一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置的制作方法

1.本发明属于钢管加工技术领域，尤其涉及一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置。


背景技术：

2.缩径装置是在常态下对管件或棒材端面进行缩径的一种装置，一般包括机架；安装于机架上的夹模组件，安装于机架上且位于夹模组件上方的夹紧缸，该夹紧缸驱动夹模组件夹紧管(棒)材，其夹模组件包括上夹模和下夹模，下夹模固定在机架上，上夹模通过导柱和复位弹簧竖直弹性滑动安装于下夹模上，夹紧缸位于上夹模的上方，在缩管时对上夹模施力，上夹模和下夹模配合夹紧管材。
3.厚壁两头钢管或钢棒缩径冷缩很难做到；而且一般常规方法都是分开一头一头地进行缩径；缩管(棒)材的缩径挤压滚动轮或模具动作对管(棒)材端部进行缩管径或棒径。而且要保证管径(棒)的同心度；一般的缩管(棒)径装置在正常使用时无法同时对钢管的两头进行同时缩管(棒)径，影响对钢管的加工速度及同心度的精度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置，旨在解决上述背景技术中提到的问题。
5.本发明是这样实现的，一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置，包括：装置台面，位于所述装置台面的一侧壁上竖立安装有立柱，且所述立柱的顶端相垂直的固接有和所述装置台面相平行的支撑板，所述支撑板上固定安装有部分的延伸至所述装置台面中心位置的夹紧机构，且所述夹紧机构用以夹紧钢管，位于所述钢管两侧的所述装置台面上均分别相对可滑动的设置有缩径机构，通过两侧的所述缩径机构用以实现对所述钢管的对应端部进行缩管加工。
6.优选的，所述夹紧机构包括：固定连接于所述支撑板顶部的压紧油缸，其中，所述压紧油缸的输出端贯穿所述支撑板，且固接有升降夹具，所述钢管可拆卸的固定连接于所述升降夹具上，并且，对应所述支撑板的所述装置台面的顶部还设置有可承接所述升降夹具的固定夹模。
7.优选的，每个所述缩径机构均包括：设置于所述夹紧机构一侧的安装座，其中，所述安装座靠近所述钢管的一侧端面上可转动的设置有卡盘，所述卡盘上等角度的均匀分布有三个移动齿，每个所述移动齿内均滑动设置有卡爪，且每个所述卡爪上均可转动的设置有抵接于所述钢管外壁上的滚压轮，其中，所述安装座的顶部设置有旋转电机，其输出端上固接有传动轮，且所述传动轮和所述卡盘之间传动连接有链条，并且，位于所述安装座远离所述钢管的一端外壁上还固接有挤压电机，其输出端配合连接至多个所述卡爪上。
8.优选的，位于所述夹紧机构两侧的所述装置台面上还相对称的设置有多条方导轨，且所述安装座的底部还对应多条所述方导轨设置有一一配合的方滑块，其中，所述安装
座内还设置有拉缩电机，其输出端上固接有丝杆，且所述丝杆和所述安装座相互配合。
9.优选的，位于所述卡盘的中心位置还嵌设固定有固定钢棒。
10.优选的，每条所述方导轨靠近所述夹紧机构的一端均设置有前限位件，且远离所述夹紧机构的一端均设置有后限位件，通过前限位件和后限位件用以限制所述安装座的位移距离。
11.优选的，还包括对所述钢管缩管前的预加热组件，其具有：电动滚动机构，其用以对切断完成的所述钢管进行输送，耐高温筒，其用以接收经所述电动滚动机构输送的所述钢管，并且，所述耐高温筒的外壁上缠绕有中频加热线圈，且所述中频加热线圈电性连接中频加热器，位于所述耐高温筒的底部设置有可活动的挡板，且所述挡板和抽拉气缸的输出端固接，位于所述挡板的下方还设置有升降气缸，且所述升降气缸的输出端上固接有可延伸至所述耐高温筒底部的托板，其中，还包括有移动机构，其内具备有上料夹具，通过所述上料夹具用以夹持所述钢管输送至所述夹紧机构内。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置：
