶头，能够延长扩径顶头的耐用周期，减少工具数 量。
[0026] 在图1中，两个变形斜面42的末端均为圆弧形状，圆弧半径R1的值为10mm，两个 变形斜面42与扩径主体41连接的一端均为圆弧过渡，圆弧半径R2的值为50mm。圆弧末 端R1和圆弧过渡R2是对机加工要求即直线与圆弧相切的部分，使扩径顶头与坯料管内壁 的接触从尖锐变圆滑，减小拉拔时扩径顶头与坯料管内壁之间的摩擦，避免划伤坯料管的 内表面，使产品钢管的内壁光滑不产生表面缺陷，并使扩径后的尺寸更加稳定。
[0027] 然而，本实用新型并不受限于此，变形斜面末端的圆弧半径R1和与扩径主体过渡 连接的圆弧半径R2,可以根据变形斜面的长度或者锥度的不同而作出相应调整，以适应不 同工况的需求。
[0028] 此外，所述扩径主体与变形斜面可采用模具注塑一体成型。
[0029] 图2是带有根据本实用新型实施例的扩径顶头的拉拔式热扩管机的使用状态示 意图。如图2所示，拉拔式热扩管机包括内卡头1、外卡头2、坯料管3、扩径顶头4、芯棒5 以及拉拔抓手6,其工作过程如下：将经过加热后的坯料管3的扩口端固定在扩管机的内卡 头1上并被外卡头2夹紧，再将已经安装在芯棒5上的扩径顶头4从内卡头1的一端插入， 芯棒5的另一端从坯料管3的另一端伸出，通过连接在芯棒5尾部的拉拔抓手6带动芯棒 5从而使扩径顶头4往后拉，实现扩径。
[0030] 通常情况下，坯料管3需要经过3?4个带有直径逐渐增大的扩径顶头4的拉拔 式热扩管机组，经过多道次的扩管操作才能定径。合理分配扩径道次及各道次的变形量对 壁厚精度有着显著影响，由于第1?2道次变形量占总变形量的70%?80%，因此第1?2 道次扩径变形的均匀程度，将会直接影响成品钢管的壁厚精度和壁厚均匀性。
[0031] 所以，根据本实用新型的扩径顶头主要应用于前1?2道次的拉拔式热扩管机组 上就可以取得显著的效果。当然上述实施并不限于此，亦可在扩管过程全部道次的机组上 应用根据本实用新型的扩径顶头。
[0032] 下面，结合具体产品的规格参数来阐述本实用新型的实施效果。
[0033] 规格为# 508X22. 5mm的坯料管，采用安装有根据本实用新型的扩径顶头的拉拔 式热扩管机组，扩制成规格为# 559X18. 7_的钢管，每加热一次的道次扩径率分配见表 1，钢管扩径前的壁厚尺寸见表2,钢管扩径后的壁厚尺寸见表3。
[0034] 表1:道次扩径率分配表
[0035]
【权利要求】
1. 一种拉拔式热扩管机的扩径顶头，其特征在于，所述扩径顶头包括扩径主体和变形 斜面，所述扩径主体为圆柱形，中间开有通孔，所述变形斜面为在扩径主体的一端加工的圆 锥面，其锥度为1:1. 4?1:1. 6,所述变形斜面的长度为70mm?80mm。
2. 如权利要求1所述的扩径顶头，其特征在于，所述变形斜面位于扩径主体的两端。
3. 如权利要求2所述的扩径顶头，其特征在于，位于扩径主体两端的变形斜面的锥度 相等。
4. 如权利要求1所述的扩径顶头，其特征在于，所述变形斜面的末端为圆弧形状。
5. 如权利要求1所述的扩径顶头，其特征在于，所述变形斜面与扩径主体连接的一端 为圆弧过渡。
6. 如权利要求4所述的扩径顶头，其特征在于，所述变形斜面的末端的圆弧半径为 10mmη
7. 如权利要求5所述的扩径顶头，其特征在于，所述变形斜面与扩径主体连接的一端 的圆弧半径为50mm。
8. 如权利要求1所述的扩径顶头，其特征在于，所述扩径主体与变形斜面一体成型。
【文档编号】B21C1/22GK203862707SQ201320863920
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】张涛, 尹人洁, 童宗圣 申请人:攀钢集团成都钢钒有限公司