管材扩径装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工技术领域，特别涉及一种管材扩径装置。


背景技术：

2.不锈钢、镍钛合金等金属材料由于其良好的金属特性和生物相容性，被广泛用于医疗器械领域，比如医用手术刀、医用止血钳、医用超声刀、心脏支架、瓣膜支架等等都是金属材料。
3.其中在医疗器械领域的金属成型工艺中，超细金属管材及其后道加工制备的产品尤为重要，海波管、输送导管、心脏支架、连接套管、神经介入支架等医疗器械都是通过对超细金属管材进行后道加工所得到的。
4.尤其是随着医疗技术的不断更新、不断迭代，对金属管材的成型工艺也有了新的需求，不再局限于以往外径从头到尾尺寸均匀的金属管材，对新的变径超细金属管材的需求也在日益增加，变径金属超细管材顾名思义就是前后外径不同的金属管材，如果采取以往的拉拔工艺来制备，很难做出变径金属管材，因此需要在原来制备的管材基础上开发一道变径工艺，来生产出所需要的变径金属管材。
5.目前已公开的关于金属管材的扩径文献虽然也有一些，但是都是采用端口冲压或者丝杆进给扩径的方法，对象都是针对于外径比较大，壁厚比较厚的非医用金属管，这种规格金属管轴向支撑性比较好，能够采用冲压或者丝杆进给扩径，而不会变形，但是医用级金属管材通常外径较小，壁厚较薄，轴向支撑较差，如果采用冲压扩径会直接导致管材弯曲变形甚至折断，因此开发一种针对医用超细金属管扩径的技术很有必要。
6.需要说明的是，公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种管材扩径装置，可以解决由于超细金属管材外径小、壁厚薄、容易弯曲而难以稳定扩径的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种管材扩径装置，包括驱动单元、扩径衬棒、扩径芯头、扩径芯杆和第一固定座；
9.所述驱动单元包括相连的第一驱动机构和夹持机构，所述夹持机构用于夹持住待扩径管材的头端，所述第一驱动机构用于驱动所述夹持机构靠近和远离所述第一固定座；
10.所述扩径芯杆的外径小于所述待扩径管材的原始内径，所述扩径衬棒和所述扩径芯头的外径大于所述待扩径管材的原始内径；
11.所述扩径芯杆的头端用于与所述扩径芯头可拆卸式连接，所述扩径芯杆的尾端用于与所述第一固定座可拆卸式连接；
12.在使用状态下，所述待扩径管材的头端能够发生形变，以供所述扩径衬棒、所述扩
径芯头和所述扩径芯杆穿入所述待扩径管材的内部，其中，所述扩径衬棒位于所述扩径管材的头端内，所述扩径芯头位于所述扩径衬棒和所述扩径芯杆之间，所述扩径芯杆的尾端穿出所述待扩径管材。
13.可选的，所述管材扩径装置还包括扩径模具，所述扩径模具设于所述驱动单元和所述第一固定座之间，所述扩径模具上设有用于供所述待扩径管材穿过的第一通孔，在使用状态下，所述扩径芯头位于所述第一通孔内。
14.可选的，所述管材扩径装置还包括第二固定座，所述扩径模具可拆卸式安装于所述第二固定座上。
15.可选的，所述管材扩径装置还包括加热单元，所述加热单元设于所述驱动单元和所述第一固定座之间。
16.可选的，所述加热单元包括第一壳体和多个热电偶，所述第一壳体上设有用于供所述待扩径管材穿过的第二通孔，所述多个热电偶设置于所述第二通孔的内壁上，且沿所述第二通孔的周向均匀设置。
17.可选的，所述管材扩径装置还包括冷却单元，所述冷却单元设于所述驱动单元和所述加热单元之间。
18.可选的，所述管材扩径装置还包括润滑单元，所述润滑单元用于向所述待扩径管材内注入润滑剂。
19.可选的，所述管材扩径装置还包括第一监测单元，所述第一监测单元设于所述驱动单元和所述第一固定座之间，所述第一监测单元用于监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量。
20.可选的，所述第一监测单元包括第二壳体和多个激光探头，所述第二壳体上设有用于供所述待扩径管材穿过的第三通孔，所述多个激光探头设于所述第三通孔的内壁上，且沿所述第三通孔的周向均匀设置。
21.可选的，所述管材扩径装置还包括第二监测单元，所述第二监测单元用于监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的扩径长度。
22.可选的，所述管材扩径装置还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量和/或扩径长度。
23.可选的，所述管材扩径装置还包括与所述第一固定座相连的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一固定座靠近和远离所述驱动单元。
24.可选的，所述管材扩径装置还包括控制单元，所述驱动单元与所述控制单元相连。
25.可选的，在使用状态下，所述扩径芯杆的头端与所述扩径芯头螺纹连接，所述扩径芯杆的尾端与所述第一固定座螺纹连接。
26.与现有技术相比，本实用新型提供的管材扩径装置具有以下优点：
27.(1)本实用新型提供的管材扩径装置包括驱动单元、扩径衬棒、扩径芯头、扩径芯杆和第一固定座；所述驱动单元包括相连的第一驱动机构和夹持机构，所述夹持机构用于夹持住待扩径管材的头端，所述第一驱动机构用于驱动所述夹持机构靠近和远离所述第一固定座；所述扩径芯杆的外径小于所述待扩径管材的原始内径，所述扩径衬棒和所述扩径芯头的外径大于所述待扩径管材的原始内径；所述扩径芯杆的头端用于与所述扩径芯头可拆卸式连接，所述扩径芯杆的尾端用于与所述第一固定座可拆卸式连接；在使用状态下，所