13.通过预加热组件对切断完成的钢管进行加热处理后，输送至装置台面上，接着，通过夹紧机构对钢管的中心位置进行夹持固定，同时，驱动两侧的缩径机构同步向着钢管进行移动，实现对钢管端部的缩径加工操作。
14.另外，本装置不仅可以实现对钢管的缩径加工操作，本装置还可以适配对钢棒的两端进行缩径操作，进而，大大的提升了本装置的适用范围，使得本装置更加方便工作人员对钢管/钢棒的缩径操作。
附图说明
15.图1为本发明的整体结构示意图；
16.图2为本发明的侧视图；
17.图3为本发明中卡盘的结构示意图；
18.图4为本发明中图1的局部结构图；
19.图5为本发明中预加热组件的结构示意图；
20.图6为本发明中缩管完成后的钢管示意图；
21.图7为本发明中缩管/缩棒后的效果图；
22.图中：
23.1、装置台面；
24.2、立柱；
25.3、支撑板；
26.4、夹紧机构；41、压紧油缸；42、升降夹具；43、固定夹模；
27.5、钢管；
28.6、缩径机构；61、安装座；611、方滑块；62、卡盘；621、移动齿；622、卡爪；623、滚压轮；63、旋转电机；631、传动轮；64、挤压电机；65、方导轨；66、拉缩电机；661、丝杆；67、固定钢棒；
29.7、预加热组件；71、电动滚动机构；72、耐高温筒；721、中频加热线圈；722、中频加
热器；73、挡板；731、抽拉气缸；74、升降气缸；741、托板；75、移动机构；751、上料夹具。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案，
32.一种厚壁加热钢管两头旋压拉缩钢管缩径装置，包括：装置台面1，位于装置台面1的一侧壁上竖立安装有立柱2，且立柱2的顶端相垂直的固接有和装置台面1相平行的支撑板3，支撑板3上固定安装有部分的延伸至装置台面1中心位置的夹紧机构4，且夹紧机构4用以夹紧钢管5；
33.夹紧机构4包括：固定连接于支撑板3顶部的压紧油缸41，其中，压紧油缸41的输出端贯穿支撑板3，且固接有升降夹具42，钢管5可拆卸的固定连接于升降夹具42上，并且，对应支撑板3的装置台面1的顶部还设置有可承接升降夹具42的固定夹模43。
34.具体的，钢管5输送至装置台面1上后，会输送至夹紧机构4内，其中，钢管5被升降夹具42所夹持，接着，压紧油缸41动作，带动升降夹具42进行高度方向的升降位移，从而带动钢管5移动到预设的高度位置，同时，升降夹具42的底部位移到固定夹模43上，通过固定夹模43实现对升降夹具42的承接固定，进而，有效的保证了后续两侧的缩径机构6能够同时对钢管5的两端进行同步缩径操作，避免在缩径过程中钢管5出现错位、偏移等现象。
35.请参阅图1-6，位于钢管5两侧的装置台面1上均分别相对可滑动的设置有缩径机构6，通过两侧的缩径机构6用以实现对钢管5的对应端部进行缩径加工；
36.每个缩径机构6均包括：设置于夹紧机构4一侧的安装座61，其中，安装座61靠近钢管5的一侧端面上可转动的设置有卡盘62，卡盘62上等角度的均匀分布有三个移动齿621，每个移动齿621内均滑动设置有卡爪622，且每个卡爪622上均可转动的设置有抵接于钢管5外壁上的滚压轮623，其中，安装座61的顶部设置有旋转电机63，其输出端上固接有传动轮631，且传动轮631和卡盘62之间传动连接有链条，并且，位于安装座61远离钢管5的一端外壁上还固接有挤压电机64，其输出端配合连接至多个卡爪622上；
