專利名稱：液壓柔性冷拔管的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金機(jī)械的管材成形技術(shù)，是一種采用液壓傳動(dòng)、柔性成形，生產(chǎn)高精度冷拔管材的方法及其設(shè)備?？蓱?yīng)用于感光設(shè)備的硒鼓、汽車摩托車的減振器、液壓缸的襯套、印刷機(jī)械、航空設(shè)備等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國(guó)對(duì)于加工液動(dòng)和氣動(dòng)缸筒這樣的精密鋼管，普遍采用熱軋無縫管經(jīng)切削加工的方法，而在國(guó)外，則采用無切削加工的冷拔管技術(shù)，它是將無縫管通過冷拔機(jī)進(jìn)行塑性變形的冷加工方法?，F(xiàn)有技術(shù)的冷拔機(jī)按傳動(dòng)方式分為鏈?zhǔn)健X條式、絲杠式、鋼繩式、液壓式等各種類型。機(jī)械傳動(dòng)的冷拔設(shè)備的共同缺點(diǎn)是拔制過程中會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，不能確保工件材料的晶粒沿冷拔方向成型，特別是鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在鏈條鏈輪磨損后，會(huì)產(chǎn)生周期性沖擊，這種運(yùn)行的不連續(xù)性是鋼管質(zhì)量得不到可靠控制的致命因素，直接影響產(chǎn)品的精度。另外，拔制噸位不足，能耗大，也是機(jī)械傳動(dòng)冷拔機(jī)的主要缺點(diǎn)。
1999年第5期《重型機(jī)械》雜志，公開了一種“新型液壓冷拔管機(jī)”，它由主油缸、拔制小車、成品臺(tái)架、拔制床身、拔模座、坯料臺(tái)架、推料床身、推料小車、芯桿床身、芯桿小車等組成。拔制小車與主油缸通過活套與小車體軸向固定，小車上裝雙活塞套缸，活塞桿前端裝有叉頭和塞頭，當(dāng)活塞相對(duì)動(dòng)作時(shí)，叉頭和塞頭可按需求送出或收回；車體兩側(cè)裝有2個(gè)單行程預(yù)緊氣缸，用于推動(dòng)板牙夾緊被拔制的管子。車體的后部裝有蓄能器，用于拔制小車在床身任意部位夾持管子。拔制鋼管時(shí)，首先將芯桿穿入管子內(nèi)孔中，然后裝上芯頭，再將已穿上芯頭的鋼管前端推出拔模座。起動(dòng)套缸，將塞頭送入鋼管前端。起動(dòng)預(yù)緊氣缸，使板牙夾緊鋼管，拔制小車處于起始位置，主油缸起動(dòng)開始拔制。拔制結(jié)束的同時(shí)，套缸動(dòng)作，叉頭推動(dòng)拔制后的成品管子脫離車體。
現(xiàn)有技術(shù)的液壓式冷拔機(jī)，它比機(jī)械傳動(dòng)的冷拔機(jī)有上下料平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、調(diào)速準(zhǔn)確、無碰撞、無損傷等優(yōu)點(diǎn)，但在拔模和芯頭等關(guān)鍵部位仍采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的液壓式冷拔機(jī)也只能拉制普通精度要求的缸筒，要想得到更高精度的管材還必須進(jìn)行研磨等機(jī)械加工。另外，現(xiàn)有技術(shù)的液壓式冷拔機(jī)還存在著生產(chǎn)效率低，上芯頭需人工輔助等缺點(diǎn)。
為了提高冷拔鋼管質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和減少能耗，現(xiàn)有技術(shù)公開了一些冷拔管材新工藝的研究成果。
