一种同步矫直式快速降温型金属挤压成型装置的制作方法

1.本发明涉及金属挤压成型技术领域，具体为一种同步矫直式快速降温型金属挤压成型装置。


背景技术：

2.管件是管道系统中起连接、分流、变向、密封等作用的零部件的统称，是将管子接入管路的重要组成部分，按照连接方法可分为螺纹管件、法兰管件、承插式管件、和焊接管件四类。管件主要用来传送流体，为防止流体泄露，会要求管件之间无缝连接，要求相连的管件之间具有相互配合的尺寸。
3.现有技术的金属管件通常是指由铁、钢、铝等金属制成的中空管件，为了得到金属管件，通常需要使用挤压成型装置，而现有的挤压成型装置在对原始材料或胚料进行挤压成型处理前不便对其进行预热处理，挤压成型操作不够顺利快速。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种同步矫直式快速降温型金属挤压成型装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种同步矫直式快速降温型金属挤压成型装置，包括两个防护板、脱模机构、顶出机构，所述挤压成型装置包括矫直机构、推送机构以及成型筒，两个所述防护板之间安装有上料带，所述矫直机构安装在上料带的一侧，所述推送机构以及成型筒位于两个防护板的一侧，所述成型筒位于推送机构的一端，所述矫直机构将棒材胚料加热矫直后输送到推送机构上，所述推送机构与成型筒相互配合使棒材胚料成型为管材。上料带为输送带，棒材胚料被上料带输送至矫直机构的上方，棒材胚料逐个掉入矫直机构中，矫直机构对棒材胚料进行加热和矫直，矫直机构利用叠加的交变磁场使棒材胚料自身产生热量，并对棒材胚料进行挤压矫直，实现对棒材胚料加热的同时也实现矫直作业，之后，矫直机构将矫直加热后的棒材胚料放置到推送机构上，推送机构将棒材胚料送入成型筒，并与成型筒相互配合对棒材胚料进行挤压，使棒材胚料成型为管材，成型筒利用持续不断流动的冷却水对管材进行冷却，使管材快速降温成型。
6.所述矫直机构包括角辊，所述角辊与两个防护板转动连接，所述角辊为三角柱，角辊的每个侧面上均安装有底柱，每个所述底柱上均安装有弧形的固定板，所述底柱的两侧转动安装有矫直缸，所述固定板的两侧转动安装有弧形的活动板，所述矫直缸的一端与活动板的外侧转动连接，所述固定板与两个活动板相互配合形成圆筒结构。角辊在驱动电机的带动下转动，驱动电机安装在防护板的外侧，驱动电机通过转轴与角辊连接，底柱为固定板的安装提供支撑，固定板与两个活动板相互配合形成矫直棒材胚料的圆筒结构，矫直缸带动活动板在固定板上转动，使圆筒结构的进料口打开或闭合，从而可以使棒材胚料进入到圆筒结构或运动出圆筒结构，矫直缸为矫直棒材胚料提供动力，使两个活动板与固定板相互配合实现对棒材胚料的挤压矫直。
7.每个所述活动板内均安装有线圈，所述线圈与控制系统连接，所述线圈通入交变电流。控制系统使线圈接通电路，线圈通入交变电流并产生交变磁场，交变磁场作用在棒材胚料上，使棒材胚料产生感应电流，并利用涡电流加热自身。两个活动板在矫直缸的推送下不断转动，最终合拢形成圆筒结构，在合拢过程中，两个活动板带动线圈不断运动，进而使磁感线穿过棒材胚料的位置发生变化，进而使棒材胚料的不断位置产生感应电流，使棒材胚料的不同位置产生热量，随着活动板的不断运动，实现使棒材胚料多个位置产生感应电流的效果，进而加快棒材胚料的加热效率。线圈安装在活动板上，两个活动板上产生的磁场相互叠加，进一步增强棒材胚料产生的感应电流的大小，进一步提高棒材胚料的加热效率。加热过程中，两个活动板与固定板相互配合对棒材胚料进行挤压矫直，加热完成后，角辊往推送机构的方向运动时，两个活动板及固定板对棒材胚料进行保压。
