一种生产无缝管的方法及挤压机与流程

1.本发明涉及无缝管制备技术领域，具体为一种生产无缝管的方法及挤压机。


背景技术：

2.挤压机是轻合金(铝合金、铜合金和镁合金)管、棒、型材生产的主要设备，原理是利用金属塑性压力成形，其重要的特点是将金属锭坯一次加工成管、棒、型材，成型后的管件无缝隙，称为无缝管。目前，在生产无缝管时一般是用堵头和模具挤压铝棒，使铝棒经过模具向外成型为无缝管；但是现在的生产工艺中，由于铝棒和模具的同心度较低，因此无缝管成品的偏心率达不到要求，即存在无缝管壁厚不均匀的问题，造成无缝管成品率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种生产无缝管的方法及挤压机，旨在解决现有技术中挤出的无缝管的偏心率达不到要求、成品率较低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种生产无缝管的方法，包括以下步骤：s1，盛锭筒套在墩粗轴上，铝棒上料，使挤压堵头和墩粗轴夹住铝棒；s2，盛锭筒向后移动，使铝棒置于盛锭筒内；s3，挤压堵头对铝棒进行挤压以完成墩粗；s4，墩粗完成后，盛锭筒和挤压堵头向远离墩粗轴的一侧后退；s5，移出墩粗轴并使模轴处在挤压机中心线上，在模轴上安装模具；s6，穿孔针对墩粗后的铝棒进行穿孔；s7，挤压堵头对穿孔后的铝棒进行挤压，使铝棒通过模具后成型出无缝管。
5.优选地，步骤s6中，在穿孔针对墩粗后的铝棒进行穿孔时，盛锭筒受到与穿孔针移动的反方向的作用力以限制盛锭筒移动。盛锭筒能相对穿孔针静止，保证穿孔针能对铝棒进行穿孔。
6.优选地，步骤s6包括：s6-1，将穿孔挡板上料至模轴和盛锭筒之间，盛锭筒和模轴夹住穿孔挡板，且穿孔挡板处在挤压机中心线上；s6-2，穿孔针对铝棒进行穿孔；s6-3，穿孔后撤出穿孔挡板。穿孔针穿出部分的铝棒保留在盛锭筒前端空腔内，大大减少了无缝管前段的实心部位，提高材料利用率。
7.优选地，步骤s2中，盛锭筒移动后，墩粗轴抵于铝棒的一端位于盛锭筒内，使得墩粗后的铝棒的一端与盛锭筒的外端面具有一空腔。可以使铝棒穿过时挤出的铝材位于该空腔内，在挤压成型时该空腔内的铝材依旧可以挤入模具内，参与无缝管的成型；因此提高了材料利用率。
8.优选地，墩粗轴和模轴安装在同一安装座上，驱动机构可驱使安装座滑动；步骤s5中，驱动机构驱使安装座滑动，使墩粗轴和模轴同步移动，并使墩粗轴移出、模轴处在挤压机中心线上。方便在加工过程中控制模轴和墩粗轴相互切换，提高加工智能化，减少设置驱动装置；而且模轴和墩粗轴安装在安装座后，两者距离固定，因此两者相互切换时都处在挤
压机中心线上，保证了精准度。
9.优选地，还包括以下步骤：s8，挤压完成后，切刀将挤压后的余料剪切掉；s9，牵引机将无缝管向外拉，使无缝管完全脱离模具和模轴。通过执行步骤s8和s9，使得挤出成型后的余料得以切出，方便后续回收利用，且无缝管能及时完全挤出，模具内不会剩余铝料。
10.优选地，还包括以下步骤：s10，机械手将模轴上的模具卸下；s11，挤压堵头和盛锭筒向远离模轴的一侧后退；s12，墩粗轴移动至挤压机中心线上；s13，盛锭筒向墩粗轴所在一侧移动，使盛锭筒套设在墩粗轴上。设置步骤s10
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s13，是为了生产完一根无缝管之后，挤压机可返回至初始状态，方便加工下一条无缝管，提高加工的自动化、智能化、持续性。
