專利名稱：：鋼管擴管機用擴管模的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及用于對大口徑鋼管用管坯擴徑的鋼管擴管機的擴管模。
背景技術(shù)：
：鋼管擴管機發(fā)揮去除被UO制管的管坯在擠壓或焊接時具有的殘余應力，并以最終尺寸整形的作用。鋼管擴管機，具有能向半徑方向擴大縮小的擴管模，從一端插入管坯的一端，然后一邊擴管，一邊依次將其向管坯的另一端移動。以往的擴管模，由在圓周方向多個分割成的組合模模塊(diessegment)構(gòu)成，這些組合模模塊都由工具鋼制造。但是由該工具鋼構(gòu)成的擴管模，具有以下的問題。1.制作費用非常高。2.制作時間長。3.由于模具重量大，因此需要升降設備(crane)，模具換產(chǎn)調(diào)整作業(yè)需要長時間。4.發(fā)生模具的裂損、脫落。5.因擴管時擠入異物、焊道的壓上等，在管坯內(nèi)面附著瑕疵。此外，如果使用以往的由工具鋼構(gòu)成的擴管模，還存在產(chǎn)生模痕(棱角)的問題。在擴徑模時在鄰接的組合模模塊間產(chǎn)生間隙(gap)。在該間隙間，不支持管坯內(nèi)面，直線狀變形。結(jié)果，擴管后的管坯內(nèi)面，微觀看形成多角形狀。另外，由于組合模模塊的側(cè)緣部是剛性體，所以在管內(nèi)面，在與組合模模塊連接的部分和不連接的部分上產(chǎn)生明顯的斷坡。尤其，隨著模面壓的增大，該傾向更顯著。如此，產(chǎn)生模痕。為了防止發(fā)生如此的模痕，在特開昭57-41836號公報中，提出了在模表面附著凹凸模樣，通過調(diào)整模表面和管坯內(nèi)面的摩擦力，使擴管時的滑動均勻化。但是，在該模具中，存在在管坯表面轉(zhuǎn)印凹凸模樣的問題，此外，也依然殘存橢圓度、模痕的問題。在特開平4-71737號公報中，為減少模痕，提出了模徑和管坯內(nèi)徑的最佳比。但是，必須每個管徑都準備模具，此外，也不能完全去除模痕。在特開昭62-244529號公報中，提出在彎曲加工直管時，在彎曲部分插入樹脂制的芯材，防止彎曲部分的橢圓變形。但是，該樹脂制的芯材不能用于承受高壓縮力的模。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種鋼管擴管機用擴管模，即提供通過將擴管模的材質(zhì)從以往的工具鋼變更為合成樹脂，使各組合模模塊具有彈性，而防止模痕的發(fā)生的鋼管擴管機用擴管模。本發(fā)明的鋼管擴管機用擴管模，利用擴徑自如的擴管模，對大口徑鋼管用管坯進行擴口、整形，其特征是所述鋼管擴管機由拉桿、錐體、保持環(huán)、擴管模構(gòu)成，在拉桿的外周上嵌入有錐體，在錐體的外周上滑動自如地安裝有擴管模，在軸向兩端安裝保持環(huán)，構(gòu)成所述擴管模的組合模塊至少由與大口徑鋼管用管的內(nèi)面接觸的由結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形的表面?zhèn)炔糠?、和與鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分構(gòu)成。由此，解決上述問題。優(yōu)選所述組合模模塊中，用結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形與所述鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分。優(yōu)選在所述組合模模塊中，用鋼材成形與所述鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分。優(yōu)選所述組合模模塊是，用酚醛系樹脂成形與管坯內(nèi)面接觸的表面?zhèn)炔糠?，并且用聚酰胺系樹脂成形與所述鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分。優(yōu)選，將擴管模的外徑D1和擴管后的管內(nèi)徑D2的比(D1/D2)設定在1.00以上。在本發(fā)明的擴管模中，由于各組合模模塊具有彈性，所以側(cè)緣部滑動地變形，不對管坯表面產(chǎn)生急劇的斷坡。其結(jié)果，棱角的程度也減小。在本發(fā)明中，采用結(jié)晶性熱可塑性樹脂。該樹脂具有彈性，耐壓縮強度高。以往無如此的樹脂，但近年來已開發(fā)、市售。