专利名称：薄壁异径管挤压成型方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄壁金属管的挤压成形。
以往对薄壁异径管(如钢笔套和笔杆)的成形加工需要采用冲压拉伸工艺，即用癌魔模具将不锈钢薄片料经多达十来次冲压拉伸才能成型，而且在冲压拉伸加工中还要经过多次工序退火处理，否则容易产生破裂，有时在冲压中发生前一道工序模具损坏影响到下一道工序的进行，所以，传统的工艺费工费时效率低、可靠性差。
本发明的目的是在于缩短薄壁金属管的挤压加工的时间，减少加工所必须的工序，提高工效、降低成本，用一次挤压成型的一步法取代传统技术中的多步加工程序。使生产效率和产品质量大大提高。
本发明的方案是采用一套特殊的专用设备，将被加工的等厚薄壁金属坯料管套在位于加工设备中央位置的一根芯棒上高速旋转，并且边旋转边沿轴向移动，在动作的全过程中，在等厚薄壁金属管的外周面上有钢珠始终保持对坯料管管壁的径向挤压，这样，当钢珠对管壁的相对移动自管子的始端过渡到末端时，等径的金属薄壁坯料管就被挤压成与芯棒的外形相吻合(相同)的廓形。
以下结合实施例和附图
对本发明的方法及专用设备作详细叙述。
本发明的装置有一个T字形的中空外套(5)和位于其内呈同一轴线方向同心布置的二头贯穿的中空内套(7)，二者竖直地固定在一个水平底板(4)上，在水平底板(4)的中央通孔部位下侧面上固定有一只带孔的阻尼圈(14)，在阻尼圈(14)的上方同轴位置上所述的内套(7)和外套(5)与底板(4)呈垂直正交的固定连接，在外套(5)的内壁与内套(7)的外壁之间的环形空腔(12)内设置有螺旋弹簧(6)，其上方有一成形套筒(1)，它沿轴向插入上述的环形空腔(12)，成形套筒(1)可在所述的环形空腔(12)内沿轴向穿动，弹簧(6)使形成套筒(1)始终处于向上弹性浮动的状态，所述的成形套筒(1)的下端端头上有一圈向外突出的凸缘(9)，所述外套(5)的顶端有一向内突出的台肩(10)，所述的凸缘(9)的外径大于所述台肩(10)的内径，这样，当成形套筒(1)上升到外套(5)的顶部时不会逃逸越出，起到限位作用。
在成形套筒(1)内有若干挤压钢珠(2)沿其周缘贴壁分布，所述的钢珠(2)搁置于内套(7)的顶面。一根成形芯棒(8)其粗大的下端插入钢珠(2)的中间，将钢珠(2)向外排开紧靠成形套筒(1)的内壁保持压接状态，其细小的上端有一具有多棱柱形体的柄端，它插入一个钻夹头(13)的中心孔内可随钻夹头(13)一起转动，依靠芯棒(8)的自重可以从钻夹头(13)的中心孔自然脱落，当钻夹头(13)向上移动时芯棒(8)能与钻夹头(13)相脱离。芯棒(8)的外表面具有与被加工产品(如金属笔套)完全相同的外廓形状，在加工时，作为坯料的等径坯料管(11)套入上细下粗的芯棒(8)，下端相互卡紧，自下至上相互之间间隙也逐渐增大，芯棒的柄端插入钻夹头(13)的中心孔内。在成形套筒(1)的上端顶面上固定有一平面推力轴承(3)，这个平面推力轴承则起到不使成型套筒(1)旋转，又能传递向下工作行程之压力。在基座(4)的底面中心孔位置上固定有一个摩擦阻尼圈(14)。本发明最重要的特征是成形套筒(1)的内孔不是等径的而是变径的，其内孔壁面的廓形是有完全相同于芯棒(8)外周面的轮廓，也就是与被加工产品(如金属笔套)和芯棒(8)的外形轮廓相同，三者呈同轴布置。
加工过程如下先将坯料管(定长的等径管段)(11)套入芯棒(8)使二者在芯棒(8)的下端卡紧，芯棒-坯料管组合体自下而上存在逐步增大的空隙，芯棒(8)的柄端插入所述钻夹头(13)的中心孔内，二者呈共同旋转但能相对沿轴向可松动的连接状态。芯棒-坯料管组合体的下端穿过若干挤压钢珠(2)，将钢珠(2)向外排开与成形套筒(1)的内壁紧靠，所述坯料管(11)的外侧与所述成形套筒(1)的内壁之间夹有若干挤压钢珠(2)，坯料管外侧-钢珠-成形套筒内壁三者呈大体无间隙的相互压接，但能维持在使芯棒(8)在一定的压力下能随坯料管(11)一起通过内套(7)的中央通孔。在开始加工时先让钻夹头(13)带动芯棒-坯料管一起旋转，随后边旋转，钻夹头(13)边向下推移芯棒(8)和套在其上的坯料管(11)，使芯棒和坯料管(11)逐步进入内套(7)的管腔。这一过程相当于成形套筒(1)静止不动而让挤压钢珠(2)相对高速转动的芯棒-坯料管进行自下而上的向心挤压。当钻夹头(13)将芯棒-坯料管压到其下端插入阻尼圈(14)的中心孔内时，它变成了芯棒-成形管，此时，钻夹头(13)的前端面亦正好与推力轴承(3)的上平面相贴。