11.优选地，步骤s10中，机械手将模具卸下后始终保持夹紧模具。方便在加工下一根无缝管时在步骤s5中直接将模具安装在模轴上，提高效率，也无需设置放置模具的放置架或放置台。
12.优选地，步骤s1中，机械手抓取铝棒并输送至挤压堵头和墩粗轴之间，挤压堵头靠近墩粗轴，使得挤压堵头和墩粗轴夹住铝棒。采用机械手来抓紧、输送铝棒可保证上料过程的安全和上料精度，且能实现智能化加工。
13.优选地，步骤s3中，墩粗后的铝棒的直径等于盛锭筒的内径。穿孔针在穿孔时受力均匀，避免出现穿孔针因受力不均匀造成偏心，在挤压时造成断穿孔针等问题。
14.本发明另一方面还提出一种挤压机，用于执行上述的生产无缝管的方法。将加工工艺设备化，实现智能化加工。
15.本发明一种生产无缝管的方法及挤压机，至少具有以下有益效果：利用墩粗轴和挤压堵头对刚上料的铝棒进行夹紧，并对铝棒进行墩粗，使铝棒和盛锭筒保持同一中轴线，在挤压成型时，挤压堵头、穿孔针、铝棒及盛锭筒与模具同轴，从模具挤出的无缝管厚度均匀，进而提高无缝管成品的同心度，提高成品率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明生产无缝管的方法步骤流程图；图2为本发明执行完步骤s1后的状态示意图；图3为本发明执行完步骤s2和s3后的状态示意图；图4为本发明执行步骤s4的状态示意图；图5为本发明执行步骤s5的状态示意图；图6为本发明执行步骤s6-1的状态示意图；图7为本发明执行步骤s6-2的状态示意图；图8为本发明执行步骤s6-3的状态示意图；
图9为本发明执行步骤s7的状态示意图；图10为本发明执行步骤s8之前的状态示意图；图11为本发明执行步骤s8之后的状态示意图；图12为本发明执行步骤s9和s10后的状态示意图；图13为本发明执行步骤s11的状态示意图；图14为本发明执行步骤s12的状态示意图；图15为本发明执行步骤s13的状态示意图；图16为本发明执行步骤s13后将铝棒上料至挤压堵头和墩粗轴之间的状态示意图。
18.附图中：1-盛锭筒、2-墩粗轴、3-铝棒、4-挤压堵头、5-模轴、6-模具、7-穿孔针、8-无缝管、9-穿孔挡板、10-驱动机构、11-切刀、12-主油缸柱塞、13-前梁、100-挤压机中心线。
19.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
22.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
23.如图1至图16所示，一种生产无缝管的方法，包括以下步骤：s1，盛锭筒1套在墩粗轴2上，铝棒3上料，使挤压堵头4和墩粗轴2夹住铝棒3；s2，盛锭筒1向后移动，使铝棒3置于盛锭筒1内；s3，挤压堵头4对铝棒3进行挤压以完成墩粗；s4，墩粗完成后，盛锭筒1和挤压堵头4向远离墩粗轴2的一侧后退；s5，移出墩粗轴2并使模轴5处在挤压机中心线100上，在模轴5上安装模具6；s6，穿孔针7对墩粗后的铝棒3进行穿孔；s7，挤压堵头4对穿孔后的铝棒3进行挤压，使铝棒3通过模具6后成型出无缝管8。
24.盛锭筒1为内部中空的筒状结构，其用于容纳铝棒3；铝棒3为生产无缝管8的原料；挤压堵头4用于在对铝棒3进行墩粗和挤压成型时对铝棒3进行挤压；墩粗轴2用于在铝棒3上料时夹住铝棒3并在墩粗时配合挤压堵头4对铝棒3进行墩粗；模轴5用于安装模具6，并在挤压成型时使模具6抵住铝棒3；模具6用于在挤压成型时使铝棒3挤出成无缝管8；穿孔针7