述待扩径管材的头端能够发生形变，以供所述扩径衬棒、所述扩径芯头和所述扩径芯杆穿入所述待扩径管材的内部，其中，所述扩径衬棒位于所述扩径管材的头端内，所述扩径芯头位于所述扩径衬棒和所述扩径芯杆之间，所述扩径芯杆的尾端穿出所述待扩径管材。由于所述扩径芯头的外径大于所述待扩径管材的原始内径，由此当所述驱动单元驱动所述待扩径管材的头端朝向远离所述第一固定座的方向移动时，所述待扩径管材的内壁能够被所述扩径芯头不断撑大，从而实现稳定扩径。此外，由于所述扩径芯杆的头端是与所述扩径芯头可拆卸式连接的，且所述扩径芯杆的尾端是与所述第一固定座可拆卸式连接的，由此可以根据所述待扩径管材的扩径需求选择对应的扩径芯杆和扩径芯头，从而可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。
28.(2)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括扩径模具，由此，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头设于所述扩径模具上的第一通孔内，可以对位于所述第一通孔内的扩径芯头起到支撑的作用，从而可以有效提高扩径过程中的稳定性。同时，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头设于所述扩径模具上的第一通孔内，还可以实现减壁的作用，以实现对管材的扩径段的扩径后的外径尺寸的要求。此外，由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二固定座，由此通过将所述扩径模具固定于所述第二固定座上，可以进一步提高扩径过程中的稳定性。此外，由于所述扩径模具是可拆卸式安装于所述第二固定座上的，由此可以根据所述待扩径管材的扩径需求选择具有对应尺寸的第一通孔的扩径模具，而不需要更换第二固定座，从而不仅可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围，而且可以有效降低使用成本。
29.(3)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括加热单元，由此通过所述加热单元可以根据所述待扩径管材的材质、扩径量大小、扩径速度、扩径后所需要达到的性能以及扩径后所需要得到的微观组织等要求提供相应的温度，以使得扩径后的管材能够满足目标需求，进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的使用效果。
30.(4)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括冷却单元，由此通过所述冷却单元可以使得所述待扩径管材在经过加热-扩径工艺后迅速冷却，以使得扩径后的管材中的残余应力能够被释放，从而使得扩径后的管材具有优异的直线度和力学性能。
31.(5)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第一监测单元，由此通过所述第一监测单元可以实时监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量，从而可以便于技术人员能够对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析。
32.(6)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二监测单元，由此通过所述第二监测单元可以实时监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的扩径长度，从而可以实现对管材的扩径段的扩径长度的精确控制。
33.(7)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括显示单元，由此通过所述显示单元可以实时显示所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量和/或扩径段长度，从而可以便于技术人员能够更直观地对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析，和/或对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的扩径长度实现精确控制。
34.(8)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二驱动机构，由此通过所述第
二驱动机构可以驱动所述第一固定座靠近和远离所述扩径模具，从而不仅可以使得本实用新型提供的管材扩径装置能够实现不同长度的待扩径管材的扩径需求，而且可以满足扩径过程中同时减壁的需求，进一步增加本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。
35.(9)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括与所述驱动单元相连的控制单元，由此通过所述控制单元可以精确控制所述驱动单元的移动距离，进一步实现对管材扩径段的扩径长度的精确控制。
附图说明
36.图1为本实用新型一实施方式提供的管材扩径装置在使用状态下的结构示意图；
37.图2为本实用新型一实施方式提供的管材扩径装置在使用状态下的局部结构示意图；
38.图3为本实用新型一实施方式提供的扩径芯杆的结构示意图；
