CN116274447B - 一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其步骤包括：缩小头：压扁：将钢管放入打头模具，利用台阶结构将钢管端面压成扁“8”字形结构；成型：将压扁的钢管立置，放入打头模具的圆形空腔中，下压后形成外部为圆形、多余部分内折的“凹”字结构或圆“8”字结构作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径；若钢管为薄壁零件则在钢管内两个空腔塞入芯棒填充空腔防止拉拔中变形；然后直接进行拉拔、矫直、后续加工等过程，其将缩头端的直径缩小，利用拉拔后的管径大于缩头端的直径，保证拉拔之后缩头端不会对后续的加工造成影响，直接进入下一加工工序，无需切头工序，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于钢管拉拔技术领域，具体涉及一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法。
背景技术
拉拔是管材、棒材、型材以及线材的主要生产方法之一。拉拔钢管是对钢管坯料施以拉力，使之通过模孔以获得与模孔截面尺寸、形状相同的制品的塑性加工方法，钢管拉拔之前需要对某一端部进行打头处理，方便穿过模孔，然后进行拉板，同时拉拔机夹持的位置也是打头部位，该处受到较强的拉力和压力，容易在拉拔过程中变形后断裂，导致拉拔中断，造成设备损坏和事故。
钢管拉拔前打头的目的是为了坯料能顺利进入拉拔模具，打头端进入模具后，靠夹具把打头部位夹持后，用力将坯料拉过拉拔模具而形成我们想要的尺寸。传统打头是将坯料一端用四柱液压机将头部压小，只要能穿过拉拔模具就行，夹持后，打头端夹持变形后，尺寸大于了成品尺寸，必须将产品打头端切除后方能往后工序流转，同时缩头尺寸过大会在矫直辊上碾压造成磨损。
发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：
1.切头工序产生额外费用，包括的人工切头费用、锯片损耗费用、人工准运费用等；
2.切头需要专门的工序进行切除，使得生产过程多一个工序，需要更长的生产流程，生产的时间变长，工序增加，导致生产效率降低。
3.在拉升完成后夹持处容易产生变形，不切除会对后续的工序产生影响，为切除变形区需要丢弃头部导致后续过程中，其他加工阶段需要夹持的位置为完好部位，导致原料的再次切除，造成原料的浪费。有的钢管后续加工应用对夹持处也能利用，切除也会造成原料的浪费。
发明内容
为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其将缩头端的直径缩小，利用拉拔后的管径大于缩头端的直径，可以保证拉拔之后缩头端不会对后续的加工造成影响，可以直接进入下一加工工序，实现带有拉拔工艺的钢管生产流程的快速流转，无需切头工序，避免人工切头费用，实现人工成本、锯片耗材、运输成本的降低，同时减少工序对于生产的效率提升也有显著效果。利用本发明中的模具分步进行缩小头，实现较为规则的缩头端形状，“凹字形”或“8字形”的结构能够对拉拔时的夹持起到更好的支撑作用，避免夹持处在拉拔时变形，导致被压扁直径大于拉拔后的管径，对后续加工造成影响，本发明中的模具采用圆形空腔直径递减的方式布置，利用圆形空腔之间的突出台阶进行压扁，根据钢管直径进行选择使用，可以做到一个模具适用多种规格的钢管，一个模具实现第一步压扁及第二步成型的需求，使得缩小头无需更换模具，缩小头更加便捷。针对大直径薄壁钢管，为了避免其在缩小头后，夹持处承受不住拉拔夹持力导致压扁变形，在其成型过程中进行停顿，在即将成型的“凹字形”或“8字形”的结构空腔中塞入芯棒，避免拉拔夹持变形，维持夹持处的直径在拉拔完成后小于拉拔后的管径。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法。其步骤包括：
S1、缩小头：S1.1压扁：将钢管放入打头模具，利用台阶结构将钢管端面压成扁“8”字形结构；S1.2成型：若钢管直径小于5cm，将压扁的钢管立置，放入打头模具的圆形空腔中，下压后形成外部为圆形、多余部分内折的“凹”字结构或圆“8”字结构作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径；若钢管为薄壁零件且直径大于5cm，将压扁的钢管立置后在成型下压完成三分之二位置后在钢管内两个空腔塞入芯棒填充空腔，然后继续下压使得钢管变形紧贴芯棒作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径；
S2、拉拔：夹持缩头端进行拉拔；
S3、矫直：拉拔完成后直接进入矫直阶段，在完成矫直后进行探伤并检验合格；