用于对墩粗后的铝棒3进行穿孔；挤压堵头4通过主油缸控制移动，穿孔针7通过穿孔油缸控制伸出和收回。
25.如图2所示，步骤s1中，先控制墩粗轴2移动使其正对盛锭筒1和挤压堵头4，此时墩粗轴2、盛锭筒1和挤压堵头4的中轴线共线，盛锭筒1中心部位为中空，且内径略大于墩粗轴2的最大直径、以及大于铝棒3的直径，而墩粗轴2的长度大于盛锭筒1的长度；控制盛锭筒1往墩粗轴2所在的一侧移动，使得盛锭筒1套设在墩粗轴2上，且墩粗轴2靠近挤压堵头4的一端伸出至盛锭筒1外；如图16所示，将加热后的铝棒3上料至挤压堵头4和墩粗轴2之间（可以是通过机械手抓取铝棒3然后伸至该位置处），控制挤压堵头4靠近墩粗轴2，使得挤压堵头4和墩粗轴2夹紧铝棒3。如图3所示，步骤s2中，控制盛锭筒1往挤压堵头4所在一侧移动，使得盛锭筒1套设在铝棒3上，即铝棒3位于盛锭筒1内部。如图2所示，步骤s3中，墩粗轴2保持不动，挤压堵头4和盛锭筒1同步向墩粗轴2所在一侧缓慢移动，使得挤压堵头4和墩粗轴2对铝棒3进行挤压，在挤压过程中，铝棒3产生形变，长度降低、直径增加，这个过程即为墩粗；墩粗完成后，铝棒3的直径等于盛锭筒1的内径，因此铝棒3的中轴线与盛锭筒1的中轴线共线。如图4所示，步骤s4中，墩粗完成后，盛锭筒1和挤压堵头4同步向远离墩粗轴2的一侧后退，此时墩粗轴2完全脱离盛锭筒1、不再伸入盛锭筒1内。如图5所示，步骤s5中，移出墩粗轴2，使墩粗轴2不与盛锭筒1同轴、且位于盛锭筒1的旁侧，同时模轴5移动至位于挤压机中心线100上，此时模轴5、铝棒3、盛锭筒1和挤压堵头4四者同轴；接着在模具6靠近铝棒3的一端装上模具6。如图6至图8所示，步骤s6中，穿孔针7与铝棒3同轴，穿孔气缸控制穿孔针7靠近铝棒3，并在铝棒3的中心穿孔；穿孔后，穿孔针7保持插设在铝棒3内。如图9所示，步骤s7中，挤压堵头4和盛锭筒1同步缓慢向模具6所在一侧靠近，使得挤压堵头4将铝棒3挤压进模具6内，然后通过模具6向外成型出无缝管8。本专利提供的生产方法，利用墩粗轴2和挤压堵头4对刚上料的铝棒3进行夹紧，并对铝棒3进行墩粗，使铝棒3和盛锭筒1保持同一中轴线，在挤压成型时，铝棒3与模具6同轴，从模具6挤出的无缝管8厚度均匀，进而提高无缝管8成品的同心度，提高成品率。
26.进一步地，步骤s6中，在穿孔针7对墩粗后的铝棒3进行穿孔时，盛锭筒1受到与穿孔针7移动的反方向的作用力以限制盛锭筒1移动。在穿孔针7对铝棒3进行穿孔时，会对铝棒3施加一定的力，而铝棒3位于盛锭筒1内，因此盛锭筒1会受到一个与穿孔针7移动方向一致的作用力，造成盛锭筒1在穿孔时会移动，进而造成穿孔针7无法对铝棒3进行穿孔；因此，在穿孔时，对盛锭筒1施加一个与穿孔针7移动方向相反的作用力，以限制住盛锭筒1移动，使盛锭筒1能相对穿孔针7静止，保证穿孔针7能对铝棒3进行穿孔。施加在盛锭筒1上的力可以是通过控制油缸等拉住或顶住盛锭筒1，也可以是采用其他限位结构来限制盛锭筒1移动。
27.进一步地，步骤s6包括：s6-1，将穿孔挡板9上料至模轴5和盛锭筒1之间，盛锭筒1和模轴5夹住穿孔挡板9，且穿孔挡板9处在挤压机中心线100上；s6-2，穿孔针7对铝棒3进行穿孔；s6-3，穿孔后撤出穿孔挡板9。
28.步骤s6为对墩粗后的铝棒3进行穿孔的步骤，其中包括步骤s6-1、s6-2、s6-3。如图6所示，步骤s6-1中，将穿孔挡板9移动至挤压机中心线100上，且位于盛锭筒1和模轴5之间，穿孔挡板9的宽度大于盛锭筒1的内径，使穿孔挡板9可完全盖住盛锭筒1的一端开口；挤压堵头4和盛锭筒1向模轴5靠近，使得盛锭筒1和模轴5夹紧穿孔挡板9。如图7所示，步骤s6-2
