一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具的制作方法

本发明涉及一种冷拔模具，尤其涉及一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具。

背景技术：

在长期的生产实践中，人们大多采用热轧无缝钢管作为冷拔无缝钢管的坯料。然而热轧出来的无缝钢管可能存在较大的壁厚偏差。在国标中，热轧管存在10%~15%的偏差被认为是合格的。拔管的方式可分为空拔，长芯棒拔制，短芯棒拔制以及游动芯棒拔制。空拔是毛坯管直接通过拔模内孔实现减径，由于没有内模参与拔制，壁厚或增大，或减小，或不变，这取决于钢管冷拔时所受到的径向应力、轴向应力和周向应力，因此并不能得到精确的壁厚；长芯棒拔制是将毛坯管自由套在光滑的长芯棒上，钢管和芯棒一起穿过模孔，实现减径、减壁的过程；短芯棒拔制是利用拉杆将芯棒固定在外模内孔某一特定位置，钢管通过拔模实现减径、减壁；游动芯棒拔制，指芯棒通过本身独特的外形建立平衡而被固定在外模的模孔中，钢管在外模和芯棒的共同作用下实现减壁、减径的目的。

根据现有的技术，上述几种冷拔管的拔制方式均不能改善冷拔管壁厚不均的问题，其冷拔管的壁厚差仍然是依靠热轧钢管的壁厚偏差决定的。这是因为钢管通过拔模时，固定在外模内孔中的内模在径向方向上是浮动的，毛坯管在受挤压时，厚壁处的挤压力必定大于薄壁处，内模的轴心必然向着薄壁处偏移，导致拔制出的钢管依旧是偏心的。换句话说，钢管通过拔模时，钢管圆周方向上的减壁量处处相等，拔制时所受到的径向挤压力才会平衡。因此，现有的拔制技术并不能对冷拔管的壁厚差进行校正。

技术实现要素：

针对以上缺点，本发明的目的在于提供一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具，其不仅可以有效地改善冷拔管壁厚不均的现象，而且还可以减少钢管的冷拔道次，提高生产效率。

本发明的技术内容为，一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具，其特征为它包括外模和拉拔内模；

在外模内壁前后依次设有外模前拉模段和外模后拉模段；

外模前拉模段前后依次由外模第一空拔段、外模第一减壁段和外模第一定径段组成；外模第一空拔段与外模第一减壁段之间形成外模前拉模角α1，α1为8°～15°；外模后拉模段前后依次由外模第二空拔段、外模第二减壁段和外模第二定径段组成；外模第二空拔段与外模第二减壁段之间形成外模后拉模角α2，α2比α1小0.5°～5°；

拉拔内模包括内模定位杆、隔套、前置内模、后置内模和螺栓；

隔套和后置内模通过螺栓前后依次固定连接在内模定位杆的后端，前置内模滑动套装在隔套上，前置内模的宽度小于隔套的宽度1～5mm，前置内模能在隔套上前后滑动；

前置内模前后依次由前置内模减壁段和前置内模定径段组成，前置内模减壁段和前置内模定径段之间形成的前置内模拉模角β1与外模前拉模角α1的角度相同；

后置内模前后依次由后置内模减壁段和后置内模定径段组成，后置内模减壁段和后置内模定径段之间形成的后置内模拉模角β2与外模前拉模角α2的角度相同；

拉拔内模设置在外模中，前置内模与外模内壁的外模前拉模段相对应，后置内模与外模内壁的外模后拉模段相对应；外模和拉拔内模之间前后依次形成钢管冷拔的第一空拔带、第一减壁带、第一定径带、第二空拔带、第二减壁带和第二定径带。

在一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具中，为防止钢管出口处被外模刮伤，在外模内壁后端形成一外模后角γ，γ为35°～55°。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）、本发明所提供的组合冷拔模具组合在前置内模和后置内模之间增设了一处第二空拔带，且前置内模与后置内模在径向方向上的运动互不干扰，更加有利于后置内模的重新找正，可以有效地改善冷拔管壁厚不均的现象。