S4、后续加工：在后续加工中，利用缩头端进行定位以及夹持。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述芯棒采用前部中间带有狭缝的铁棒，“凹”字或圆“8”字结构中间的变形的钢管壁面位于狭缝内。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述狭缝的长度大于缩头端的三分之一长度，长度为8cm-12cm。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述打头模具包括上模和下模，在上模和下模上均间隔设置有半圆的槽，每个槽之间留下的间隔作为对钢管压扁的突出台阶，上模和下模之间的半圆槽位置对应合拢成为圆形空腔，圆形空腔的直径逐渐减小，对应位置的突出台阶的距离也逐渐减小。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述钢管根据缩小头后的直径选择对应的圆形空腔，并利用选定圆形空腔相邻的突出台阶进行压扁。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述半圆槽的数量为2-7个，由左至右从小到大依次排列。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述薄壁零件为壁厚小于2mm的钢管。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：成型步骤中，需要比压扁步骤多伸入模具2-4cm以形成缩头端的锥面。
根据本发明所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其进一步的优选技术方案是：所述缩头端的尺寸位置要小于拉拔后成品的7mm-10mm，在拉拔夹持变形后尺寸小于成品5mm。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：
1、将缩头端的直径缩小，利用拉拔后的管径大于缩头端的直径，可以保证拉拔之后缩头端不会对后续的加工造成影响，可以直接进入下一加工工序，实现带有拉拔工艺的钢管生产流程的快速流转，无需切头工序，避免人工切头费用，实现人工成本、锯片耗材、运输成本的降低，同时减少工序对于生产的效率提升也有显著效果。
2、利用本发明中的模具分步进行缩小头，实现较为规则的缩头端形状，“凹字形”或“8字形”的结构能够对拉拔时的夹持起到更好的支撑作用，避免夹持处在拉拔时变形，导致被压扁直径大于拉拔后的管径，对后续加工造成影响。
3、本发明中的模具采用圆形空腔直径递减的方式布置，利用圆形空腔之间的突出台阶进行压扁，根据钢管直径进行选择使用，可以做到一个模具适用多种规格的钢管，一个模具实现第一步压扁及第二步成型的需求，使得缩小头无需更换模具，缩小头更加便捷。
4、针对大直径薄壁钢管，为了避免其在缩小头后，夹持处承受不住拉拔夹持力导致压扁变形，在其成型过程中进行停顿，在即将成型的“凹字形”或“8字形”的结构空腔中塞入芯棒，避免拉拔夹持变形，维持夹持处的直径在拉拔完成后小于拉拔后的管径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1是本发明一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法的钢管形状变化图。
图2是本发明一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法的打头模的结构示意图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图中标记分别为：1. 打头模具 101.上模 102.下模 103.突出台阶 104.圆形空腔 105.锥形面 。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
实施例1：
如图1所示，一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其步骤包括：
S1、缩小头：S1.1压扁：将钢管放入打头模具，利用台阶结构将钢管端面压成扁“8”字形结构；S1.2成型：若钢管直径小于5cm，将压扁的钢管立置，放入打头模具的圆形空腔中，下压后形成外部为圆形、多余部分内折的“凹”字结构或圆“8”字结构作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径；若钢管为薄壁零件（外径≥65mm，厚度≤2.5mm），将压扁的钢管立置后在成型下压完成三分之二位置后在钢管内两个空腔塞入芯棒填充空腔，然后继续下压使得钢管变形紧贴芯棒作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径；
S2、拉拔：夹持缩头端进行拉拔，需要保证拉拔夹持时的位置是芯棒填充的位置，避免因为拉拔时的夹持导致较大的形变；
S3、矫直：拉拔完成后直接进入矫直阶段，在完成矫直后进行探伤并检验合格；
S4、后续加工：在后续加工中，利用缩头端进行定位以及夹持，矫直和后续加工过程实际上是常规过程，可以是其他拉拔后的加工过程，只是省去了切头的过程。后续加工是指矫直后，以缩头端进行定位，减少之前工艺在拉拔处切头后再在切管机上定位切除的料损，料损在7cm-10cm。
