管材壁厚增厚的成形装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种镦粗变形的管材壁厚增厚的模具及方法，模具包括凹模、凸模，凸模包括相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具。采用相向运动的相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具，正向挤压模具对管材坯料进行挤压的同时，反向挤压模具反向运动，形成容料空间，通过连续累积的小范围局部变形实现整个管材外壁增厚变形。可以实现管材一次大变形量的镦粗变形。
【专利说明】管材壁厚增厚的成形装置及方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管材及空心轴类件的壁厚增厚工艺，尤其涉及一种管材壁厚增厚的成形装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的增长及对石油天然气的需求日益增大，石油钻采行业废油管量越来越多，这些钢管一般降级使用用于建筑行业，但是大量的还是作为废品处理，造成了资源的严重浪费。为实现油管的废旧利用，可将这些废旧如73mmX5.5mm，90mmX6.45mm等型号的油管经过再制造，成形为管道用管接箍以及相类似的其他产品。
[0003]在再制造的过程中，一般要经过管材镦粗的工序，使其内外径大幅度的增厚。现有技术中管材成形工艺中对于如直径73_、壁厚5.5_、长度500mm左右的油管的缴粗可以实现在外径不变的情况下增加壁厚。但是通常情况下，要求在内径不变的情况下增加外径，这种情况下，由于管材在镦粗过程中外壁变形量很小，极易出现折叠等缺陷，因此现有工艺无法实现镦粗成形。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能实现管材一次大变形量的镦粗变形的管材壁厚增厚的成形装置及方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本发明的管材壁厚增厚的模具，包括凹模、凸模，所述凸模包括相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具。
[0007]本发明的上述的管材壁厚增厚的模具实现管材壁厚增厚的方法，采用相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具，正向挤压模具对管材坯料进行挤压的同时，反向挤压模具反向运动，形成容料空间，通过连续小范围局部变形的累积实现整个管材外壁增厚变形。
[0008]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的管材壁厚增厚的成形装置及方法，由于采用相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具，正向挤压模具对管材坯料进行挤压的同时，反向挤压模具反向运动，形成容料空间，通过连续累积的小范围局部变形实现整个管材外壁增厚变形，可以实现管材一次大变形量的镦粗变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1a为本发明实施例一的管材壁厚增厚的成形装置的挤压状态结构示意图；
[0010]图1b为本发明实施例一的管材壁厚增厚的成形装置的开模状态结构示意图；
[0011]图2为本发明实施例二的管材壁厚增厚的成形装置的挤压状态结构示意图；
[0012]图3a、3b分别为本发明实施例中成型前的油管坯料及挤压后的成型件的示意图；
[0013]图4a、图4b、图4c为本发明实施例中坯料连续局部成形过程的示意图。
[0014]图中:1、正向挤压模具，2、反向挤压模具，3、油管坯料，4、凹模，5、油管坯料镦粗成形后，6、导向顶料杆，7、无缝钢管，8、夹紧机构，9、无缝钢管镦头成形后。
【具体实施方式】
[0015]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0016]本发明的管材壁厚增厚的模具，其较佳的【具体实施方式】是:
[0017]包括凹模、凸模，所述凸模包括相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具。
[0018]还包括导向顶料杆，所述导向顶料杆穿过所述凹模的底部至所述正向挤压模具的芯部。 [0019]所述凹模的底部设有夹紧机构。
[0020]本发明的应用上述的管材壁厚增厚的模具实现管材壁厚增厚的方法，其较佳的【具体实施方式】是:
[0021]采用相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具，正向挤压模具对管材坯料进行挤压的同时，反向挤压模具反向运动，形成容料空间，通过连续小范围局部变形的累积实现整个管材外壁增厚变形。
[0022]对于定长≤1000mm的管材坯料镦粗，通过导向顶料杆完成坯料成形前的固定及成形后的脱模，成形后通过凹模的开合完成取料。
[0023]对于管材端部局部增厚的无缝钢管成形，首先对坯料需变形部分进行局部加热或退火，然后将坯料经过局部加热的部分伸入凹模中，通过夹紧机构对坯料不需变形的部分进行夹紧，成形后通过夹紧机构、正向模具及反向模具的打开完成取料。
[0024]本发明的管材壁厚增厚的模具及方法，提出了管材大变形量壁厚增厚成形新工艺，工艺过程是将退火处理(或加热后)的钢管坯料在液压机上通过专用模具连续局部变形成形所需增厚，实现管材外径大幅度的增厚。
[0025]具体实施例:
[0026]如图la、lb所示，对于定长(< 1000mm)薄壁坯料的镦粗，坯料进行退火及磷化皂化处理(也可用冷挤压润滑剂代替)；对于定长(< 1000mm)厚壁坯料的镦粗，坯料加热至成形温度(加热前预涂脱模剂)；处理后的坯料通过正向挤压模具和反向挤压模具的运行实现壁厚增厚变形，成形过程中导向顶料杆完成坯料成形前的固定及成形后的脱模，成形后通过凹模的开合完成取料。
[0027]如图3a、3b所示，分别为成形前的油管坯料及挤压后的成形件的示意图。
[0028]如图2所示，对于管材端部局部增厚(镦头)要求的成形来说，首先对坯料需变形部分进行局部加热(或退火处理)，然后将坯料经过局部加热(退火)的部分伸入凹模中，通过夹紧机构对坯料不需变形的部分进行夹紧，成形后通过夹紧机构、正向模具及反向模具的打开完成取料。
[0029]本发明的特征之一是采用相向运动的模具(两者挤压速度各自按一定的速度运行，速度与产品及毛坯体积有关)，正向运行的模具对管材坯料进行挤压，挤压的同时，反向运行模具也同时反向运动，由于速度不同从而形成容料空间，通过这种连续累积的小范围局部变形实现整个管材外壁增厚变形，而且能够实现大变形量的增厚，变现过程如图4a、图4b、图4c所示，根本克服了管材变外径镦粗失稳的问题。并且此种连续局部变形的成形力小，所需成形设备吨位较小。[0030]本发明的特征之二是根据成形件尺寸不同，可采用不同的增厚变形方式及相应的增厚装置。毛坯整体增厚变形时，薄壁的钢管采用冷挤压连续局部成形方式；厚壁钢管采用热状态下的连续局部变形完成坯料的镦粗成形；当要求毛坯局部外壁镦粗变形时，对变形区局部加热，通过夹紧装置固定无缝钢管，凹模固定在夹紧装置上，通过两个相向运行的卧式挤压装置实现局部镦粗成形。
[0031]下面对具体实施例的原理进行详细说明:
[0032]具体工艺的流程以图3a所示的油管坯料经累积镦粗变形成形为图3b所示的成形件为例进行详细说明:
[0033]首先，根据钢管毛坯及成形件的尺寸确定相向运行的挤压头的挤压行程H及挤压速度V，以图3为例正向挤压模具的工作行程为H1-H，反向挤压模具的行程为H，正向挤压速度与反向速度之比为:
[0034]
【权利要求】
1.一种管材壁厚增厚的成形装置，包括凹模、凸模，其特征在于，所述凸模包括相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具。
2.根据权利要求1所述的管材壁厚增厚的成形装置，其特征在于，还包括导向顶料杆，所述导向顶料杆穿过所述凹模的底部至所述正向挤压模具的芯部。
3.根据权利要求1所述的管材壁厚增厚的成形装置，其特征在于，所述凹模的底部设有夹紧机构。
4.一种应用权利要求1、2或3所述的管材壁厚增厚的成形装置实现管材壁厚增厚的方法，其特征在于，采用相向运动的正向挤压模具和反向挤压模具，正向挤压模具对管材坯料进行挤压的同时，反向挤压模具反向运动，形成容料空间，通过连续小范围局部变形的累积实现整个管材外壁增厚变形。
5.根据权利要求4所述的管材壁厚增厚的方法，其特征在于，对于定长<IOOOmm的管材坯料镦粗，通过导向顶料杆完成坯料成形前的固定及成形后的脱模，成形后通过凹模的开合完成取料。
6.根据权利要求4所述的管材壁厚增厚的方法，其特征在于，对于管材端部局部增厚的无缝钢管成形，首先对坯料需变形部分进行局部加热或退火，然后将坯料经过局部加热的部分伸入凹模中，通过夹紧机构对坯料不需变形的部分进行夹紧，成形后通过夹紧机构、正向模具及反向模具的打开完成取料。
【文档编号】B21C23/08GK103611753SQ201310662803
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】郭永强, 徐春国, 任广升 申请人:北京机电研究所