39.图4为本实用新型一实施方式提供的扩径芯头的结构示意图；
40.图5为本实用新型一实施方式提供的扩径模具的结构示意图；
41.图6为本实用新型一实施方式提供的加热单元的侧视图；
42.图7为本实用新型一实施方式提供的第一监测单元的结构示意图。
43.其中，附图标记如下：
44.驱动单元-100；第一驱动机构-110；液压泵-111；液压缸-112；夹持机构-120；
45.扩径衬棒-210；
46.扩径芯头-220；第一螺纹孔-221；
47.扩径芯杆-230；第一连接件-231；第二连接件-232；通道-233；
48.第一固定座-300；
49.待扩径管材-400；扩径段-410；
50.扩径模具-510；第一通孔-511；
51.第二固定座-520；
52.加热单元-610；第一壳体-611；热电偶-612；第二通孔-613；
53.冷却单元-620；
54.润滑单元-630；油箱-631；输油管路-632；
55.第一监测单元-640；第二壳体-641；激光探头-642；第三通孔-643；
56.第二监测单元-650；
57.显示单元-660；
58.控制单元-670。
具体实施方式
59.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的管材扩径装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技
术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。另外，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
60.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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
61.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
62.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
64.本实用新型的核心思想在于提供一种管材扩径装置，以解决由于超细金属管材外径小、壁厚薄、容易弯曲而难以稳定扩径的问题。需要说明的是，虽然本文是以医用超细金
属管材作为待扩径管材为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，这并不构成对本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围的限制，本实用新型提供的管材扩径装置还可以用于其它金属管材的扩径。
65.为实现上述思想，本实用新型提供一种管材扩径装置，请参考图1和图2，其中图1示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的管材扩径装置在使用状态下的结构示意图；图2示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的管材扩径装置在使用状态下的局部结构示意图。
66.如图1和图2所示，所述管材扩径装置包括驱动单元100、扩径衬棒210、扩径芯头220、扩径芯杆230和第一固定座300。所述驱动单元100、所述扩径衬棒210、所述扩径芯头220、所述扩径芯杆230均依次同轴设置。其中，所述驱动单元100包括相连的第一驱动机构110和夹持机构120，所述夹持机构120用于夹持住待扩径管材400的头端，所述第一驱动机构110用于驱动所述夹持机构120靠近和远离所述第一固定座300；所述第一固定座300用于固定住所述扩径芯杆230的尾端；在使用时，所述扩径芯杆230的至少一部分、所述扩径衬棒210、扩径芯头220均穿设于所述待扩径管材400的内腔。所述扩径芯杆230的外径小于所述待扩径管材400的原始内径，所述扩径衬棒210和所述扩径芯头220的外径大于所述待扩径管材400的原始内径；所述扩径芯杆230的头端用于与所述扩径芯头220可拆卸式连接，所述扩径芯杆230的尾端用于与所述第一固定座300可拆卸式连接。具体地，在使用状态下，所述待扩径管材400的头端能够发生形变(具体可以通过在所述待扩径管材400的头端设置切缝、加热变形或者通过其它方式使得所述待扩径管材400的头端发生形变)，以供所述扩径衬棒210、所述扩径芯头220和所述扩径芯杆230穿入所述待扩径管材400的内部，其中，所述扩径衬棒210位于所述扩径管材的头端内，所述扩径芯头220位于所述扩径衬棒210和所述扩径芯杆230之间，所述扩径芯杆230的尾端穿出所述待扩径管材400。
67.由于所述扩径芯头220的外径大于所述待扩径管材400的原始内径，由此当所述驱动单元100驱动所述待扩径管材400的头端朝向远离所述扩径模具510的方向移动时，所述待扩径管材400的扩径段410(即需要扩径的管材段)的内壁能够被所述扩径芯头220不断撑大，从而实现稳定扩径段410的扩径。此外，由于所述扩径芯杆230的头端是与所述扩径芯头220可拆卸式连接的，且所述扩径芯杆230的尾端是与所述第一固定座300可拆卸式连接的，由此可以根据所述待扩径管材400的扩径需求选择对应的扩径芯杆230和扩径芯头220，从而可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，在使用时，所述扩径芯头220设置在所述扩径管材400的扩径段410的内部，所述待扩径管材400的扩径段410的扩径后的内径等于所述扩径芯头220的外径，由此可以根据所述扩径段410的扩径后的内径需求，选择对应外径尺寸的扩径芯头220。此外，需要说明的是，为了进一步提高扩径后的管材的平直度和表面质量，所述扩径衬棒210的外径优选为等于所述待扩径管材400的扩径段410的扩径后的内径。