所述芯棒采用前部中间带有狭缝的铁棒，“凹”字或圆“8”字结构中间的变形的钢管壁面位于狭缝内，狭缝宽度大于“凹”字或圆“8”字结构中间的变形的钢管壁面厚度，便于初始安装，在继续下压过程中使得钢管变形紧贴芯棒作为缩头端，挤压变形使得芯棒被夹紧在缩头端的钢管内。
所述狭缝的长度大于缩头端的三分之一长度，长度为8cm-12cm，当然狭缝的长度是与拉拔夹持的长度对应的，可以根据实际的需求进行更改，不一定完全限制在8cm-12cm之间。
所述打头模具包括上模和下模，在上模和下模上均间隔设置有半圆的槽，每个槽之间留下的间隔作为对钢管压扁的突出台阶，上模和下模之间的半圆槽位置对应合拢成为圆形空腔，圆形空腔的直径逐渐减小，对应位置的突出台阶的距离也逐渐减小，当然，这只是打头模具的一种较为适用的结构，在实际使用中可以进行相应改变。
所述钢管根据缩小头后（即缩头端）的直径选择对应的圆形空腔，并利用选定圆形空腔相邻的突出台阶进行压扁。
所述半圆槽的数量为2-7个，由左至右从小到大依次排列。
所述薄壁零件为壁厚小于2mm的钢管，当然，对于管径越大的钢管，其壁厚如果较厚也可以承受拉拔时的夹持力，因此可以根据拉拔时的具体情况决定是否需要插入芯棒，即大管径钢管也不一定是薄壁零件，可能也能直接缩小头进行拉拔。
成型步骤中，需要比压扁步骤多伸入模具2-4cm（通常采用3cm）以形成缩头端的锥面，该锥面用于连接缩头端与正常钢管段之间的连接，也用于拉拔开始时的引导进入拉拔孔（拉拔模具），在打头模具上设置对应的锥形结构用于成型该锥面，该技术为拉拔常用技术，在此不再赘述。
所述缩头端的尺寸位置要小于拉拔后成品的7mm-10mm，在拉拔夹持变形后尺寸小于成品5mm，即需要变形量不得影响后续加工，因此可以根据实际拉拔后缩头端的状况，决定其是否需要加入芯棒，芯棒实际上只起到填充作用，因此请形状不需要特别规整，芯棒带有狭缝的钢棍时，其硬度需要较高才能反复使用，当然也可以不采用这种较为规整的结构，只要能实现填充功能即可，该方式可以采用废旧钢材等作为一次性的填充芯棒。
工作原理：将在拉拔夹持变形后缩头端的尺寸小于完成拉拔的成品钢管5mm，保证缩头端不会影响到后续加工，为了保证缩头端的缩小头的尺寸和保证拉拔时的夹持不变形，设置分步缩小头的方式，设计专用模具，填充芯棒等方式实现薄壁钢管也能使用该工艺。
在本发明的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，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低于第二特征。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，其步骤包括：
S1、缩小头：
S1.1压扁：将钢管放入打头模具，利用台阶结构将钢管端面压成扁“8”字形结构；
S1.2成型：钢管为外径≥65mm，壁厚≤2.5mm的薄壁零件，钢管放入打头模具的圆形空腔中，下压后形成外部为圆形、多余部分内折的“凹”字结构或圆“8”字结构作为缩头端,将压扁的钢管立置后在成型下压完成三分之二位置后在钢管内两个空腔塞入芯棒填充空腔，然后继续下压使得钢管变形紧贴芯棒作为缩头端，且该缩头端的直径小于完成拉拔后的钢管直径，所述芯棒采用前部中间带有狭缝的铁棒，“凹”字或圆“8”字结构中间的变形的钢管壁面位于狭缝内；
S2、拉拔：夹持缩头端进行拉拔，拉拔夹持的位置是芯棒填充的位置；
S3、矫直：拉拔完成后直接进入矫直阶段，在完成矫直后进行探伤并检验合格；
S4、后续加工：在后续加工中，利用缩头端进行定位以及夹持，减少短管重复定位带来的料损。
2.根据权利要求1所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，所述狭缝的长度大于缩头端的三分之一长度，长度为8cm-12cm。
3.根据权利要求1所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，所述打头模具包括上模和下模，在上模和下模上均间隔设置有半圆的槽，每个槽之间留下的间隔作为对钢管压扁的突出台阶，上模和下模之间的半圆槽位置对应合拢成为圆形空腔，圆形空腔的直径逐渐减小，对应位置的突出台阶的距离也逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，所述钢管根据缩小头后的直径选择对应的圆形空腔，并利用选定圆形空腔相邻的突出台阶进行压扁。
5.根据权利要求3所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，所述半圆槽的数量为2-7个，由左至右从小到大依次排列。
6.根据权利要求1所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，成型步骤中，需要比压扁步骤多伸入模具2-4cm以形成缩头端的锥面。
7.根据权利要求1所述的一种钢管拉拔快速生产流转的工艺方法，其特征在于，所述缩头端的尺寸位置要小于拉拔后成品的7mm-10mm，在拉拔夹持变形后尺寸小于成品5mm。
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