現(xiàn)有技術(shù)正在不斷致力于冷拔管拉模設(shè)計(jì)、加工等方面的改進(jìn)。如采用高強(qiáng)度、高耐磨性的材料作模具；精心設(shè)計(jì)與研磨加工?？祝徊捎糜蝿?dòng)芯頭拉管；使用旋轉(zhuǎn)模改變摩擦力的作用方向，以減小拉拔方向的分力，并使?？啄p均勻等等。這些措施在根本上沒有解決金屬(管坯)與金屬(拉模)之間的接觸問題，因?yàn)樽冃芜^程中，管坯和模具之間的剛性接觸，會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)和磨損，從而就難以獲得高精度表面質(zhì)量的鋼管。
現(xiàn)有技術(shù)采用強(qiáng)迫潤(rùn)滑拔管的方法，來降低變形的摩擦阻力，減小拉拔力，提高工件的光潔度。如1992.科學(xué)出版社，茹錚、余望等編《塑性加工摩擦學(xué)》中介紹了“強(qiáng)迫潤(rùn)滑冷拔管裝置”的典型結(jié)構(gòu)，裝置是在拉拔管中采用壓力管或復(fù)合式模具、或外加高壓泵注入高壓液體潤(rùn)滑劑，使之形成流體動(dòng)壓或流體靜壓潤(rùn)滑，可改善拔管時(shí)的潤(rùn)滑狀態(tài)，使油膜厚度增加、拉拔力下降低，工件光潔度提高。現(xiàn)有技術(shù)的強(qiáng)迫潤(rùn)滑拔管方法，雖在一定程度上降低了摩擦阻力，減小了拉拔力，但在模具入口處要增加一種壓力高、密封性好的增壓設(shè)施。這種設(shè)施易出現(xiàn)潤(rùn)滑劑泄漏，壓力降低的毛病，因此，建立穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜困難大，增壓管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)困難，往往在剛開始拉拔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管材拔斷現(xiàn)象。另外，管材強(qiáng)迫潤(rùn)滑一般用肥皂做潤(rùn)滑劑，雖說能建立起流體動(dòng)力潤(rùn)滑，但拔出管材的表面有劃痕，質(zhì)量差，且在拔制前要進(jìn)行涂層工序；當(dāng)壓力增高，潤(rùn)滑劑的粘度降低，有時(shí)也避免不了發(fā)生金屬的粘結(jié)現(xiàn)象，嚴(yán)重破壞了拔制的進(jìn)行并能損壞模具和芯頭。以上缺點(diǎn)限制了強(qiáng)迫潤(rùn)滑在冷拔管上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種液壓柔性冷拔管的方法，將模具、芯頭與管坯之間的強(qiáng)制潤(rùn)滑提升為液體受力狀態(tài)，使得模具與變形金屬間不接觸，形成由模具—液壓油—管坯—液壓油—芯頭的柔性變形狀態(tài)，從而提供一種制造成本低、產(chǎn)品精度高的冷拔管的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有冷拔管設(shè)備的缺點(diǎn)，提供一種液壓傳動(dòng)、柔性成形的冷拔管設(shè)備，其機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單方便，極大程度地提高了冷拔管的精度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種液壓柔性冷拔管的方法，是通過液壓系統(tǒng)將高壓油打入拔模與管坯之間，形成承壓油腔，使拔模與管坯不直接接觸，成形力通過液壓油進(jìn)行傳遞，管坯在受力介質(zhì)的壓力與拉拔力的作用下，產(chǎn)生塑性柔性變形，從而拔制出高精度的管材。