通過將組合模模塊規(guī)定為樹脂制，可得到如下優(yōu)點。1.高壓縮性通過在擴管時使管坯塑性變形，對組合模模塊作用大的壓縮力。組合模模塊能抵抗該壓縮力。2.高彈性在管坯內(nèi)面出現(xiàn)異物、焊道等小的突起的情況下，在此處集中作用壓縮力。即使在如此的情況下，組合模模塊也彈性變形，組合模模塊不產(chǎn)生裂紋。此外，通過側(cè)緣部彈性變形，如上所述，不產(chǎn)生模痕。3.易修補性如果重復使用模具，就會在組合模模塊的表面產(chǎn)生瑕疵，也進行磨損。在此種情況下，需要修補模具或更換。樹脂，容易產(chǎn)生瑕疵，但容易加工。容易通過切削或堆焊等，修補組合模模塊的不良部分。4.低比重一般來說，鋼的比重為7.8，而樹脂的比重為1.2，鋼的比重大約是樹脂的6.5倍。在模替換時，由于樹脂制模輕，所以能夠安全·迅速地進行作業(yè)。5.橢圓度由于使組合模模塊具有彈性，所以首先使組合模模塊的側(cè)緣部與管坯內(nèi)面接觸，然后，一邊使側(cè)緣部彈性變形一邊加壓。如此，組合模模塊與管坯緊密接觸，保持接近真圓的圓弧。因此，優(yōu)選將擴管后的管內(nèi)徑D2與擴管模的外徑D1的比(D1/D2)規(guī)定在1以上。圖1是鋼管擴管機的縱剖面圖。圖2是圖1的鋼管擴管機的橫剖面圖。圖3是組合模模塊的橫剖面圖，表示各種結(jié)構(gòu)。圖4是表示鋼管內(nèi)面的棱角的曲線圖。圖5是表示鋼管擴管機的模換產(chǎn)調(diào)整作業(yè)時間的曲線圖。圖中1-鋼管擴管機，2-管坯，3-擴管模，11-拉桿，12-錐體(cone)，14-固定鍵(tablekey)，31-組合模模塊，311-表面?zhèn)炔糠郑?12-支持部側(cè)部分。具體實施方式(實施例)參照圖1～5，說明本發(fā)明的鋼管擴管機用擴管模的實施例。首先，參照圖1、圖2，對本發(fā)明的擴管模所用的鋼管擴管機進行說明。鋼管擴管機1通過擴徑自如的擴管模3，對大口徑鋼管用管坯2進行擴口、整形。鋼管擴管機1由拉桿11、錐體12、保持環(huán)13、擴管模3構(gòu)成。在拉桿11的外周上嵌入錐體12，在錐體12的外周上滑動自如地安裝擴管模3，在軸向兩端安裝保持環(huán)13。在保持環(huán)13的內(nèi)側(cè)設置固定鍵14，用于使擴管模3的擴縮作用保持固定。如圖2所示，擴管模3由在圓周方向分多個割成的組合模模塊31構(gòu)成。通過向圖1中箭頭15的方向(朝左方向)引出拉桿11，與拉桿11-同向左移動帶錐度的錐體12，向圖1、圖2所示箭頭32方向擴徑組合模模塊31。由此，擴口大口徑鋼管用管坯2。如此，鋼管擴管機1去除UO制管的管坯2的擠壓或焊接工序時發(fā)生的殘留應力，同時按最終尺寸整形。本發(fā)明的擴管模3，如圖3所示，可以按以下任何一種構(gòu)成，即用結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形各組合模模塊(diessegment)31(A)；用結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形與管坯2的內(nèi)面接觸的表面?zhèn)炔糠?11，用鋼材成形與鋼管擴管機1的錐體13接觸的支持部側(cè)部分312(B)；用聚酰胺系樹脂成形支持部側(cè)部分312(C)。結(jié)晶性熱可塑性樹脂(聚酰胺系樹脂、酚醛系樹脂等)具有彈性，耐壓縮強度高。該特性非常適合本發(fā)明的組合模模塊31。與錐體12接觸的組合模模塊31的支持部側(cè)部分312，從潤滑性、磨損系數(shù)、耐久性等方面考慮，優(yōu)選規(guī)定為鋼材?？紤]到組合模模塊31的磨損，優(yōu)選形成多層樹脂，用高強度的樹脂覆蓋最外層。例如，如圖3(C)所示，也可以將聚酰胺系樹脂作為本體，在其上覆蓋厚度大約3mm的酚醛系樹脂。優(yōu)選將擴管模的外徑D1和擴管后的管內(nèi)徑D2的比(D1/D2)設定在1.00以上。下面，說明本發(fā)明的具體的實施例。用聚酰胺系樹脂制造組合模模塊31，設定D1/D2＝1.15。擴管管坯2的外徑760mm(30in)、厚度6.35mm，材質(zhì)STPY400(JISG3457)。最大峰間距離(peak-to-peak)為0.6mm的偏心度。在以往的模中，為0.8～2.0mm。在管坯內(nèi)面未發(fā)生瑕疵，表面性狀極好。另外，在聚酰胺系樹脂制的組合模模塊31之上，覆蓋3mm厚的酚醛系樹脂。