專利名稱：一種大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法
一種大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于針對(duì)大口徑薄壁銅及銅基合金管材進(jìn)行旋壓或焊接的加工裝置及其應(yīng)用方法。背景技術(shù)：
公知的，由于大口徑薄壁銅及銅基合金管材耐海水腐蝕沖擊性能強(qiáng)、抗海生物污損特性突出和焊接性能好，因此其廣泛應(yīng)用于艦船制造業(yè)的海水管系、發(fā)電設(shè)備的冷凝器、海水淡化管系和制鹽行業(yè)中；然而，由于現(xiàn)有的加工裝置在加工大口徑薄壁銅及銅基合金管材的外形時(shí)，因銅及銅基合金韌性較大，需加工出的銅管直徑和周長(zhǎng)也較大，且加工裝置中用于旋壓加工的銅管旋壓輪的軸是固定的，即在銅管旋壓過程中旋壓輪的徑向進(jìn)給量無法調(diào)整，從而造成在銅管的表面厚度變化時(shí)，不能調(diào)整銅管表面的加載力，進(jìn)而在加工過程中使銅管表面受力大小不穩(wěn)定，這直接導(dǎo)致了大口徑薄壁銅及銅基合金管材的管壁因?yàn)槿菀组_裂而形成管壁裂紋；另外，由于通常都是采用整體拉拔的方法來進(jìn)行銅及銅基合金管材的加工，而該加工方法存在有成本較高，質(zhì)量較差的缺點(diǎn)，同時(shí)又由于管壁裂紋極大的影響了大口徑薄壁銅及銅基合金管材的外圓光潔度及尺寸精度，因此，目前的大口徑薄壁銅及銅基合金管材存在有產(chǎn)品質(zhì)量較差，成本較高的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法，應(yīng)用所述的裝置能夠有效提高加工出的管材質(zhì)量，同時(shí)還能夠相應(yīng)的降低生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法，所述的裝置包含機(jī)體以及安裝在機(jī)體內(nèi)部用于加工管 材外形的旋壓系統(tǒng)和用于焊接管材接縫的焊接系統(tǒng)；所述的旋壓系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)均能夠通過相應(yīng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)；
所述的旋壓系統(tǒng)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及位于同一垂面的驅(qū)動(dòng)輪、加載輪、浮動(dòng)旋壓輪和定位輪；所述驅(qū)動(dòng)輪固定于機(jī)體支撐臺(tái)的中部，且水平對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪輪緣上部的兩側(cè)分別設(shè)有一加載輪，垂直對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪的上部設(shè)有一定位輪；所述的驅(qū)動(dòng)輪由固定安裝在機(jī)體下部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的加載輪底部通過一加載輪導(dǎo)軌座與機(jī)體支撐臺(tái)的上臺(tái)面對(duì)應(yīng)滑動(dòng)連接，且加載輪通過固定于機(jī)體側(cè)壁的加載輪液壓油缸帶動(dòng)左右水平移動(dòng)；所述的定位輪通過固定于機(jī)體頂壁的定位輪液壓油缸帶動(dòng)上下垂直移動(dòng)；兩加載輪與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪的輪緣之間分別夾持放置一浮動(dòng)旋壓輪，即所述的旋壓系統(tǒng)采用兩個(gè)浮動(dòng)旋壓輪和一個(gè)定位輪與管材相切，并通過驅(qū)動(dòng)輪與浮動(dòng)旋壓輪的二級(jí)傳動(dòng)使管材進(jìn)行與驅(qū)動(dòng)輪同步同向的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，同時(shí)使浮動(dòng)旋壓輪和定位輪形成對(duì)管材的向心旋壓力；