当钻夹头(13)朝相反方向上移时，由于阻尼圈(14)的摩阻作用使芯棒-坯料管驻留在内套(7)的管腔里，静止在那里。接下去再将另一支芯棒-坯料管的柄端插入钻夹头(13)的中心孔内，其另一端插入若干挤压钢珠(2)中，然后启动，使钻夹头(13)高速转动，并操纵钻床手柄(未显示)使芯棒-坯料管一边高速转动，一边朝下顶着其下部那根芯棒-坯料管下移，当钻夹头(13)的下端面与推力轴承(3)的上端面相贴时，原来静止在内套(7)管腔里的那支芯棒-成型管脱离阻尼圈(14)掉落下去，而刚刚被挤压成型好的芯棒-成形管又处在内套(7)的筒腔内并静止在那里。就这样，周而复始地循环，坯料管(11)不断地一支支送入本发明装置的上部，成形管则不断地一支支从该装置的底下掉出来。
用本发明的装置对坯料管(等径管)进行挤压成形加工成异径管具有很高的工效(每分钟可加工三只)，而产品的形状也可多样化，例如锥形管、弧形面管等。本发明可以采用有缝焊接管的原料进行生产加工。
本发明的方案还可作以下改变，如将其它弹性物来代替上述实施例中的螺旋弹簧(6);又如，可用一个固定在外套(5)顶端的螺圈(未显示)来代替外套(5)顶端的台肩(10)，该螺圈的内径小于成形套筒(1)下端凸缘(9)的外径，这样的改变和替代仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种薄壁异径管的挤压成形方法，被加工的等径坯料管(11)卡套于芯棒(8)上不断旋转，在加工过程中，有径向挤压力不断地施于等径坯料管的外表面上，使等径坯料管被挤压成与芯棒廓形相同的形状，其特征在于a.所述的径向挤压力是由成形套筒(1)的内廓面与始终与其相互压接并且二者之间在加工过程中不断作沿轴向的相对运动的挤压钢珠(2)来产生，在相对运动的同时钢珠(2)产生径向向心运动；b.所述的成形套筒(1)的内廓面与所述芯棒(8)的外廓面具有与被加工产品外形轮廓相同的廓面。
2.如权利要求1所述的薄壁异径管的挤压成形方法，其特征在于所述的相对运动中挤压钢珠(2)静止不动，而所述的成形套筒(1)沿轴向作相对于挤压钢珠(2)的相对运动。
3.如权利要求1所述的薄壁异径管的挤压成形方法，其特征是所述的等径坯料管(11)被卡套在芯棒(8)上，芯棒(8)与坯料管(11)在旋转的过程中随成形套筒(1)一同作轴向移动，而所述的钢珠(2)则保持静止不动。
4.一种薄壁异径管挤压成形装置，它包含有基架部分、芯棒部分和挤压成形部分，其特征是a.所述芯棒部分的芯棒(8)下粗上细，其上端有一段多棱柱形体的柄端，芯棒(8)的下端与坯料管(11)的一端呈卡套配合;b.所述的挤压成形部分包含有一个成形套筒(1)，它有下大上小的内孔，内孔的内壁面具有与所述芯棒(8)的外表面相同的廓形;c.在所述坯料管(11)的外侧与所述成形套筒(1)的内壁面之间夹有若干挤压钢珠(2)，三者呈大体无间隙的相互压接;d.所述的基架部分包含有中空外套(5)和中空内套(7)，二者是呈同轴布置，在外套(5)的内壁与内套(7)的外壁之间环形空腔(12)内有一成形套筒(1)插入其内，成形套筒(1)的下面垫有弹性物(6)。
5.如权利要求4所述的薄壁异径管挤压成形装置，其特征在于所述的成形套筒(1)的下端端头上有一圈向外突出的凸缘(9)而所述外套(5)的顶端有一向内突出的台肩(10)，二者相互之间构成一个限位机构。
6.如权利要求4所述的薄壁异径管挤压成形装置，其特征在于在所述外套(5)的顶端设有一螺圈，其内径小于所述成形套筒(1)下端端头上的凸缘(9)的外径。
7.如权利要求4所述的薄壁异径管挤压成形装置，其特征在于所述的基架部分有一块带中央通孔的底板(4)，在其中央通孔部位下侧固定有一只带孔的阻尼圈(14)，在阻尼圈(14)的上方同轴的位置上所述的内套(7)与所述的底板(4)是呈垂直正交的固定连接，所述的外套(5)亦与所述的底板(4)呈垂直正交的固定连接。
全文摘要
一种薄壁异径管挤压成型方法及设备，等径薄壁坯料管(11)被套在一个芯棒(8)上不断旋转，芯棒-坯料管组合体又被同心地置于一个成型套筒(1)内，芯棒(8)的外表面、成型套筒(1)的内表面与被加工的产品具有的廓形是相同的。在芯棒-坯料管组合体的外表面与成型套筒(1)的内表面之间大体不存间隙地夹有若干挤压钢珠(2)。当旋转的组合体受压并沿轴向移动时所述的钢珠(2)相对于坯料管的外表面作从头至尾的径向挤压。
文档编号B21C23/08GK1087037SQ9211318
公开日1994年5月25日 申请日期1992年11月18日 优先权日1992年11月18日
发明者徐可清 申请人:徐可清