在使用后的組合模模塊的表面瑕疵、磨損量方面，與聚酰胺系樹脂制的組合模模塊31相比，大致減少一半。結(jié)果，模具壽命大致延長2倍。聚酰胺系樹脂制的組合模模塊，在使用中產(chǎn)生兩端側(cè)緣部的磨損，但即使D1/D2＝0.95，也能夠無特大偏心地加工。根據(jù)制品要求精度，即使磨損模具，也能夠使用。為了比較，以下表示采用以往的工具鋼(SKD-11)制的模具和采用聚酰胺系樹脂制的本發(fā)明的模具的擴管管坯的結(jié)果。首先，表1示出使用的模具的機械性能。表1在SKD-11制模具中，由于非常難應變，所以在管坯內(nèi)面殘留模痕。結(jié)果，形成多角形狀。采用本發(fā)明的聚酰胺系樹脂制模具，不殘留模痕，能夠大致光滑地擴管。圖4表示擴管后的管坯內(nèi)面的棱角。圖4(A)表示采用以往的模具的情況，圖4(B)表示采用本發(fā)明的模具的情況。在采用以往的模具的情況下，為了修正棱角，通過將組合模模塊的寬度的僅一半向管坯圓周方向旋轉(zhuǎn)，進行2次擴管，從而減小棱角。這樣，需要通常擴管時間的2倍時間，生產(chǎn)效率降低。圖5表示模具換產(chǎn)調(diào)整作業(yè)時間的比較結(jié)果。在本發(fā)明的模具中，與以往的模具相比，由于大約輕量化到6.5分之1，所以不需要升降設備，能夠縮短作業(yè)時間。根據(jù)本發(fā)明，由于用樹脂成形組合模模塊，所以具有彈性，不會在管坯內(nèi)面產(chǎn)生模痕及多角化，此外，由于能夠輕量化，因此能夠在短時間內(nèi)進行模具更換，另外，能夠?qū)1/D2在大范圍使用，能夠削減保有模具數(shù)。權(quán)利要求1.一種鋼管擴管機用擴管模，利用擴徑自如的擴管模，對大口徑鋼管用管坯進行擴口、整形，其特征是所述鋼管擴管機由拉桿、錐體、保持環(huán)、擴管模構(gòu)成，在拉桿的外周上嵌入有錐體，在錐體的外周上滑動自如地安裝有擴管模，在軸向兩端安裝保持環(huán)，構(gòu)成所述擴管模的組合模塊至少由與大口徑鋼管用管的內(nèi)面接觸的由結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形的表面?zhèn)炔糠帧⒑团c鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的鋼管擴管機用擴管模，其特征是用結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形所述支持部側(cè)部分。3.如權(quán)利要求1所述的鋼管擴管機用擴管模，其特征是在所述組合模模塊中，用鋼材成形與所述鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分。4.如權(quán)利要求1所述的鋼管擴管機用擴管模，其特征是所述組合模模塊是，用酚醛系樹脂成形與管坯內(nèi)面接觸的表面?zhèn)炔糠郑⑶矣镁埘０废禈渲尚闻c所述鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分。5.如權(quán)利要求1～4中任何一項所述的鋼管擴管機用擴管模，其特征是將擴管模的外徑D1和擴管后的管內(nèi)徑D2的比(D1/D2)設定在1.00以上。專利摘要本發(fā)明提供一種在大口徑管的機械式擴管時可去除鋼管的棱角的，用于對大口徑鋼管用管坯擴徑的鋼管擴管機的擴管模。本實用新型的鋼管擴管機用擴管模利用擴徑自如的擴管模，對大口徑鋼管用管坯進行擴口、整形，所述鋼管擴管機由拉桿、錐體、保持環(huán)、擴管模構(gòu)成，在拉桿的外周上嵌入有錐體，在錐體的外周上滑動自如地安裝有擴管模，在軸向兩端安裝保持環(huán)，構(gòu)成所述擴管模的組合模塊至少由與大口徑鋼管用管的內(nèi)面接觸的由結(jié)晶性熱可塑性樹脂成形的表面?zhèn)炔糠?、和與鋼管擴管機的錐體接觸的支持部側(cè)部分構(gòu)成。結(jié)果，能夠使模具輕量化，縮短模具換產(chǎn)調(diào)整作業(yè)時間，擴大模的應用尺寸范圍，還能夠削減模具保有數(shù)。文檔編號B21D39/08GK2855577SQ20052011289公開日2007年1月10日申請日期2005年8月10日優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日發(fā)明者渡邊滿,福川賀皓申請人:住友金屬工業(yè)株式會社