68.举例而言，可以将所述待扩径管材400从头端开始约20厘米，沿轴线对称切开，以形成长度为20厘米的切缝。由此，通过在所述待扩径管材400的头端设置切缝(图中未示出)，可以使得外径大于所述待扩径管材400的原始内径的扩径芯头220和扩径衬棒210能够顺利穿入所述待扩径管材400的内部。需要说明的是，如本领域人员所能理解的，所述切缝的长度可以根据具体情况进行设置，本实用新型对此并不进行限定。
69.进一步地，在使用状态下，所述扩径芯杆230的头端与所述扩径芯头220螺纹连接，所述扩径芯杆230的尾端与所述第一固定座300螺纹连接。具体地，请参考图3和图4，其中，图3示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的扩径芯杆230的结构示意图；图4示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的扩径芯头220的结构示意图。如图3和图4所示，所述扩径芯杆230的头端设有第一连接件231，所述扩径芯杆230的尾端设有第二连接件232，所述第一连接件231和所述第二连接件232上均设有外螺纹，所述扩径芯头220上设有与所述第一连接件231对应设置的第一螺纹孔221，所述第一固定座300上设有与所述第二连接件232对应设置的第二螺纹孔(图中未示出)。由于所述扩径芯杆230的头端与所述扩径芯头220螺纹连接，所述扩径芯杆230的尾端与所述第一固定座300螺纹连接，由此可以更加便于实现所述扩径芯杆230与所述扩径芯头220之间以及所述扩径芯杆230与所述第一固定座300之间的组装与拆卸。
70.请继续参考图1，如图1所示，所述第一驱动机构110包括液压泵111和液压缸112，由此，通过所述液压泵111可以为所述液压缸112提供动力，以使得所述液压缸112能够驱动所述夹持机构120靠近和远离所述扩径模具510。需要说明的是，在其它一些实施方式中，所述第一驱动机构110还可以为电缸等能够实现直线位移的驱动部件，本实用新型对所述第一驱动机构110的具体结构并不进行限制。
71.更进一步地，如图1所示，所述夹持机构120为液压爪。由此，通过采用液压爪作为夹持机构120，可以更加便于实现待扩径管材400的头端的夹紧与释放。具体地，当需要对管材进行扩径时，所述夹持机构120能够闭合，从而能够夹紧待扩径管材400的头端；当完成扩径后，所述夹持机构120能够张开，从而能够释放扩径后的管材。需要说明的是，在其它一些实施方式中，所述夹持机构120还可以为气爪等能够实现夹持功能的部件，本实用新型对所述夹持机构120的具体结构并不进行限制。
72.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括控制单元670，所述驱动单元100与所述控制单元670相连。由此通过所述控制单元670可以精确控制所述驱动单元100的移动距离，进一步实现对管材扩径段410长度的精确控制。此外，通过所述控制单元670，还可以自动实现夹持机构120的夹持与释放功能，更加便于本实用新型提供的管材扩径装置的使用。
73.请继续参考图1和图5，其中图5示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的扩径模具的结构示意图。如图1和图5所示，所述管材扩径装置还包括扩径模具510，所述扩径模具510设于所述驱动单元100和所述第一固定座300之间，所述扩径模具510上设有用于供所述待扩径管材400穿过的第一通孔511，在使用状态下，所述扩径芯头220位于所述第一通孔511内。由此，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头220设于所述扩径模具510上的第一通孔511内，可以对位于所述第一通孔511内的扩径芯头220起到支撑的作用，从而可以有效提高扩径过程中的稳定性。同时，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头220设于所述扩径模具510上的第一通孔511内，还可以实现减壁的作用，以实现对管材的扩径段410的扩径后的外径尺寸的要求。
74.进一步地，如图1所示，所述管材扩径装置还包括第二固定座520，所述扩径模具510可拆卸式安装于所述第二固定座520上。由此通过将所述扩径模具510固定于所述第二固定座520上，可以进一步提高扩径过程中的稳定性。此外，由于所述扩径模具510是可拆卸
式安装于所述第二固定座520上的，由此可以根据所述待扩径管材400的扩径需求选择具有对应尺寸的第一通孔511的扩径模具510，而不需要更换第二固定座520，从而不仅可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围，而且可以有效降低使用成本。
75.具体地，所述第二固定座520上设有与所述扩径模具510相配合的安装孔，由此，可以通过过盈配合的方式将所述扩径模具510安装于所述第二固定座520上的安装孔内，以实现所述扩径模具510与所述第二固定座520之间的可拆卸式连接。