中，穿孔气缸控制穿孔针7伸出，并在铝棒3中心沿其轴线方向开孔，开孔挤出的铝材位于铝棒3和穿孔挡板9之间。如图8所示，步骤s6-3中，铝棒3穿孔后，将穿孔挡板9撤出。现有技术中，在对铝棒3进行穿孔时，通常是用模具6来抵住铝棒3，这样的话就会造成穿孔挤出的铝料挤入模具6内，进而造成挤出的无缝管8的前端实心的部位较长。本实施例中，在对铝棒3穿孔时，穿孔挡板9抵住盛锭筒1的一端并堵住盛锭筒1的其中一个开口，穿孔挡板9用于在对铝棒3穿孔时限制住盛锭筒1、防止盛锭筒1往模具6靠近，穿孔挤出的铝材保留在盛锭筒前端空腔内；因此能大大减少了无缝管8前段的实心部位，提高材料利用率。
29.进一步地，步骤s2中，盛锭筒1移动后，墩粗轴2抵于铝棒3的一端位于盛锭筒1内，使得墩粗后的铝棒3的一端与盛锭筒1的外端面具有一空腔。盛锭筒1套在铝棒3上后，铝棒3靠近墩粗轴2的一端与盛锭筒1的外端面之间有一定距离（即两者不平齐）；如此设置，可以使铝棒3穿过时挤出的铝材位于该空腔内，在挤压成型时该空腔内的铝材依旧可以挤入模具6内，参与无缝管8的成型；因此提高了材料利用率。
30.进一步地，墩粗轴2和模轴5安装在同一安装座上，驱动机构10可驱使安装座滑动；步骤s5中，驱动机构10驱使安装座滑动，使墩粗轴2和模轴5同步移动，并使墩粗轴2移出、模轴5处在挤压机中心线100上。
31.具体地，安装座可滑动地设置在前梁13上，驱动机构10也安装在前梁上，驱动机构10用于驱使安装座相对前梁13滑动；在安装座上同时安装有模轴5和墩粗轴2，安装座滑动时同时带动模轴5和墩粗轴2同步移动；模轴5和墩粗轴2相互平行、且间隔一定距离，模轴5和墩粗轴2之间的距离大于盛锭筒1半径；墩粗轴2和模轴5沿安装座的移动方向依次设置、且处于同一水平高度；模轴5的一端固定在安装座上，另一端用于安装模具6。驱动机构10具体可以是电机、齿轮、齿条的组合机构，也可以采用滚珠丝杆、液压缸、传送带等装置，能满足驱动安装座往复运动的要求即可。将模轴5和墩粗轴2固定在同一安装座上，可实现两者的同步运动，方便在加工过程中控制模轴5和墩粗轴2相互切换，提高加工智能化，减少设置驱动装置；而且模轴5和墩粗轴2安装在安装座后，两者距离固定，因此两者相互切换时都处在挤压机中心线100上，保证了精准度。
32.进一步地，还包括以下步骤：s8，挤压完成后，切刀11将挤压后的余料剪切掉；s9，牵引机将无缝管8向外拉，使无缝管8完全脱离模具6和模轴5。
33.如图10和图11所示，步骤s8中，挤压完成后，铝棒3会剩下小一部分铝材余料；挤压后，先控制挤压堵头4后退（远离盛锭筒1），此时模具6的一端与盛锭筒1的外端面平齐，余料位于模具6和盛锭筒1的外侧；切刀11贴着盛锭筒1的外端面，控制切刀11自上而下或者从两侧靠近余料，进而将余料切下。步骤s9中，挤压完成后，由于挤压堵头4不再挤压铝棒3，因此无缝管8需要通过外力拉出，使无缝管8完全脱离模具6和模轴5，具体采用牵引机拉出；在无缝管8成型过程中，牵引机也可以通过往外拉，协助无缝管8挤出成型。通过执行步骤s8和s9，使得挤出成型后的余料得以切出，方便后续回收利用，且无缝管8能及时完全挤出，模具6内不会剩余铝料。
34.进一步地，还包括以下步骤：s10，机械手将模轴5上的模具6卸下；s11，挤压堵头4和盛锭筒1向远离模轴5的一侧后退；s12，墩粗轴2移动至挤压机中心线100上；s13，盛锭筒1向墩粗轴2所在一侧移动，使盛锭筒1套设在墩粗轴2上。