37.位于夹紧机构4两侧的装置台面1上还相对称的设置有多条方导轨65，且安装座61的底部还对应多条方导轨65设置有一一配合的方滑块611，其中，安装座61内还设置有拉缩电机66，其输出端上固接有丝杆661，且丝杆661和安装座61相互配合；
38.(在其他实施例中，拉缩电机66还可以采用油缸驱动的方式对安装座61进行移动)。
39.位于卡盘62的中心位置还嵌设固定有固定钢棒67；
40.每条方导轨65靠近夹紧机构4的一端均设置有前限位件，且远离夹紧机构4的一端均设置有后限位件，通过前限位件和后限位件用以限制安装座61的位移距离。
41.具体的，本钢管5两头同时进行热缩径，在卡盘62内中心处和连接板(在图中未示出)固定有一根直径24mm(固定钢棒67的直径是根据缩管要求决定直径数值，并不局限于24mm，本实施例中所选用的24mm仅仅是为了方便进行说明本装置的工作流程)(在本实施例中，选用固定钢棒67的目的；是因为在缩钢管时；钢管5受到外力挤压，钢管5的内径会产生
变化；而设计的防变径固定钢棒67；(它的直径和长度是根据缩管的管子的内径及长度而变化的)，因此，固定钢棒67的直径可选用24mm是为了方便实现对本方案的说明，但在其他实施例中，并不局限于固定钢棒67的直径为24mm，工作人员可根据加工尺寸的实际需求，选择合适直径的固定钢棒67)的固定钢棒67用来限定缩管(缩径)的内径24mm，此固定钢棒67跟着卡盘62进行旋转:，
42.先选择合适外径壁厚原料的钢管5；
43.将此钢管5按一定的长度进行下料；
44.将下好料的钢管5放入中频加热器722电连接的中频加热线圈721中进行电加热；
45.将加热到860度的钢管5放在缩管机下模具上；
46.按动起动按钮上夹紧模具向下压紧(其中，被缩径工件中间夹具支撑侧板墙在本实施例中采用的是单臂支撑的方式，(在其他实施例中，也可以采用四柱式支撑架结构进行支撑固定，其目的在于，主要是为了增加上夹紧工装的稳定性，同时，便于后续在拉缩径中安装对工件的继续加热装置)；
47.钢管5两头的缩径机构6同步自动向前到达钢管5长度的中心位置9mm(此处设定的并不是绝对值，具体的根据缩管要求决定数值)处停止，两卡盘62自动旋转，两夹紧头自动向管心缩紧；
48.钢管5两头的缩径机构6以自动向后移动到钢管5或钢棒尾部(可设定距离)；
49.钢管5两头的缩径机构6以自动向前到达钢管5或钢棒的中间位停止，卡盘62自动旋转，夹紧头自动向工件(即被缩径的钢管5)中心处缩紧；
50.重复进行多次(根据拉缩电机的力距决定于挤压的深度)直到钢管5的直径预设数值(缩径尺寸根据缩管要求)为止；
51.钢管5两头拉缩到指定直径(缩径尺寸根据缩管要求)时缩径机构6自动停在装置尾部，上压紧模具缸自动向上升起，取出缩好后的工件5即可。
52.在本实施例中，卡盘62上的多个卡爪622优选的设置有1～4个，其中，当卡盘622上具有1～2个卡爪622时，只实现对钢管或钢棒5的压缩挤压；3爪时实现对钢管5或钢棒的定中心；4爪可以调偏心缩径；根据缩管或缩棒的要求选用挤压爪(卡爪622)的数量。
53.并且，需要说明的是，为保证钢管5或钢棒在缩径时实现零扭力(工件没有旋转扭力)，因此，优选的，位于两侧的旋转电机63输出端的旋转方向相反，即一侧的旋转电机63的输出端顺时针旋转，且另一侧的旋转电机63的输出端逆时针旋转，从而实现了在缩径时钢管5或钢棒不发生旋转。
54.由前文可知，本装置不仅仅可以实现对钢管5的缩径，同时，也可以实现对钢棒的缩径操作，具体的，在对钢管5或者钢棒进行缩径时，本装置可包括有如下所示的四种工作模式：