所述的焊接系統(tǒng)包含焊接座以及能夠同步進(jìn)行垂直升降動(dòng)作的加熱噴管、攪拌磨擦桿和焊縫加壓滾輪；所述的焊接座設(shè)于機(jī)體的頂壁，焊接座底部面有間隔的依次設(shè)有加熱噴管、攪拌磨擦桿和焊縫加壓滾輪；所述的加熱噴管、攪拌磨擦桿和焊縫加壓滾輪位于同一垂直平面內(nèi)，且加熱噴管噴出的火焰外焰與攪拌磨擦桿底端的球頭面以及焊縫加壓滾輪的下輪緣位于同一水平面；所述的加熱噴管通過焊接座與外部氣源連通；所述的攪拌磨擦桿由設(shè)于焊接座頂部的攪拌電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；
應(yīng)用所述的裝置加工管材外形時(shí)，先將管材套于相應(yīng)的支撐模具外壁，使管材的內(nèi)壁得到穩(wěn)定支撐，再使管材處于水平狀態(tài)，并將管材的一端放置在兩浮動(dòng)旋壓輪和定位輪之間加以固定，然后，通過驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)浮動(dòng)旋壓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)管材轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到利用兩浮動(dòng)旋壓輪和一定位輪對(duì)管材的同一圓截面進(jìn)行加工的目的；在旋壓加工的同時(shí)，通過相應(yīng)的輸送系統(tǒng)使管材慢慢通過所述裝置，從而利用所述裝置完成對(duì)管材整體的旋壓加工；當(dāng)利用相應(yīng)的有色金屬板材制造大口徑薄壁管材，需要焊接板材彎圓后對(duì)接在一起形成的接縫時(shí)，只需在利用相應(yīng)輸送系統(tǒng)使彎成圓筒狀的板材平穩(wěn)通過所述裝置的同時(shí)，將所述的焊接系統(tǒng)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)需要焊接的接縫，并對(duì)接縫進(jìn)行焊接操作即能夠?qū)潏A的板材制成相應(yīng)的管材。所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置，所述的加載輪兩端軸頭與對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)旋壓輪的兩端軸頭對(duì)應(yīng)鉸接。所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置，所述的浮動(dòng)旋壓輪外輪面設(shè)有便于浮動(dòng)旋壓輪對(duì)應(yīng)管材進(jìn)行軸向移動(dòng)的凸起弧面。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法能夠準(zhǔn)確的將相應(yīng)板材彎圓后對(duì)接在一起形成的接縫可靠有效的焊接在一起，從而達(dá)到以低成本制造出較高質(zhì)量大口徑薄壁銅及銅基合金管材的目的；此外，所述裝置還能夠用于加工管材外形，且能夠在加工過程中有效的避免銅管表面出現(xiàn)裂紋，從而確保了銅管外圓的光潔度及尺寸精度，進(jìn)而有效的提高了加工出 的大口徑薄壁銅及銅基合金管材的整體質(zhì)量，同時(shí)也相應(yīng)的降低了生產(chǎn)成本。

圖1是本發(fā)明的示意 圖2是本發(fā)明的側(cè)面示意圖。圖中:1、機(jī)體；2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；3、驅(qū)動(dòng)輪；4、加載輪；5、浮動(dòng)旋壓輪；6、定位輪；7、支撐臺(tái)；8、加載輪導(dǎo)軌座；9、加載輪液壓油缸；10、定位輪液壓油缸；11、管材；12、焊接座；13、加熱噴管；14、攪拌磨擦桿；15、焊縫加壓滾輪；16、攪拌電機(jī)；
具體實(shí)施方式

通過下面的實(shí)施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，公開本發(fā)明的目的旨在保護(hù)本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)，本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施例:
結(jié)合附圖1 2所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法，所述的裝置包含機(jī)體I以及安裝在機(jī)體I內(nèi)部用于加工管材11外形的旋壓系統(tǒng)和用于焊接管材23接縫的焊接系統(tǒng)；所述的旋壓系統(tǒng)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)2以及位于同一垂直平面的驅(qū)動(dòng)輪3、加載輪