為了能拔制出高精密的管材，對(duì)模具和芯棒組合進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思想就是根據(jù)流體承載理論，在芯棒中心設(shè)通油孔，在拔模的內(nèi)壁開有油槽并設(shè)橫向通油孔，利用外設(shè)高壓油泵提供油壓，建立流體靜壓承載工況，同時(shí)，由于管材和模具及芯棒之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)和收斂間隙(拔?？装茨持星€設(shè)計(jì))，在一定速度條件下很容易建立起流體動(dòng)壓效應(yīng)，兩者相互疊加就形成了機(jī)構(gòu)的動(dòng)靜壓承載方式，在高壓油的作用下，管材和模具、管材和芯頭之間被高壓介質(zhì)所隔開，成形力通過流體介質(zhì)進(jìn)行傳遞，這就是柔性成形機(jī)理。
在拔制過程中有大量的潤(rùn)滑油泄漏溢出，而且有可能噴濺，因此，按照液壓缸的原理設(shè)計(jì)一種組合體，將整個(gè)拔制管材密封起來，使管材在完全密封的情況下進(jìn)行拔制，不僅形成承壓油腔，而且解決了漏油問題。管材后段的支撐采用液壓缸的中空活塞結(jié)構(gòu)，活塞隨管材同步前進(jìn)，既可支撐管坯，又可中間穿過芯棒，增加了芯棒長(zhǎng)度。
所述的液壓柔性冷拔管方法的具體工藝步驟是(1)啟動(dòng)推組合體油缸，拉動(dòng)組合體和模分離；(2)上料架上升使管坯就位；(3)啟動(dòng)推芯棒油缸，將芯棒插入管坯，將管坯推到模具中，上料架下降；(4)推組合體油缸推動(dòng)組合體至模座，同時(shí)活塞隨動(dòng)，缸體與模座端口閉合，完成密封；(5)啟動(dòng)推活塞油缸，推動(dòng)組合體的活塞支撐管坯的尾部；(6)夾持機(jī)構(gòu)動(dòng)作，夾緊管坯；(7)啟動(dòng)拉拔油缸，開始拉拔；(8)拉拔缸油壓達(dá)到設(shè)定壓力，高壓油泵工作，由高壓油咀向芯棒與管坯內(nèi)壁注入高壓油，并由管接頭向模注入高壓油，形成內(nèi)外承壓油腔，管坯在受力介質(zhì)的壓力與拉拔力的作用下，產(chǎn)生塑性柔性變形，完成拔制，高壓油泵停止工作；(9)下料架上升，托住管材；(10)夾持機(jī)構(gòu)松開，下料架帶著成品管下降到位；(11)拉拔油缸推動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)至模座；(12)組合體油缸拉動(dòng)組合體回程，活塞隨動(dòng)；(13)推活塞油缸、推芯棒油缸回程，使芯棒和活塞復(fù)位，整個(gè)拔制過程結(jié)束。
所述的介質(zhì)，是一種特制的液壓油，可以在基礎(chǔ)油中按一定的比例加入極壓劑，油性劑、抗氧抗腐劑及高分子潤(rùn)滑劑。
一種液壓柔性冷拔管方法所用的設(shè)備，包括推活塞油缸、推芯棒油缸、推組合體油缸、床身、組合體、軌道、上料機(jī)構(gòu)、模、下料機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、拉拔油缸。所述的組合體由缸體、端蓋、活塞、活塞桿、芯棒、芯頭、連接套、錐形頂頭、缸體支架、密封組成。推活塞油缸固定在床身的稍偏下方，其活塞桿與設(shè)置在軌道上的滑動(dòng)架連接，滑動(dòng)架與組合體的活塞桿連接；推芯棒油缸固定在推活塞油缸的正上方，推芯棒油缸的活塞桿與組合體的芯棒連接；兩個(gè)推組合體油缸對(duì)稱地固定在軌道的兩側(cè)，推組合體油缸的活塞桿與固定在軌道上的組合體支架連接；組合體固定在支架上；上料機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)以模對(duì)稱地固定在軌道的一側(cè)，模固定在床身上；夾持機(jī)構(gòu)固定在軌道上的夾持小車上，小車與拉拔油缸的活塞桿連接，拉拔油缸固定在床身上。
所述的組合體，其活塞中心有通孔，活塞左端固定有連接套，通過連接套與組合體活塞桿套裝在一起，活塞桿中心有通孔，與芯棒滑動(dòng)配合，芯棒中心有通油孔，芯棒前端與芯頭連接，芯頭中心和橫向設(shè)有通油孔，活塞右端固定一種中心有通孔的錐形頂頭，活塞與缸體之間設(shè)有密封，在缸體的底端設(shè)有回油管接頭。