8.所述推送机构包括托轨，所述托轨上端面为凹面，所述托轨两侧安装有侧轨，所述侧轨的长度为托轨长度的一半，托轨和侧轨之间设置有行程槽，所述托轨一端滑动安装有底板，所述底板下方两端安装有滑块，所述托轨两侧设置有滑槽，所述滑块位于滑槽内，每个所述滑块均螺纹连接有一个丝杆，所述丝杆的一端连接有驱动电机；
9.所述底板上安装有成型轴，所述成型轴的一端活动安装有顶板，成型轴上套设有弹簧，所述弹簧一端固定在底板上，弹簧另一端固定在顶板上；
10.所述成型筒的一端与推送机构活动连接。托轨和侧轨对棒材胚料进行阻拦，棒材胚料从矫直机构上掉落，并落入托轨和侧轨之间，棒材胚料沿着侧轨运动时，经过行程槽时，由于行程槽形成的缝隙，阻碍棒材胚料的运动，使棒材胚料减速，使棒材胚料最终位于托轨的中间位置；行程槽为底板在托轨上运动提供通道，底板在驱动电机以及丝杆的带动下运动，并通过成型轴和顶板将棒材胚料推入成型筒内，成型轴在底板的推动下伸入成型筒内，成型轴与成型筒相互配合将棒材胚料挤压成管材。
11.每个所述滑槽靠近成型筒的一端滑动安装有承载板，所述承载板的长度与侧轨的长度相同，所述承载板下方与托轨之间安装有弹簧，所述承载板靠近成型筒的一端安装有衔接杆，两个所述衔接杆之间安装有托筒辊，所述托筒辊与成型筒的一端下方活动连接；
12.所述承载板上端面高于滑槽的下端面时，所述托筒辊使成型筒的一端上翘，所述成型筒处于倾斜状态；
13.所述承载板的上端面与滑槽的下端面在同一水平面时，所述成型筒处于水平状态。底板利用成型轴及顶板将棒材胚料送入成型筒内部时，在底板下方的滑块未接触承载板时，成型筒处于倾斜状态，方便棒材胚料被推入成型筒内，成型轴及顶板将棒材胚料推入成型筒，顶板可以对处于倾斜状态的棒材胚料进行推送；当将棒材胚料送入成型筒内部后，底板下方的滑块与承载板接触，并对承载板施加往下的压力，使承载板带动托筒辊往下运动，使成型筒逐渐恢复水平状态；当成型轴与成型筒相互配合对棒材胚料施加作用力时，成型筒处于水平状态。
14.所述成型筒处于水平状态时，所述成型筒与成型轴同轴心，成型筒内壁下端所在的水平切面低于托轨上端面最低端所在的水平切面。当成型轴与成型筒相互配合使板材胚料转为管材后，成型筒利用不断流动的冷却水对管材进行降温，使管材快速成型。管材降温成型后，成型轴在底板的带动下逐渐抽出成型筒，在抽出过程中，由于管材与成型轴之间的摩擦力，管材会被成型轴带动一定距离，由于成型筒内壁下端水平切面低于托轨上端面最
低端所在的水平切面，成型筒与托轨之间形成台阶，该台阶阻碍管材根据成型轴运动，进而使成型轴被顺利抽出管材。
15.所述成型筒包括筒体，所述筒体远离托轨的一端安装有绕转轴，所述筒体靠近托轨的一端开设有导向槽，所述筒体内部中空，筒体连接冷却液供给系统。绕转轴使筒体绕着该轴旋转，绕转轴为筒体的旋转提供支撑；筒体呈倾斜状态时，导向槽对棒材胚料进行疏导，使棒材胚料进入筒体。
16.所述筒体由两个半圆状的筒体拼接组成，位于上方的半圆状筒体与脱模机构连接，两个半圆状的所述筒体之间通过管道传输冷却液，两个半圆状的所述筒体均与冷却液供给系统连接。筒体由两个半圆状的筒体拼接组成，冷却液利用管道在半圆状的筒体内流动，脱模机构由气缸、支架构成，支架安装在筒体的外侧，气缸与位于上方的半圆状筒体连接，气缸杆的伸缩使筒体分体或合体，气缸杆与半圆状的筒体之间转动连接。冷却液供给系统往筒体内灌输冷却液，利用持续不断流动的冷却液对管材进行快速降温，实现管材的快速成型。