4、浮動(dòng)旋壓輪5和定位輪6 ;所述驅(qū)動(dòng)輪3固定于機(jī)體I支撐臺(tái)7的中部，且驅(qū)動(dòng)輪3由固定安裝在機(jī)體I下部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；水平對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪3輪緣上部的兩側(cè)分別設(shè)有一加載輪4，垂直對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪3的上部設(shè)有一定位輪6 ;所述的加載輪4底部通過一加載輪導(dǎo)軌座8與機(jī)體I支撐臺(tái)7的上臺(tái)面對(duì)應(yīng)滑動(dòng)連接，且加載輪4能夠通過固定于機(jī)體I側(cè)壁的加載輪液壓油缸9的帶動(dòng)進(jìn)行左右水平移動(dòng)，即加載輪液壓油缸9能夠帶動(dòng)加載輪4利用加載輪導(dǎo)軌座8在支撐臺(tái)7上進(jìn)行水平的左右移動(dòng)，從而達(dá)到通過兩加載輪4支撐夾持管材11的目的；
所述的定位輪6能夠通過固定于機(jī)體I頂壁的定位輪液壓油缸10的帶動(dòng)進(jìn)行上下垂直的升降動(dòng)作，即位于管材11下部的兩浮動(dòng)旋壓輪5和位于管材11上部的定位輪6 —起在加工過程中起到了使管材11得以準(zhǔn)確定位的作用；為更利于對(duì)管材11的旋壓加工，能夠于加工前分別在兩加載輪4與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪3輪緣之間夾持放置一浮動(dòng)旋壓輪5，即所述的旋壓系統(tǒng)采用兩個(gè)浮動(dòng)旋壓輪5和一個(gè)定位輪6與管材11相切，并通過驅(qū)動(dòng)輪3與浮動(dòng)旋壓輪5的二級(jí)傳動(dòng)使管材11能夠進(jìn)行與驅(qū)動(dòng)輪3同步同向的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而使浮動(dòng)旋壓輪5和定位輪6形成對(duì)管材11的向心旋壓力，同時(shí)也通過兩浮動(dòng)旋壓輪5在加工過程中滿足了穩(wěn)定管材11表面受力大小的要求；
為便于放置浮動(dòng)旋壓輪5，能夠?qū)⒓虞d輪4兩端的軸頭和與該加載輪4對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)旋壓輪5兩端的軸頭對(duì)應(yīng)鉸接在一起，從而在加工管材11前只需將浮動(dòng)旋壓輪5沿加載輪4的外壁轉(zhuǎn)動(dòng)至相應(yīng)位置，然后再放置管材11即能夠很方便的達(dá)到由兩浮動(dòng)旋壓輪5共同夾持支撐管材11的目的；此外，為更利于管材11產(chǎn)生塑性延伸變形，達(dá)到利用浮動(dòng)旋壓輪5連續(xù)對(duì)管材11微小面積進(jìn)行體積變形壁厚減薄的目的，所述的浮動(dòng)旋壓輪5外輪面設(shè)有便于浮動(dòng)旋壓輪5對(duì)應(yīng)管材11進(jìn)行軸向移動(dòng)的凸起弧面；
所述的焊接系統(tǒng)采用在擴(kuò)散摩擦焊的工藝基礎(chǔ)前進(jìn)行前期預(yù)熱，從而利用前期預(yù)熱使管材11的殘余應(yīng)力小，不易變形；該焊接系統(tǒng)包含焊接座12以及能夠同步進(jìn)行垂直升降動(dòng)作的加熱噴管13、攪拌磨擦桿14和焊縫加壓滾輪15，即所述的加熱噴管13、攪拌磨擦桿14和焊縫加壓滾輪15能夠通過同步進(jìn)行垂直升降動(dòng)作來達(dá)到在焊接操作中加工不同管徑管材11的目的；所述的焊接座12設(shè)于機(jī)體I的頂壁，焊接座12底部面有間隔的依次設(shè)有加熱噴管13、攪拌磨擦桿14和焊縫加壓滾輪15 ;所述的加熱噴管13、攪拌磨擦桿14和焊縫加壓滾輪15位于同一垂直平面內(nèi)，且加熱噴管13噴出的火焰外焰與攪拌磨擦桿14底端的球頭面以及焊縫加壓滾輪15的下輪緣位于同一水平面，從而有效的達(dá)到了使所述的焊接發(fā)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)管材11接縫的目的；