所述的模，由模座、拔模、模蓋、端蓋軸向密封、端蓋徑向密封、拔模軸向密封、管接頭組成，拔模置于模座內(nèi)，拔模與模座間留有間隙，模座端頭設(shè)有模蓋，并用端蓋軸向密封封堵，模座與拔模軸向設(shè)有拔模軸向密封，模座上設(shè)有與高壓油管連接的管接頭，拔模的內(nèi)壁開有油槽并設(shè)橫向通油孔。
所述的推活塞油缸的滑動(dòng)架與組合體活塞桿之間，采用螺紋連接。
所述的推芯棒油缸的活塞桿與芯棒之間的連接，是通過一個(gè)連接套管，一端與推芯棒活塞桿螺紋連接，另一端與芯棒螺紋連接，并且在連接套管上設(shè)有高壓油咀。
所述的兩個(gè)推組合體油缸的活塞桿，分別與組合體支架的兩個(gè)耳環(huán)相連接。
所述的夾持機(jī)構(gòu)是利用油缸驅(qū)動(dòng)滑快和斜面的配合自動(dòng)咬緊，油缸固定在夾持小車上，油缸活塞推動(dòng)楔形滑塊可前后運(yùn)動(dòng)，在前蓋配合斜面的阻止下產(chǎn)生橫向移動(dòng)，即可夾緊管坯口，夾持小車設(shè)有與拉拔油缸活塞桿連接的耳環(huán)。
所述的上、下料機(jī)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是采用軌道豎直放置，液壓缸推動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益的效果(1)拉拔在形成液壓密封承壓環(huán)的狀態(tài)下，進(jìn)行塑性變形，從根本上解決了強(qiáng)迫潤(rùn)滑中金屬模具與管坯之間處于間斷接觸摩擦的變形狀態(tài)，將強(qiáng)制潤(rùn)滑提升為液體受力狀態(tài)，使得模具與變形金屬間不產(chǎn)生接觸，拔制力依靠液壓油來傳遞，形成模具—液壓油—管坯—液壓油—芯頭的變形狀態(tài)，即真正的柔性成型，拔制出高精度表面質(zhì)量的鋼管。從而可使高精度合金套筒(如硒鼓)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，降低了制造成本。
(2)采用液壓活塞式組合體結(jié)構(gòu)，并配合液壓小車，保證了各機(jī)構(gòu)中心線與?？椎耐亩?，防止了工件拔制的偏心。
(3)由于拔制中管坯頭尾難以形成液壓承壓環(huán)的變形區(qū)較長(zhǎng)，采用長(zhǎng)模具的形式，不僅克服了上述缺點(diǎn)，而且可以保證工件的準(zhǔn)確對(duì)中和提高整體剛度。
(4)變形過程采用全液壓控制，并在低速下拔制，杜絕加工過程的振動(dòng)發(fā)生；夾持機(jī)構(gòu)取消了普通咬入的撞桿裝置，利用滑塊和斜面的配合自動(dòng)咬緊，在液壓缸帶動(dòng)下拉拔，大大提高了精度，減少誤差；整體機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單方便，極大程度地提高了冷拔管的精度。
(5)一般精密管材拉拔油要求粘度較大，粘溫性好，過濾和沉降性良好，在基礎(chǔ)油中按一定的比例加入極壓劑，油性劑、抗氧抗腐劑及高分子潤(rùn)滑劑等，以形成具有減摩、抗磨作用的復(fù)合潤(rùn)滑劑，并作為管坯與拔模之間的受力介質(zhì)，從而改善了潤(rùn)滑效果，提高了管材表面的精度。
下面通過較佳實(shí)施例，結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為一種液壓柔性冷拔管設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為液壓柔性冷拔管設(shè)備的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為拔模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的側(cè)視圖；圖5為組合體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的俯視圖；圖7為組合體與拔模的工作狀態(tài)示意圖；圖8為推活塞油缸、推芯棒油缸與組合體之間連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為液壓柔性冷拔管設(shè)備的液壓系統(tǒng)原理圖；圖11為高壓油系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式