17.所述筒体包括内筒、外筒，所述内筒位于外筒内，内筒与外筒之间安装有若干支撑柱，所述外筒与冷却液供给系统，所述外筒远离托轨的一端安装有封盖，所述顶出机构与封盖转动连接，所述顶出机构将棒材胚料形成的管材从筒体中顶出。顶出机构由多个气缸以及电磁铁组成，其中一个气缸连接封盖，用于将封盖打开或者关闭，封盖打开后，其余气缸利用电磁铁将管材从筒体中吸出，吸出后，气缸再次将封盖关闭。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
19.1、棒材胚料被上料带输送至矫直机构的上方，棒材胚料逐个掉入矫直机构中，矫直机构对棒材胚料进行加热和矫直，矫直机构利用叠加的交变磁场使棒材胚料自身产生热量，并对棒材胚料进行挤压矫直，实现对棒材胚料加热的同时也实现矫直作业，之后，矫直机构将矫直加热后的棒材胚料放置到推送机构上；利用矫直机构实现矫直和加热功能，实现一机多用，减少生产成本。
20.2、两个活动板带动线圈不断运动，进而使磁感线穿过棒材胚料的位置发生变化，进而使棒材胚料的不断位置产生感应电流，使棒材胚料的不同位置产生热量，随着活动板的不断运动，实现使棒材胚料多个位置产生感应电流的效果，进而加快棒材胚料的加热效率。线圈安装在活动板上，两个活动板上产生的磁场相互叠加，进一步增强棒材胚料产生的感应电流的大小，进一步提高棒材胚料的加热效率。
附图说明
21.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
22.图1是本发明的整体结构右视图；
23.图2是本发明的整体结构前视图；
24.图3是本发明的推送机构右视图；
25.图4是本发明的推送机构与成型筒配合的右视图；
26.图5是本发明的图4中a-a方向的剖视图；
27.图6是本发明的图4中b-b方向的剖视图；
28.图7是本发明的矫直机构结构示意图；
29.图8是本发明的矫直机构运动模拟示意图；
30.图9是本发明的筒体结构示意图。
31.图中：1、防护板；
32.2、矫直机构；201、角辊；202、底柱；203、矫直缸；204、固定板；205、活动板；
33.3、推送机构；301、托轨；302、侧轨；303、底板；304、顶板；305、成型轴；306、承载板；307、丝杆；308、托筒辊；309、行程槽；310、滑槽；
34.4、成型筒；401、筒体；4011、内筒；4012、支撑柱；4013、外筒；402、绕转轴；403、导向槽。
具体实施方式
35.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做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。
36.请参阅图1-图9，本发明提供技术方案：一种同步矫直式快速降温型金属挤压成型装置，包括两个防护板1、脱模机构、顶出机构，所述挤压成型装置包括矫直机构2、推送机构3以及成型筒4，两个所述防护板1之间安装有上料带，所述矫直机构2安装在上料带的一侧，所述推送机构3以及成型筒4位于两个防护板1的一侧，所述成型筒4位于推送机构3的一端，所述矫直机构2将棒材胚料加热矫直后输送到推送机构3上，所述推送机构3与成型筒4相互配合使棒材胚料成型为管材。上料带为输送带，棒材胚料被上料带输送至矫直机构2的上方，棒材胚料逐个掉入矫直机构2中，矫直机构2对棒材胚料进行加热和矫直，矫直机构2利用叠加的交变磁场使棒材胚料自身产生热量，并对棒材胚料进行挤压矫直，实现对棒材胚料加热的同时也实现矫直作业，之后，矫直机构2将矫直加热后的棒材胚料放置到推送机构3上，推送机构3将棒材胚料送入成型筒4，并与成型筒4相互配合对棒材胚料进行挤压，使棒材胚料成型为管材，成型筒4利用持续不断流动的冷却水对管材进行冷却，使管材快速降温成型。