55.模式一：钢管5或者钢棒夹持固定于设置在装置台面1中心位置的夹持模具上，同时，两侧的缩径机构6分别位移到钢管5或者钢棒的两端，通过正反转的旋转方式一方面实现了对钢管5或钢棒端部的缩径操作，同时，也避免了被缩径的钢管5/钢棒不发生旋转，保证了缩径质量；
56.模式二：钢管5或者钢棒夹持固定于设置在装置台面1中心位置的夹持模具上，且该夹持模具可通过油泵液压传动或者电动传动的方式，控制中心位置的夹持模具沿着中心
轴进行转动，同时，两侧的缩径机构6不发生旋转，其只是抵接在钢管5或者钢棒的两端部上，并沿着预先设置的数控模式进行前后位移，实现对钢管5或者钢棒端部的缩径操作。
57.需要说明的是，在模式一和模式二两种工作模式中，缩径机构6的位移量均通过预先数控模式设置好的移动距离进行位移，进而，可有效的保证对钢管5或者钢棒的缩径尺寸的控制。
58.模式三：第三种钢管5或钢棒中间采用模具(两分离的)对其夹紧不动(其夹紧的方式为水平夹紧)，工件两端模具(两端模具分别水平设置于中心夹紧模具的两侧)，由油缸控制向中间(对工件进行夹紧的模具)进行挤压，从而将工件挤压出所需要的形状；
59.模式四：模式四同模式三的原理，区别在于，其所对工件进行夹紧的装置时竖直设置的，且两侧的挤压模具沿竖直方向分别设置于加进模具的上下位置，通过油缸的控制，将工件在模具内挤压出所需要的形状。
60.需要说明的是，模式三和模式四所需要注意的事项为：中心位置的夹紧模具(其为两部分组装结构，夹紧模具具有至少四个限位点(具体根据模具大小选择)，夹紧模具的上半部分为开启(活动部分)，且下半部分为固定结构)，需要与最终成品的工件外形一致，且使得被挤压出的工件中心位置的外径大于其两端位置的外径，且原材料的重量需要与最终成品的重量一致，否则会出现缺料、余料外溢或成品不合格的现象发生。
61.应当理解的是，模式一和模式二所采用的是数控控制的方式，因此，其可以通过数控的方式在工件(钢管5或者钢棒)上通过卡盘62上的滚压轮623对工件两端的外径进行(一次或者多次，具体根据缩径的尺寸要求)缩径操作。
62.请参阅图5，还包括对钢管5缩管前的预加热组件7，其具有：电动滚动机构71，其用以对切断完成的钢管5进行输送，耐高温筒72，其用以接收经电动滚动机构71输送的钢管5，并且，耐高温筒72的外壁上缠绕有中频加热线圈721，且中频加热线圈721电性连接中频加热器722，位于耐高温筒72的底部设置有可活动的挡板73，且挡板73和抽拉气缸731的输出端固接，位于挡板73的下方还设置有升降气缸74，且升降气缸74的输出端上固接有可延伸至耐高温筒72底部的托板741，其中，还包括有移动机构75，其内具备有上料夹具751，通过上料夹具751用以夹持钢管5输送至夹紧机构4内。
63.具体的，钢管5或钢棒的上下料装置工作原理为：
64.先将下好料的钢管5或钢棒工件放在电动滚动机构71上，一次可以多放几个；
65.工件自动向前移动；
66.当工件移动到中频加热线圈721内耐高温筒72上方时，自动下落进耐高温筒72中；
67.1分钟后当工件加热到860度时，升降气缸74动作托板741上升到达指定高度位置停下；
68.抽拉气缸731动作；挡板73移开耐高温筒72下底面，加热后的工件下降到托板741上；
69.升降气缸74下降，下降到工件上平面离开中频加热线圈721耐高温筒72底面时，抽拉气缸731动作推动挡板73归位；
70.通过上料夹具751用以夹持钢管5或钢棒输送至夹紧机构4内(参阅图5，在上料夹具751的前端，设置有夹持加热后的钢管5或钢棒的夹具，通过此夹具能够有效的对加热后的钢管5或钢棒进行夹持，从而便于向夹紧机构4输送)；
71.电动滚动机构71动作将工件向前移动一个工件位置；
72.使下一个工件进入中频加热线圈721内耐高温筒72中继续加热；
73.1分钟后当工件加热到860度时自动出炉(其中，在本实施例中，优选的温度为860