一種液壓柔性冷拔管方法的具體工藝步驟是(1)啟動(dòng)推組合體油缸3，拉動(dòng)組合體5和模8分離；(2)上料架7上升使管坯12就位；
(3)啟動(dòng)推芯棒油缸2，將芯棒5-5插入管坯，將管坯推到模具8中，上料架7下降；(4)推組合體油缸3推動(dòng)組合體5至模座，同時(shí)活塞5-3隨動(dòng)，缸體5-1與模座8-1端口閉合，完成密封；(5)啟動(dòng)推活塞油缸1，推動(dòng)組合體5的活塞5-3支撐管坯的尾部；(6)夾持機(jī)構(gòu)10動(dòng)作，夾緊管坯12；(7)啟動(dòng)拉拔油缸11，開始拉拔；(8)拉拔缸油壓達(dá)到設(shè)定壓力，高壓油泵工作，由高壓油咀(2-3)向芯棒(5-5)與管坯(12)內(nèi)壁注入高壓油，并由管接頭(8-7)向模(8)注入高壓油，形成內(nèi)外承壓油腔，管坯在受力介質(zhì)的壓力與拉拔力的作用下，產(chǎn)生塑性柔性變形，完成拔制，高壓油泵停止工作工作；(9)下料架9上升，托住管材；(10)夾持機(jī)構(gòu)10松開，下料架帶著成品管下降到位；(11)拉拔油缸11推動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)10至模座；(12)組合體油缸3拉動(dòng)組合體5回程，活塞5-3隨動(dòng)；(13)推活塞油缸1、推芯棒油缸2回程，使芯棒和活塞復(fù)位，整個(gè)拔制過程結(jié)束。
如圖1、2、5、6、8所示，一種液壓柔性冷拔管設(shè)備，包括推活塞油缸1、推芯棒油缸2、推組合體油缸3、床身4、組合體5、軌道6、上料機(jī)構(gòu)7、模8、下料機(jī)構(gòu)9、夾持機(jī)構(gòu)10、拉拔油缸11。推活塞油缸1固定在床身4的稍偏下方，推活塞油缸活塞桿1-1與設(shè)置在軌道6上的滑動(dòng)架1-2連接，滑動(dòng)架與組合體活塞桿5-4連接；推芯棒油缸2固定在推活塞油缸1的正上方，推芯棒缸活塞桿2-1與組合體5的芯棒5-5連接；兩個(gè)推組合體油缸3對(duì)稱地固定在軌道6兩側(cè)，推組合體油缸活塞桿3-1與固定在軌道上的組合體支架5-9連接；組合體5固定在支架5-9上；上料機(jī)構(gòu)7、下料機(jī)構(gòu)9以模8對(duì)稱地固定在軌道6的一側(cè)，模8固定在床身4上；夾持機(jī)構(gòu)10固定在軌道6上的夾持小車10-1上，小車與拉拔油缸活塞桿11-1連接，拉拔油缸固定在床身4上。
如圖5、6、7所示，所述的組合體由缸體5-1、端蓋5-2、活塞5-3、組合體活塞桿5-4、芯棒5-5、芯頭5-6、連接套5-7、錐形頂頭5-8、缸體支架5-9、密封5-10組成，其活塞5-3中心有通孔，活塞左端固定有連接套5-7，通過連接套與組合體活塞桿5-4安裝在一起，組合體活塞桿5-4為中空管，與其內(nèi)的芯棒5-5滑動(dòng)配合，芯棒5-5中心有通油孔，芯棒前端與芯頭5-6連接，芯頭中心和橫向設(shè)有通油孔，活塞5-3右端固定一種中心有通孔的錐形頂頭5-8，活塞5-3與缸體5-1之間設(shè)有密封5-10，在缸體的底端設(shè)有回油管接頭5-11。所述的兩個(gè)推組合體油缸活塞桿3-1分別與組合體支架5-9的兩個(gè)耳環(huán)相連接(參看圖2)。