76.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括加热单元610，所述加热单元610设于所述驱动单元100和所述第一固定座300之间，优选地，所述加热单元610设于所述扩径模具510和所述第一固定座300之间，且所述加热单元610靠近所述扩径模具510设置。所述扩径芯杆230沿着所述加热单元610的轴向穿过。由此通过所述加热单元610可以根据所述待扩径管材400的材质、扩径量大小、扩径速度、扩径后所需要达到的性能以及扩径后所需要得到的微观组织等要求提供相应的温度，以使得扩径后的管材能够满足目标需求，进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的使用效果。
77.具体地，请参考图6，其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的加热单元610的侧视图。如图6所示，所述加热单元610包括第一壳体611和多个热电偶612，所述第一壳体611上设有用于供所述待扩径管材400穿过的第二通孔613，所述多个热电偶612设置于所述第二通孔613的内壁上，且沿所述第二通孔613的周向均匀设置。优选地，如图1所示，所述第一壳体611安装于所述第二固定座520的靠近所述第一固定座300的一侧上。由此，通过将所述第一壳体611安装于所述第二固定座520的靠近所述第一固定座300的一侧上，不仅可以更加便于所述加热单元610的安装固定，同时也可以简化本实用新型提供的管材扩径装置的整体结构。
78.进一步地，所述加热单元610为变频感应加热单元610。由于所述加热单元610为变频感应加热，由此可以更加便于实现加热温度的精准控制。
79.优选地，所述加热单元610与所述控制单元670相连。由此，通过所述控制单元670可以精确控制所述加热单元610的加热温度，进一步提高本实用新型提供的扩径装置的扩径效果。
80.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括冷却单元620，所述冷却单元620设于所述驱动单元100和所述加热单元610之间。优选地，所述冷却单元620设于所述驱动单元100和所述扩径模具510之间，且所述冷却单元620靠近所述扩径模具510设置。所述待扩径管材400穿设于所述冷却单元620的轴向。由此通过所述冷却单元620可以使得所述待扩径管材400在经过加热-扩径工艺后迅速冷却，以使得扩径后的管材中的残余应力能够被释放，从而使得扩径后的管材具有优异的直线度和力学性能。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述冷却单元620可以采用现有技术中的能够实现快速降温的部件，在此不再进行赘述。
81.优选地，如图1所示，所述冷却单元620安装于所述第二固定座520的远离所述第一固定座300的一侧上。由此，通过将所述冷却单元620安装于所述第二固定座520的远离所述第一固定座300的一侧上，可以不仅可以更加便于所述冷却单元620的安装固定，同时也可以简化本实用新型提供的管材扩径装置的整体结构。由此，所述第二固定座520的两侧分别为冷却单元620和加热单元610。
82.优选地，所述冷却单元620与所述控制单元670相连。由此通过所述控制单元670可以控制所述冷却单元620的降温速度，进一步保证扩径后的管材具有良好的平直度和力学性能。
83.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括润滑单元630，所述润滑单元630位于所述第一固定座300的一端，所述润滑单元630用于向所述待扩径管材400的内部注入润滑剂。由此，通过所述润滑单元630向所述待扩径管材400内注入润滑剂(例如润滑油)，能够保证在扩径过程中，扩径芯头220与待扩径管材400的内壁之间能够得到足够的润滑，从而不会在扩径过程中划伤内壁，有效解决了手动润滑的方式中，由于随着扩径过程的进行，越往后，扩径芯头220与管材内壁之间的摩擦越大，进而导致管材内壁被划伤，影响管材表面质量的问题。
84.具体地，如图1所示，所述润滑单元630包括用于存储润滑油的油箱631以及用于将所述油箱631内的润滑油输入至所述待扩径管材400内部的输油管路632，所述输油管路632与所述待扩径管材400的内部空腔连通。由此，通过所述输油管路632可以将所述油箱631内的润滑油源源不断地输入至所述待扩径管材400的内部，以使得扩径芯头220与待扩径管材400的内壁之间能够得到足够的润滑。
85.进一步地，如图1所示，所述扩径芯杆230内设有用于供所述输油管路632通过的通道233。所述通道233平行于所述扩径芯杆230的轴向方向延伸，位于所述扩径芯杆230的外壁。由此，通过在所述扩径芯杆230内设置用于供所述输油管路632通过的通道233，可以进一步简化本实用新型提供的管材扩径装置的整体结构。具体地，通过所述输油管路632可以将润滑油源源不断地输送至扩径芯头220处，从而使得扩径芯头220与待扩径管材400的内壁之间能够得到足够的润滑。