37.所述矫直机构2包括角辊201，所述角辊201与两个防护板1转动连接，角辊201在驱动电机的带动下转动，驱动电机安装在防护板1的外侧，所述角辊201为三角柱，角辊201的每个侧面上均安装有底柱202，每个所述底柱202上均安装有弧形的固定板204，所述底柱202的两侧转动安装有矫直缸203，所述固定板204的两侧转动安装有弧形的活动板205，所述矫直缸203的一端与活动板205的外侧转动连接，所述固定板204与两个活动板205相互配合形成圆筒结构；
38.每个所述活动板205内均安装有线圈，所述线圈与控制系统连接，所述线圈通入交变电流。控制系统使线圈接通电路，线圈通入交变电流并产生交变磁场，交变磁场作用在棒材胚料上，使棒材胚料产生感应电流，并利用涡电流加热自身。
39.驱动电机通过转轴与角辊201连接，矫直缸203带动活动板205在固定板204上转动，使圆筒结构的进料口打开或闭合，从而可以使棒材胚料进入到圆筒结构或运动出圆筒结构，矫直缸203为矫直棒材胚料提供动力，使两个活动板205与固定板204相互配合实现对
棒材胚料的挤压矫直。
40.两个活动板205在矫直缸203的推送下不断转动，最终合拢形成圆筒结构，在合拢过程中，两个活动板205带动线圈不断运动，进而使磁感线穿过棒材胚料的位置发生变化，进而使棒材胚料的不断位置产生感应电流，使棒材胚料的不同位置产生热量，随着活动板205的不断运动，实现使棒材胚料多个位置产生感应电流的效果，进而加快棒材胚料的加热效率。线圈安装在活动板205上，两个活动板205上产生的磁场相互叠加，进一步增强棒材胚料产生的感应电流的大小，进一步提高棒材胚料的加热效率。加热过程中，两个活动板205与固定板204相互配合对棒材胚料进行挤压矫直，加热完成后，角辊201往推送机构3的方向运动时，两个活动板205及固定板204对棒材胚料进行保压。
41.所述推送机构3包括托轨301，所述托轨301上端面为凹面，所述托轨301两侧安装有侧轨302，所述侧轨302的长度为托轨301长度的一半，托轨301和侧轨302之间设置有行程槽309，所述托轨301一端滑动安装有底板303，所述底板303下方两端安装有滑块，所述托轨301两侧设置有滑槽310，所述滑块位于滑槽310内，每个所述滑块均螺纹连接有一个丝杆307，所述丝杆307的一端连接有驱动电机；
42.所述底板303上安装有成型轴305，所述成型轴305的一端活动安装有顶板304，成型轴305上套设有弹簧，所述弹簧一端固定在底板303上，弹簧另一端固定在顶板304上；
43.所述成型筒4的一端与推送机构3活动连接。托轨301和侧轨302对棒材胚料进行阻拦，棒材胚料从矫直机构2上掉落，并落入托轨301和侧轨302之间，棒材胚料沿着侧轨302运动时，经过行程槽309时，由于行程槽309形成的缝隙，阻碍棒材胚料的运动，使棒材胚料减速，使棒材胚料最终位于托轨301的中间位置；行程槽309为底板303在托轨301上运动提供通道，底板303在驱动电机以及丝杆307的带动下运动，并通过成型轴305和顶板304将棒材胚料推入成型筒4内，成型轴305在底板303的推动下伸入成型筒4内，成型轴305与成型筒4相互配合将棒材胚料挤压成管材。