如圖3、4、7所示，所述的模8，由模座8-1、拔模8-2、模蓋8-3、端蓋軸向密封8-4、端蓋徑向密封8-5、拔模軸向密封8-6、管接頭8-7組成，拔模8-2置于模座8-1內(nèi)，拔模與模座間留有間隙，模座端頭設(shè)有模蓋8-3，并用端蓋軸向密封8-4、端蓋徑向密封8-5封堵，模座與拔模之間設(shè)有拔模軸向密封8-6，模座上設(shè)有與高壓油管連接的管接頭8-7，拔模的內(nèi)壁開有油槽并設(shè)橫向通油孔。
如圖8所示，所述的推活塞油缸1的滑動(dòng)架1-2與組合體活塞桿5-4之間，采用螺紋連接。所述的推芯棒油缸2的活塞桿2-1與組合體芯棒5-5之間的連接，是通過一個(gè)連接套管2-2，一端與活塞桿2-1螺紋連接，另一端與芯棒5-5螺紋連接，并且在連接套管上設(shè)有高壓油咀2-3。
如圖9所示，所述的夾持機(jī)構(gòu)10是利用油缸驅(qū)動(dòng)滑快和斜面的配合自動(dòng)咬緊，油缸10-2固定在夾持小車10-1上，油缸活塞推動(dòng)楔形滑塊10-3可前后運(yùn)動(dòng)，在前蓋配合斜面10-4的阻止下產(chǎn)生橫向移動(dòng)，即可夾緊管坯口12，夾持小車10-1設(shè)有與拉拔油缸活塞桿11-1連接的耳環(huán)10-5(參看圖2)。
所述的上、下料機(jī)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是采用軌道豎直放置，液壓缸推動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)。
如圖10、11所示，本發(fā)明的液壓系統(tǒng)原理圖，其中缸1上料架滑進(jìn)和退出，缸2、3上料架上升和下降，缸4芯棒插入和返回，缸5組合體推進(jìn)、返回和保壓，缸6活塞推進(jìn)和返回，缸7夾緊來料、保壓和松開，缸8拉拔，缸9下料架滑進(jìn)和退出，缸10、11下料架上升和下降。
系統(tǒng)說明1、拉拔回路拉拔行程較大，拉拔速度要求穩(wěn)定，各部件的同軸度要求較高，采用單作用活塞缸，節(jié)流調(diào)速，拉拔力要求控制精確，故采用減壓閥，回油過程速度不要求，為便于自動(dòng)控制和系統(tǒng)連貫采用行程開關(guān)和壓力繼電器2、芯棒缸回路拉拔過程保持一定壓力，采用換向閥和液控單向閥及控制要求的行程開關(guān)和壓力繼電器。
3、組合體回路便于使組合體受力均勻和勻速，采用兩個(gè)分流同步缸，并且拉拔過程中保持恒壓和密封，采用蓄能保壓；控制采用行程開關(guān)和壓力繼電器。
4、活塞隨動(dòng)回路拉拔前后座頂住管尾，并且在拉拔過程中與管材同步，采用減壓、溢流閥組成回路。
5、夾緊回路提供夾緊力，采用蓄能保壓、單向閥和壓力繼電器回路。
6、上料、下料架回路采用同步缸回路，采用行程開關(guān)和光電位置測(cè)定裝置；上料架采用的是進(jìn)口單向分流閥，下料架回路采用的是出口單向分流閥。
7、高壓系統(tǒng)要求有較高的壓力，故采用多級(jí)調(diào)壓回路。
本發(fā)明裝置的工作過程為推組合體油缸3動(dòng)作，拉動(dòng)組合體5和模8分離；上料架7上升使管坯12就位；推芯棒油缸2動(dòng)作將芯棒5-5插入管坯，將管坯推到模具8中，上料架7下降；推組合體油缸3推動(dòng)組合體5至模座8-1，同時(shí)活塞5-3隨動(dòng)，缸體5-1與模座8-1端口閉合，完成密封；推活塞油缸1動(dòng)作，推動(dòng)組合體5中的活塞5-3支撐管坯的尾部；夾持機(jī)構(gòu)10動(dòng)作，夾緊管坯；啟動(dòng)拉拔油缸11，開始拉拔；拉拔缸油壓達(dá)到設(shè)定壓力，高壓油泵工作，由高壓油咀2-3經(jīng)芯棒5-5的通油孔向芯棒與管材內(nèi)壁注入高壓油，由管接頭8-7向模8注入高壓油，形成內(nèi)外承壓油腔，管坯柔性變形，完成拔制；下料架9上升，托住管材；夾持機(jī)構(gòu)10松開，下料架帶著成品管下降到位；拉拔油缸11推動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)10至模座；組合體油缸3拉動(dòng)組合體5回程，活塞5-3隨動(dòng)；推活塞油缸1、推芯棒油缸2回程，使芯棒和活塞復(fù)位，整個(gè)拔制過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種液壓柔性冷拔管的方法，其特征在于所述的方法是通過液壓系統(tǒng)將高壓油打入拔模與管坯之間，形成承壓油腔，使拔模與工件不直接接觸，成形力通過液壓油進(jìn)行傳遞，管坯在受力介質(zhì)的壓力和拉拔力的作用下，產(chǎn)生塑性柔性變形，從而拔制出高精度的管材。