°
，但是，本方案并不局限于860
°
这一准确数值，优选的，工件加热的温度区间为860
°
～900
°
之间，在此温度区间内的工件，均可实现自动出炉)；重复工作。
74.另外，在本实施例中，工件的加热装置设置有通过程序控制的温控系统；
75.1)当加热装置内的工件加热到900
°
时，本装置可通过温控系统自动切断本装置对工件的升温操作；
76.2)当加热装置内的工件温度降低到860
°
时，本装置可通过温控系统自动启动本装置对工件实现加热处理，以保证工件的温度始终处于860
°
～900
°
之间。
77.3)由前文的实施例可知，本装置还可包含有对工件进行二次加热(继续加热的装置)，优选的，在本装置的对面设有两件中频加热线圈，当工件在缩径时，工件温度低于800度时，缩径应力大了拉缩不动，此时缩径机构移动到此装置台面的两头，此时夹紧上模具打开，夹紧下模中心顶杆顶起工件(目的是减少加热的积体)，左边线圈和右边的线圈可自动伸出到工件两头，套上工件水平移动到位，自动接能电源进行工件加热，当工件加到860-900度时，自动断电停止加热，左边线圈和右边的线圈就自动从工件退出，移出工件位置，缩径机构再继续进行拉缩径。
78.本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后：
79.先将下好料的钢管5(或钢棒)工件放在电动滚动机构71上，一次可以多放几个，工件自动向前移动，当工件移动到中频加热线圈721内耐高温筒72上方时，自动下落进耐高温筒72中，1分钟后当工件加热到860度时，升降气缸74动作托板741上升到达指定高度位置停下，抽拉气缸731动作；挡板73移开耐高温筒72下底面，加热后的工件下降到托板741上，升降气缸74下降，下降到工件上平面离开中频加热线圈721耐高温筒72底面时，抽拉气缸731动作推动挡板73归位，通过上料夹具751用以夹持钢管5或钢棒输送至夹紧机构4内，电动滚动机构71动作将工件向前移动一个工件位置，使下一个工件进入中频加热线圈721内耐高温筒72中继续加热，1分钟后当工件加热到860度时自动出炉，重复工作。
80.当加热完成的钢管5或钢棒输送至装置台面1上后，按动起动按钮上夹紧模具向下压紧，钢管5或钢棒两头的缩径机构6同步自动向前到达钢管5长度的中心位置9mm(根据钢管或钢棒缩径要求决定直径数值)处停止，两卡盘62自动旋转，两夹紧头自动向管心缩紧，钢管5或钢棒两头的缩径机构6以自动向后移动到钢管5尾部(可设定距离)钢管5两头的缩径机构6以自动向前到达钢管5或钢棒的中间位停止，卡盘62自动旋转，夹紧头自动向管心缩紧；重复进行多次(缩径尺寸根据缩管要求)直到钢管5或钢棒的直径40毫米(缩径尺寸根据缩径要求)为止，钢管5或钢棒两头拉缩到直径40mm(缩径尺寸根据缩管要求)时缩径机构6自动停在机构的两头，上压紧模具缸自动向上升起，取出缩好后的钢管5或钢棒即可。
81.另外，本实施例还提供第二种缩径方式，其中，升降夹具42设置为可转动部件，其在夹持钢管或钢棒5后，钢管或钢棒中间夹紧进行旋转；进行转动，此时，位于两侧的缩钢管或钢棒缩径机构6对钢管或钢棒5的两端进行缩径操作。
82.另外，本实施例还提供第三、四种方式，钢管或钢棒中间采用空壳模具夹紧；两端由油缸向中间进行挤压缩径，选择合适直径的材料加热后有两端的模具由油缸向工件中间
挤压而成，中间的模具大于材料直径按设计要求加工出大于材料的空壳模具，挤压多余的材料直接进入中间空壳模具里；(第三种是平行挤压式；第四种是立式挤压式)。
83.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。