（2）、由于单道次拔制，钢管经过两道减壁带和定径带，增加了单道次拔制的延伸系数，对于相同规格的钢管可减少拔制道次，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明用于钢管冷拔时的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具，其特征为它包括外模1和拉拔内模2；

在外模1内壁前后依次设有外模前拉模段a和外模后拉模段b，

外模前拉模段前后依次由外模第一空拔段a1、外模第一减壁段a2和外模第一定径段a3组成；外模第一空拔段a1与外模第一减壁段a2之间形成的外模前拉模角α1为10°；外模后拉模段b前后依次由外模第二空拔段b1、外模第二减壁段b2和外模第二定径段b3组成；外模第二空拔段b1与外模第二减壁段b2之间形成的外模后拉模角α2为8°；

在外模1内壁后端形成一外模后角γ，γ为45°；

拉拔内模2包括内模定位杆2.1、隔套2.2、前置内模2.3、后置内模2.4和铰制孔用螺栓2.5；

隔套2.2和后置内模2.4通过铰制孔用螺栓2.5前后依次固定连接在内模定位杆2.1的后端，前置内模2.3滑动套装在隔套2.2上，前置内模2.3的宽度小于隔套2.2的宽度2mm，前置内模2.3能在隔套2.2上前后滑动；

前置内模2.3前后依次由前置内模减壁段c1和前置内模定径段c2组成，前置内模减壁段c1和前置内模定径段c2之间形成的前置内模拉模角β1为10°；

后置内模2.4前后依次由后置内模减壁段d1和后置内模定径段d2组成，后置内模减壁段d1和后置内模定径段d2之间形成的后置内模拉模角β2为8°；

拉拔内模2设置在外模1中，前置内模2.3与外模1内壁的外模前拉模段a相对应，后置内模2.4与外模1内壁的外模后拉模段b相对应；外模1和拉拔内模2之间前后依次形成钢管3冷拔的第一空拔带l1、第一减壁带l2、第一定径带l3、第二空拔带l4、第二减壁带l5和第二定径带l6。

本发明的工作原理为：在钢管3拔制时，钢管3依次经过第一空拔带l1、第一减壁带l2、第一定径带l3、第二空拔带l4、第二减壁带l5和第二定径带l6后拉拔为成品钢管；由于前置内模2.3的宽度小于隔套2.2的宽度，在钢管拉拔时前置内模2.3与后置内模2.4之间可保持一定的相对运动。

本发明在钢管拔制时，钢管依次经过第一空拔带l1、第一减壁带l2、第一定径带l3、第二空拔带l4、第二减壁带l5和第二定径带l6；第一空拔带l1和第二空拔带l4除了可以扶正钢管的作用之外，还有一个重要的作用就是均壁；第一空拔带l1、第二空拔带l4的长度取决于外模1的外模前拉模角α1、外模后拉模角α2和钢管的减壁量的大小；外模前拉模角α1与外模后拉模角α2增大，第一空拔带l1和第二空拔带l4随之变窄，拔制力随之增大，外模前拉模角α1与外模后拉模角α2过小又会限制了其使用。第一定径带l3和第二定径带l6的宽度不宜过长，以降低摩擦力，一般取10mm～20mm。外模和拉拔内模所有圆锥面与圆柱面的交角处均采用圆弧过渡，表面粗糙度应达到ra0.2~ra0.4；此外，拉拔内模和外模均采用cr12mov模具钢制造，经整体热处理hrc58-60，以提高模具的使用寿命。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种减小钢管壁厚差的组合冷拔模具，其特征为它包括外模和拉拔内模；在外模内壁前后依次设有外模前拉模段和外模后拉模段；拉拔内模设置在外模中，前置内模与外模内壁的外模前拉模段相对应，后置内模与外模内壁的外模后拉模段相对应；外模和拉拔内模之间前后依次形成钢管冷拔的第一空拔带、第一减壁带、第一定径带、第二空拔带、第二减壁带和第二定径带。本发明具有的优点为能有效地改善冷拔管壁厚不均的现象，而且还可以减少钢管的冷拔道次，提高生产效率。

技术研发人员：奚金法;陈万勇;王健伟
受保护的技术使用者：江阴市洪腾机械有限公司
技术研发日：2018.09.10
技术公布日：2018.12.11