35.如图12所示，步骤s10中，采用机械手将模具6从模轴5上卸下。如图13所示，步骤
s11中，挤压堵头4和盛锭筒1同步向远离模轴5的一侧后退，后退的距离保证墩粗轴2移动时不会撞击盛锭筒1。如图14所示，步骤s12中，驱动机构10控制安装座滑动，使得墩粗轴2和模轴5同步移动，且墩粗轴2移动至挤压机中心线100上，此时挤压堵头4、盛锭筒1和墩粗轴2三者同一中轴线。如图15所示，步骤s13中，盛锭筒1向墩粗轴2所在一侧移动，且移动至盛锭筒1套设在墩粗轴2上的位置状态，墩粗轴2靠近挤压堵头4的一端伸出至盛锭筒1外；即步骤s13完成后，变回至步骤s1开始时的状态，以此进入加工下一条无缝管8的准备状态；图16所示为将铝棒3上料至挤压堵头4和墩粗轴2之间的状态示意图，即表示步骤s1中的“盛锭筒套在墩粗轴2上，铝棒3上料”。重复步骤s1至s13，不断加工出无缝管8。设置步骤s10
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s13，是为了生产完一根无缝管8之后，挤压机可返回至初始状态，方便加工下一条无缝管8，提高加工的自动化、智能化、持续性。
36.进一步地，步骤s10中，机械手将模具6卸下后始终保持夹紧模具6。在整个加工过程中，铝棒3的上料需要用到机械手，模具6的安装和拆卸也需要用到机械手；具体地，两个动作所使用的机械手是不同的机械手，即其中一个机械手专门用于铝棒3上料，另一个机械手用于安装和拆卸模具6。因此，步骤s10中，机械手将模具6从模轴5上卸下后，始终保持着夹紧机械手，这样既可方便在加工下一根无缝管8时在步骤s5中直接将模具6安装在模轴5上，提高效率，也无需设置放置模具6的放置架或放置台。在实际操作中，无缝管8的加工一般是一整批进行加工，所以更换模具6的次数较少；当需要更换模具6时，可以是工作人员将机械手上的模具6拿走，然后放上另一个模具6，也可以是机械手放下模具6，再抓取另一个模具6。
37.进一步地，步骤s1中，机械手抓取铝棒3并输送至挤压堵头4和墩粗轴2之间，挤压堵头4靠近墩粗轴2，使得挤压堵头4和墩粗轴2夹住铝棒3。如前面所述，铝棒3的上料采用机械手抓取、输送，当机械手将铝棒3输送至挤压堵头4和墩粗轴2之间时，挤压堵头4、墩粗轴2和铝棒3三者的同一中轴线，挤压堵头4移动使得挤压堵头4和墩粗轴2夹紧铝棒3。由于铝棒3在上料之前已被加热，且铝棒3的重量较重，因此采用机械手来抓紧、输送铝棒3可保证上料过程的安全和上料精度，且能实现智能化加工。
38.进一步地，步骤s3中，墩粗后的铝棒3的直径等于盛锭筒1的内径。刚上料的铝棒3的直径比盛锭筒1的内径小，当铝棒3位于盛锭筒1内时，两者并非同一中轴线；如果直接穿孔和挤压成型的话，容易导致挤压偏心、在挤压时造成穿孔针7断裂等一系列问题；因此利用挤压堵头4和墩粗轴2对铝棒3进行墩粗，使得铝棒3的直径等于盛锭筒1的内径，此时两者保持同一中轴线，避免出现穿孔针7因受力不均匀造成偏心，在挤压时造成穿孔针7断裂等问题。
39.另一方面，一种挤压机，用于执行上述的生产无缝管的方法。挤压机用以执行上述的生产无缝管的方法，使加工工艺设备化，实现智能化加工；兼具了上述关于生产无缝管的方法的技术效果，在此不一一赘述。
40.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。