44.每个所述滑槽310靠近成型筒4的一端滑动安装有承载板306，所述承载板306的长度与侧轨302的长度相同，所述承载板306下方与托轨301之间安装有弹簧，所述承载板306靠近成型筒4的一端安装有衔接杆，两个所述衔接杆之间安装有托筒辊308，所述托筒辊308与成型筒4的一端下方活动连接；弹簧支撑承载板306，承载板306利用托筒辊308将筒体401的一端抬升，使筒体401处于倾斜状态。
45.所述承载板306上端面高于滑槽310的下端面时，所述托筒辊308使成型筒4的一端上翘，所述成型筒4处于倾斜状态；
46.所述承载板306的上端面与滑槽310的下端面在同一水平面时，所述成型筒4处于水平状态。底板303利用成型轴305及顶板304将棒材胚料送入成型筒4内部时，在底板303下方的滑块未接触承载板306时，成型筒4处于倾斜状态，方便棒材胚料被推入成型筒4内，成型轴305及顶板304将棒材胚料推入成型筒4，顶板304可以对处于倾斜状态的棒材胚料进行推送；当将棒材胚料送入成型筒4内部后，底板303下方的滑块与承载板306接触，并对承载板306施加往下的压力，使承载板306带动托筒辊308往下运动，使成型筒4逐渐恢复水平状态；当成型轴305与成型筒4相互配合对棒材胚料施加作用力时，成型筒4处于水平状态。
47.所述成型筒4处于水平状态时，所述成型筒4与成型轴305同轴心，成型筒4内壁下端所在的水平切面低于托轨301上端面最低端所在的水平切面。当成型轴305与成型筒4相
互配合使板材胚料转为管材后，成型筒4利用不断流动的冷却水对管材进行降温，使管材快速成型。管材降温成型后，成型轴305在底板303的带动下逐渐抽出成型筒4，在抽出过程中，由于管材与成型轴305之间的摩擦力，管材会被成型轴305带动一定距离，由于成型筒4内壁下端水平切面低于托轨301上端面最低端所在的水平切面，成型筒4与托轨301之间形成台阶，该台阶阻碍管材根据成型轴305运动，进而使成型轴305被顺利抽出管材。
48.所述成型筒4包括筒体401，所述筒体401远离托轨301的一端安装有绕转轴402，所述筒体401靠近托轨301的一端开设有导向槽403，所述筒体401内部中空，筒体401连接冷却液供给系统。绕转轴402使筒体401绕着该轴旋转，绕转轴402为筒体401的旋转提供支撑；筒体401呈倾斜状态时，导向槽403对棒材胚料进行疏导，使棒材胚料进入筒体401。
49.所述筒体401由两个半圆状的筒体401拼接组成，位于上方的半圆状筒体401与脱模机构连接，两个半圆状的所述筒体401之间通过管道传输冷却液，两个半圆状的所述筒体401均与冷却液供给系统连接。筒体401由两个半圆状的筒体401拼接组成，冷却液利用管道在半圆状的筒体401内流动，脱模机构由气缸、支架构成，支架安装在筒体401的外侧，气缸与位于上方的半圆状筒体401连接，气缸杆的伸缩使筒体401分体或合体，气缸杆与半圆状的筒体401之间转动连接。半圆状的筒体401分体后，方便将成型的管材取出。
50.所述筒体401包括内筒4011、外筒4013，所述内筒4011位于外筒4013内，内筒4011与外筒4013之间安装有若干支撑柱4012，所述外筒4013与冷却液供给系统，所述外筒4013远离托轨301的一端安装有封盖，所述顶出机构与封盖转动连接，所述顶出机构将棒材胚料形成的管材从筒体401中顶出。顶出机构由多个气缸以及电磁铁组成，其中一个气缸连接封盖，用于将封盖打开或者关闭，封盖打开后，其余气缸利用电磁铁将管材从筒体401中吸出，吸出后，气缸再次将封盖关闭。
51.本发明的工作原理：