2.按照權(quán)利要求1所述的液壓柔性冷拔管方法，其特征在于所述方法的具體工藝步驟是(1)啟動(dòng)推組合體油缸(3)，拉動(dòng)組合體(5)和模(8)分離；(2)上料架(7)上升使管坯(12)就位；(3)啟動(dòng)推芯棒油缸(2)，將芯棒(5-5)插入管坯，將管坯推到模具(8)中，上料架(7)下降；(4)推組合體油缸(3)推動(dòng)組合體(5)至模座，同時(shí)活塞(5-3)隨動(dòng)，缸體(5-1)與模座(8-1)端口閉合，完成密封；(5)啟動(dòng)推活塞油缸(1)，推動(dòng)組合體(5)的活塞(5-3)支撐管坯的尾部；(6)夾持機(jī)構(gòu)(10)動(dòng)作，夾緊管坯(12)；(7)啟動(dòng)拉拔油缸(11)，開始拉拔；(8)拉拔缸油壓達(dá)到設(shè)定壓力，高壓油泵工作，由高壓油咀(2-3)向芯棒(5-5)與管坯(12)內(nèi)壁注入高壓油，并由管接頭(8-7)向模(8)注入高壓油，形成內(nèi)外承壓油腔，管坯在受力介質(zhì)的壓力與拉拔力的作用下，產(chǎn)生塑性柔性變形，完成拔制，高壓油泵停止工作工作；(9)下料架(9)上升，托住管材；(10)夾持機(jī)構(gòu)(10)松開，下料架帶著成品管下降到位；(11)拉拔油缸(11)推動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)(10)至模座；(12)推組合體油缸(3)拉動(dòng)組合體(5)回程，活塞(5-3)隨動(dòng)；(13)推活塞油缸(1)、推芯棒油缸(2)回程，使芯棒和活塞復(fù)位，整個(gè)拔制過程結(jié)束。
3.按照權(quán)利要求1、2的方法所用的設(shè)備，其特征在于液壓柔性冷拔管設(shè)備，包括推活塞油缸(1)、推芯棒油缸(2)、推組合體油缸(3)、床身(4)、組合體(5)、軌道(6)、上料機(jī)構(gòu)(7)、模(8)、下料機(jī)構(gòu)(9)、夾持機(jī)構(gòu)(10)、拉拔油缸(11)；推活塞油缸(1)固定在床身(4)的稍偏下方，推活塞油缸活塞桿(1-1)與設(shè)置在軌道(6)上的滑動(dòng)架(1-2)連接，滑動(dòng)架與組合體活塞桿(5-4)連接；推芯棒油缸(2)固定在推活塞油缸(1)的正上方，推芯棒活塞桿(2-1)與組合體(5)的芯棒(5-5)連接；兩個(gè)推組合體油缸(3)對(duì)稱地固定在軌道(6)的兩側(cè)，推組合體油缸活塞桿(3-1)與固定在軌道上的組合體支架(5-9)連接，組合體(5)固定在支架上；上料機(jī)構(gòu)(7)、下料機(jī)構(gòu)(9)以模(8)對(duì)稱地固定在軌道(6)的一側(cè)，模(8)固定在床身(4)上；夾持機(jī)構(gòu)(10)固定在軌道(6)上的夾持小車(10-1)上，小車與拉拔油缸活塞桿(11-1)連接，拉拔油缸(11)固定在床身(4)上。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的組合體(5)，由缸體(5-1)、端蓋(5-2)、活塞(5-3)、活塞桿(5-4)、芯棒(5-5)、芯頭(5-6)、連接套(5-7)、錐形頂頭(5-8)、缸體支架(5-9)、密封(5-10)組成，其活塞(5-3)中心有通孔，活塞左端固定有連接套(5-7)，通過連接套與組合體活塞桿(5-4)安裝在一起，組合體活塞桿(5-4)為中空管，與其內(nèi)的芯棒(5-5)滑動(dòng)配合，芯棒(5-5)中心有通油孔，芯棒前端與芯頭(5-6)連接，芯頭中心和橫向設(shè)有通油孔，活塞(5-3)右端固定一種中心有通孔的錐形頂頭(5-8)，活塞(5-3)與缸體(5-1)之間設(shè)有密封(5-10)，在缸體的底端設(shè)有回油管接頭(5-11)。