86.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括第一监测单元640，所述第一监测单元640设于所述驱动单元100和第一固定座300之间，所述第一监测单元640用于监测所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量。优选地，所述第一监测单元640设于所述驱动单元100和所述扩径模具510之间，且所述第一监测单元640靠近所述扩径模具510设置。进一步地，所述第一监测单元640设置在所述冷却单元620的靠近所述驱动单元100的一侧。所述待扩径管材400穿过所述第一监测单元640。由此通过所述第一监测单元640可以实时监测所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量，从而可以便于技术人员能够对所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析。优选地，所述第一监测单元640监测到的所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量可以通过拍照的方式进行储存，由此，通过将所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量保存下来，可以更加便于技术人员能够对所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析。
87.进一步地，请参考图7，其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的第一监测单元640的结构示意图。如图7所示，所述第一监测单元640包括第二壳体641和多个激光探头642，所述第二壳体641上设有用于供所述待扩径管材400穿过的第三通孔643，所述多个激光探头642设于所述第三通孔643的内壁上，且沿所述第三通孔643的周向均匀设置。由此此种设置，可以使得所述第一监测单元640能够全方位的监测所述待扩径管材400的扩径段
410在扩径过程中的外径尺寸和外表面质量。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述第一监测单元640包括的激光探头642的个数可以根据具体情况进行设置，本实用新型对此并不进行限定，例如可以设置8个激光探头642，任意相邻的两个激光探头642之间间隔45
°
。
88.更进一步地，如图1所示，所述第一监测单元640设置在所述冷却单元620的靠近所述驱动单元100的一侧，具体来说，所述第二壳体641与所述冷却单元620相连。由此此种设置，不仅更加便于所述激光探头642的安装固定，同时也可以简化本实用新型提供的管材扩径装置的整体结构。
89.优选地，所述第一监测单元640与所述控制单元670相连。由此通过所述控制单元670可以控制所述第一监测单元640的测量时间间隔，以更好地监测所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量。
90.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括第二监测单元650，所述第二监测单元650用于监测所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的扩径长度。由此通过所述第二监测单元650可以实时监测所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的扩径长度，从而可以实现对管材的扩径段410的扩径长度的精确控制。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述第二监测单元650可以为现有技术中的能够实现位移测量的部件，例如位移传感器等，故对其具体结构不再进行赘述。此外，需要说明的是，本实用新型对所述第二监测单元650的具体安装位置不作限定，所述第二监测单元650的安装位置可以根据具体情况进行设置，只要所述第二监测单元650能够监测到所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的扩径长度即可。
91.请继续参考图1，如图1所示，所述管材扩径装置还包括与所述控制单元670通信连接的显示单元660，所述显示单元660用于显示所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量和/或扩径长度。由此通过所述显示单元660可以实时显示所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量和/或扩径长度，从而可以便于技术人员能够更直观地对所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析，和/或对所述待扩径管材400的扩径段410在扩径过程中的扩径长度实现精确控制。
92.在一种示范性的实施方式中，所述管材扩径装置还包括与所述第一固定座300相连的第二驱动机构(图中未示出)，所述第二驱动机构用于驱动所述第一固定座300靠近和远离所述扩径模具510。由此通过所述第二驱动机构可以驱动所述第一固定座300靠近和远离所述扩径模具510，从而不仅可以使得本实用新型提供的管材扩径装置能够实现不同长度的待扩径管材400的扩径需求，而且可以满足扩径过程中同时减壁的需求，进一步增加本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述第二驱动机构可以采用现有技术中的能够实现直线位移的部件，例如气缸、电缸等，故对其具体结构不再进行赘述。
93.下面对本实用新型提供的管材扩径装置实现管材扩径的过程进行说明。
94.在实际过程中，关于管材扩径，有两种需求：
95.需求1、只对扩径段410扩径后的内径尺寸有要求，对扩径段410扩径后的外径尺寸没有要求；
96.需求2、对扩径段410扩径后的内径尺寸和外径尺寸均有要求。