52.将棒材胚料投放到上料带上，棒材胚料被上料带输送至矫直机构2的上方，棒材胚料逐个掉入矫直机构2中，矫直机构2对棒材胚料进行加热和矫直，矫直机构2利用叠加的交变磁场使棒材胚料自身产生热量，并对棒材胚料进行挤压矫直，实现对棒材胚料加热的同时也实现矫直作业，之后，矫直机构2将矫直加热后的棒材胚料放置到推送机构3上，推送机构3将棒材胚料送入成型筒4，并与成型筒4相互配合对棒材胚料进行挤压，使棒材胚料成型为管材，成型筒4利用持续不断流动的冷却水对管材进行冷却，使管材快速降温成型。
53.驱动电机通过转轴与角辊201连接，矫直缸203带动活动板205在固定板204上转动，使圆筒结构的进料口打开，棒材胚料进入到圆筒结构内，之后，矫直缸203推动活动板205，使两个活动板205与固定板204相互配合实现对棒材胚料的挤压矫直。
54.两个活动板205在矫直缸203的推送下不断转动，最终合拢形成圆筒结构，在合拢过程中，两个活动板205带动线圈不断运动，进而使磁感线穿过棒材胚料的位置发生变化，进而使棒材胚料的不断位置产生感应电流，使棒材胚料的不同位置产生热量，随着活动板205的不断运动，实现使棒材胚料多个位置产生感应电流的效果，进而加快棒材胚料的加热效率。线圈安装在活动板205上，两个活动板205上产生的磁场相互叠加，进一步增强棒材胚料产生的感应电流的大小，进一步提高棒材胚料的加热效率。加热过程中，两个活动板205与固定板204相互配合对棒材胚料进行挤压矫直，加热完成后，角辊201往推送机构3的方向运动时，两个活动板205及固定板204对棒材胚料进行保压。
55.在转动一定角度后，活动板205被矫直缸203拉开，加热后的棒材胚料滑落到托轨301上，托轨301和侧轨302对棒材胚料进行阻拦，棒材胚料从矫直机构2上掉落，并落入托轨301和侧轨302之间，棒材胚料沿着侧轨302运动时，经过行程槽309时，由于行程槽309形成的缝隙，阻碍棒材胚料的运动，使棒材胚料减速，使棒材胚料最终位于托轨301的中间位置。
56.驱动电机通过丝杆307带动底板303运动，底板303在驱动电机以及丝杆307的带动下运动，初始状态时，筒体401处于倾斜状态，方便棒材胚料被推入成型筒4内，成型轴305及顶板304将棒材胚料推入成型筒4，顶板304可以对处于倾斜状态的棒材胚料进行推送；
57.通过成型轴305和顶板304将棒材胚料推入成型筒4内，当将棒材胚料送入成型筒4内部后，底板303下方的滑块与承载板306接触，并对承载板306施加往下的压力，使承载板306带动托筒辊308往下运动，使成型筒4逐渐恢复水平状态；之后，成型轴305在底板303的推动下伸入成型筒4内，成型轴305与成型筒4相互配合将棒材胚料挤压成管材。
58.当成型轴305与成型筒4相互配合使板材胚料转为管材后，成型筒4利用不断流动的冷却水对管材进行降温，使管材快速成型。管材降温成型后，成型轴305在底板303的带动下逐渐抽出成型筒4，在抽出过程中，由于管材与成型轴305之间的摩擦力，管材会被成型轴305带动一定距离，由于成型筒4内壁下端水平切面低于托轨301上端面最低端所在的水平切面，成型筒4与托轨301之间形成台阶，该台阶阻碍管材根据成型轴305运动，进而使成型轴305被顺利抽出管材。
59.底板303复位后，弹簧再次支撑承载板306，承载板306利用托筒辊308将筒体401的一端抬升，使筒体401处于倾斜状态。
60.管材在筒体401内成型后，将管材从筒体401中取出。
61.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
62.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。