5.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的模(8)，由模座(8-1)、拔模(8-2)、模蓋(8-3)、端蓋軸向密封(8-4)、端蓋徑向密封(8-5)、拔模軸向密封(8-6)、管接頭(8-7)組成，拔模(8-2)置于模座(8-1)內(nèi)，拔模與模座間留有間隙，模座端頭設(shè)有模蓋(8-3)，并用端蓋軸向密封(8-4)、端蓋徑向密封(8-5)封堵，模座與拔模之間設(shè)有拔模軸向密封(8-6)，模座上設(shè)有與高壓油管連接的管接頭(8-7)，拔模的內(nèi)壁開有油槽并設(shè)橫向通油孔。
6.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的推活塞油缸(1)的滑動(dòng)架(1-2)與組合體活塞桿(5-4)之間，采用螺紋連接。
7.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的推芯棒活塞桿(2-1)與芯棒(5-5)之間的連接，是通過一個(gè)連接套管(2-2)，一端與推芯棒活塞桿(2-1)螺紋連接，另一端與芯棒(5-5)螺紋連接，并且在連接套管上設(shè)有高壓油咀(2-3)。
8.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的夾持機(jī)構(gòu)(10)是油缸(10-2)固定在夾持小車(10-1)上，油缸活塞推動(dòng)楔形滑塊(10-3)前后運(yùn)動(dòng)，在前蓋配合斜面(10-4)的阻止下產(chǎn)生橫向移動(dòng)，夾緊管坯口(12)，夾持小車(10-1)設(shè)有與拉拔油缸活塞桿(11-1)連接的耳環(huán)(10-5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓柔性冷拔管的方法及其設(shè)備，涉及冶金機(jī)械的管材成形技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)的液壓式冷拔機(jī)只能拉制普通精度的缸筒，制造高精度的管材，還必須進(jìn)行研磨?，F(xiàn)有技術(shù)有采用強(qiáng)迫潤(rùn)滑拔管的方法，雖可減小拉拔力，但存在著易出現(xiàn)潤(rùn)滑劑泄漏，建立穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜困難，管材表面質(zhì)量差等缺奌。本發(fā)明提供一種液壓柔性冷拔管的方法，模具與變形金屬不接觸，形成由模具—液壓油—管坯—液壓油—芯頭的柔性變形狀態(tài)，從而極大地提高了冷拔管精度。本發(fā)明提供一種由推活塞油缸、推芯棒油缸、推組合體油缸、組合體、軌道、上料機(jī)構(gòu)、模、下料機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、拉拔油缸等構(gòu)成的液壓傳動(dòng)、柔性成形的冷拔管設(shè)備，其機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單方便，確保了冷拔管的精度。
文檔編號(hào)B21C3/14GK1803328SQ20061001237
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者雙遠(yuǎn)華, 胡鴻產(chǎn) 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)