97.针对需求1的实现过程包括：
98.首选进行准备工作：根据待扩径管材400的扩径需求选择合适尺寸的扩径芯头220、扩径芯杆230、扩径衬棒210和扩径模具510，其中扩径芯杆230的外径小于待扩径管材400的原始内径，优选为待扩径管材400原始内径的4/5，扩径芯杆230的外径等于待扩径管材400的扩径段410扩径后的内径，扩径衬棒210的外径大于待扩径管材400的原始内径，优选为等于待扩径管材400的扩径段410扩径后的内径；扩径模具510上的第一通孔511的内径略大于或等于待扩径管材400的扩径段410扩径后的内径与待扩径管材400的原始壁厚的和(也可以不选择扩径模具510)。完成准备工作后将连接在一起的扩径芯头220和扩径芯杆230从扩径芯杆230的尾端沿待扩径管材400的切缝端(即头端)通入，直至扩径芯头220的尾端到达切缝终止处，以将扩径芯头220和扩径芯杆230穿入所述待扩径管材400内；再将穿设有扩径芯头220和扩径芯杆230的待扩径管材400通入扩径模具510的第一通孔511内(或者直接通入第二固定座520的安装孔内)，通入后，将扩径芯杆230的尾端与第一固定座300相连，再前后移动第一固定座300，以使得扩径芯头220位于第一通孔511内(或者位于第二固定座520的安装孔内)，然后锁定第一固定座300(即第一固定座300不再移动)；再将准备好的扩径衬棒210塞入待扩径管材400的设有切缝的头端内，并通过控制单元670启动液压缸112以使得安装于液压缸112上的夹持机构120朝向靠近第二固定座520的方向移动(图1中向右移动)，以使得夹持机构120能够夹持住头端塞有扩径衬棒210的待扩径管材400，所述夹持机构120夹持住的待扩径管材400的部分的长度可以根据具体情况进行设置，例如5厘米，并在控制单元670中设置该位置为零点。然后根据待扩径管材400的扩径段410的需求长度设置夹持机构120的移动距离，并根据实际需求设置好移动速度。然后再次启动液压缸112，以使得夹持机构120朝向远离第二固定座520的方向移动(图1中向左移动)，进而带动待扩径管材400的扩径段410朝向靠近驱动单元100的方向移动(图1中向左移动)，由于扩径芯头220的外径大于待扩径管材400的扩径段410的原始内径，因此扩径段410的内壁会不断撑大，在扩径段410的扩径长度到达需求长度后，液压缸112停止运动，松开夹持机构120，取出管材内的扩径衬棒210、扩径芯头220和扩径芯杆230，并切断管材上设有切缝的一段，从而能够实现需求1要求的局部扩径。
99.针对需求2的实现过程包括：
100.针对需求2的准备工作与需求1的准备工作大体相同，不同的是针对需求2，必须选择扩径模具510，且所选择的扩径模具510的第一通孔511的内径应略小于待扩径管材400的扩径段410扩径后的内径与待扩径管材400的原始壁厚的和。针对需求2，在将穿设有扩径芯头220和扩径芯杆230的待扩径管材400通入扩径模具510的第一通孔511内之前，需要将第一固定座300移动至合适位置，以使得扩径芯杆230的尾端固定在第一固定座300上后，扩径芯杆230的头端位于扩径模具510的靠近驱动单元100的一侧的外部。然后将穿设有扩径芯头220和扩径芯杆230的待扩径管材400通入扩径模具510的第一通孔511内，通入后，将扩径芯杆230的尾端与第一固定座300相连，由于第一通孔511的内径小于待扩径管材400的扩径段410扩径后的内径与待扩径管材400的原始壁厚的和，因此此时所述待扩径管材400的穿设有扩径芯头220的部分位于第一通孔511的外部。再将准备好的扩径衬棒210塞入待扩径管材400的设有切缝的头端内，并通过控制单元670启动液压缸112以使得安装于液压缸112
上的夹持机构120朝向靠近第二固定座520的方向移动(图1中向右移动)，以使得夹持机构120能够夹持住头端塞有扩径衬棒210的待扩径管材400，所述夹持机构120夹持住的待扩径管材400的部分的长度可以根据具体情况进行设置，例如5厘米，并在控制单元670中设置该位置为零点；然后根据待扩径管材400的扩径段410的需求长度设置夹持机构120的移动距离，并根据实际需求设置好移动速度。然后控制第一固定座300朝向远离第二固定座520的方向移动，将所述待扩径管材400的穿设有扩径芯头220的部分通过对管壁机械挤压减薄的方式移动到第一通孔511的内部，然后固定第二固定座520。然后再次启动液压缸112，以使得夹持机构120朝向远离第二固定座520的方向移动(图1中向左移动)，进而带动待扩径管材400的扩径段410朝向靠近驱动单元100的方向移动(图1中向左移动)，由于扩径芯头220的外径大于待扩径管材400的扩径段410的原始内径，因此扩径段410的内壁会不断撑大，同时扩径部分的管材的外径在扩径模具510的约束下，在扩径过程中满足内径需求的同时，也能满足外径需求。在扩径段410的扩径长度到达需求长度后，液压缸112停止运动，松开夹持机构120，取出管材内的扩径衬棒210、扩径芯头220和扩径芯杆230，并切断管材上设有切缝的一段，从而能够实现需求2要求的局部扩径。
101.综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的管材扩径装置具有以下优点：
102.(1)本实用新型提供的管材扩径装置包括驱动单元、扩径衬棒、扩径芯头、扩径芯杆和第一固定座；所述驱动单元包括相连的第一驱动机构和夹持机构，所述夹持机构用于夹持住待扩径管材的头端，所述第一驱动机构用于驱动所述夹持机构靠近和远离所述第一固定座；所述扩径芯杆的外径小于所述待扩径管材的原始内径，所述扩径衬棒和所述扩径芯头的外径大于所述待扩径管材的原始内径；所述扩径芯杆的头端用于与所述扩径芯头可拆卸式连接，所述扩径芯杆的尾端用于与所述第一固定座可拆卸式连接；在使用状态下，所述待扩径管材的头端能够发生形变，以供所述扩径衬棒、所述扩径芯头和所述扩径芯杆穿入所述待扩径管材的内部，其中，所述扩径衬棒位于所述扩径管材的头端内，所述扩径芯头位于所述扩径衬棒和所述扩径芯杆之间，所述扩径芯杆的尾端穿出所述待扩径管材。由于所述扩径芯头的外径大于所述待扩径管材的原始内径，由此当所述驱动单元驱动所述待扩径管材的头端朝向远离所述第一固定座的方向移动时，所述待扩径管材的内壁能够被所述扩径芯头不断撑大，从而实现稳定扩径。此外，由于所述扩径芯杆的头端是与所述扩径芯头可拆卸式连接的，且所述扩径芯杆的尾端是与所述第一固定座可拆卸式连接的，由此可以根据所述待扩径管材的扩径需求选择对应的扩径芯杆和扩径芯头，从而可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。
103.(2)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括扩径模具，由此，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头设于所述扩径模具上的第一通孔内，可以对位于所述第一通孔内的扩径芯头起到支撑的作用，从而可以有效提高扩径过程中的稳定性。同时，通过在扩径过程中，将所述扩径芯头设于所述扩径模具上的第一通孔内，还可以实现减壁的作用，以实现对管材的扩径段的扩径后的外径尺寸的要求。此外，由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二固定座，由此通过将所述扩径模具固定于所述第二固定座上，可以进一步提高扩径过程中的稳定性。此外，由于所述扩径模具是可拆卸式安装于所述第二固定座上的，由此可以根据所述待扩径管材的扩径需求选择具有对应尺寸的第一通孔的扩径模具，而不需要更换第二固定座，从而不仅可以进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围，
而且可以有效降低使用成本。
104.(3)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括加热单元，由此通过所述加热单元可以根据所述待扩径管材的材质、扩径量大小、扩径速度、扩径后所需要达到的性能以及扩径后所需要得到的微观组织等要求提供相应的温度，以使得扩径后的管材能够满足目标需求，进一步提高本实用新型提供的管材扩径装置的使用效果。
105.(4)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括冷却单元，由此通过所述冷却单元可以使得所述待扩径管材在经过加热-扩径工艺后迅速冷却，以使得扩径后的管材中的残余应力能够被释放，从而使得扩径后的管材具有优异的直线度和力学性能。
106.(5)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第一监测单元，由此通过所述第一监测单元可以实时监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量，从而可以便于技术人员能够对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析。
107.(6)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二监测单元，由此通过所述第二监测单元可以实时监测所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的扩径长度，从而可以实现对管材的扩径段的扩径长度的精确控制。
108.(7)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括显示单元，由此通过所述显示单元可以实时显示所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸和/或外表面质量和/或扩径段长度，从而可以便于技术人员能够更直观地对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的外径尺寸变化和/或外表面质量变化进行分析，和/或对所述待扩径管材的扩径段在扩径过程中的扩径长度实现精确控制。
109.(8)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括第二驱动机构，由此通过所述第二驱动机构可以驱动所述第一固定座靠近和远离所述扩径模具，从而不仅可以使得本实用新型提供的管材扩径装置能够实现不同长度的待扩径管材的扩径需求，而且可以满足扩径过程中同时减壁的需求，进一步增加本实用新型提供的管材扩径装置的应用范围。
110.(9)由于本实用新型提供的管材扩径装置还包括与所述驱动单元相连的控制单元，由此通过所述控制单元可以精确控制所述驱动单元的移动距离，进一步实现对管材扩径段的扩径长度的精确控制。
111.此外，上述描述仅是对本实用新型较佳实施方式的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本实用新型及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。