所述的加熱噴管13通過焊接座12與外部的相應(yīng)氣源連通，從而只需在加工時(shí)點(diǎn)燃加熱噴管13噴頭處噴出的氣體即能夠達(dá)到對(duì)管材11的接縫處噴火加熱的目的；所述的攪拌磨擦桿14由設(shè)于焊接座12頂部的攪拌電機(jī)16帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即攪拌電機(jī)16帶動(dòng)攪拌磨擦桿14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，攪拌磨擦桿14底端的球頭面同時(shí)對(duì)已經(jīng)被加熱噴管13噴出的火焰加熱并產(chǎn)生塑性流變的管材11接縫處進(jìn)行磨擦攪拌，從而使管材11接縫處的接合面達(dá)到分子擴(kuò)散并熔合的目的；隨后，再通過焊縫加壓滾輪15對(duì)已經(jīng)熔合的管材11接縫進(jìn)行旋壓，確保了管材11的表面光潔無突包，從而滿足了加工出的管材11外徑尺寸精度準(zhǔn)確的要求。實(shí)施本發(fā)明所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置，當(dāng)需要加工管材外形時(shí)，先將管材11套于相應(yīng)的支撐模具外壁，使管材11的內(nèi)壁得到穩(wěn)定支撐，再使管材11處于水平狀態(tài)，并將管材11的一端放置在兩浮動(dòng)旋壓輪5和定位輪6之間加以固定，然后，通過驅(qū)動(dòng)輪3帶動(dòng)浮動(dòng)旋壓輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)管材11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到利用兩浮動(dòng)旋壓輪5和一定位輪6對(duì)管材11的同一圓截面進(jìn)行加工的目的；在旋壓加工的同時(shí)，通過相應(yīng)的輸送系統(tǒng)使管材11慢慢 通過所述裝置，從而利用所述裝置完成對(duì)管材11整體的旋壓加工；當(dāng)利用相應(yīng)的有色金屬板材制造大口徑薄壁管材，需要焊接板材彎圓后對(duì)接在一起形成的接縫時(shí)，只需在利用相應(yīng)輸送系統(tǒng)使彎成圓筒狀的板材平穩(wěn)通過所述裝置的同時(shí)，將所述的焊接系統(tǒng)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)需要焊接的接縫，并對(duì)接縫進(jìn)行焊接操作即可；為便于自動(dòng)化控制所述裝置的動(dòng)作，所述的旋壓系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)均能夠通過相應(yīng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有·技術(shù)，故本發(fā)明未對(duì)其進(jìn)行詳述。
權(quán)利要求
1.一種大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法，其特征是所述的裝置包含機(jī)體⑴和安裝在機(jī)體⑴內(nèi)部用于加工管材(11)外形的旋壓系統(tǒng)和用于焊接管材(11)接縫的焊接系統(tǒng)，所述的旋壓系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)均能夠通過相應(yīng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)； 所述的旋壓系統(tǒng)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)以及位于同一垂面的驅(qū)動(dòng)輪(3)、加載輪(4)、浮動(dòng)旋壓輪(5)和定位輪￠);所述驅(qū)動(dòng)輪(3)固定于機(jī)體(I)支撐臺(tái)(7)的中部，且水平對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪(3)輪緣上部的兩側(cè)分別設(shè)有一加載輪(4)，垂直對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪(3)的上部設(shè)有一定位輪￠);所述的驅(qū)動(dòng)輪(3)由固定安裝在機(jī)體(I)下部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的加載輪(4)底部通過一加載輪導(dǎo)軌座(8)與機(jī)體(I)支撐臺(tái)(7)的上臺(tái)面對(duì)應(yīng)滑動(dòng)連接，且加載輪(4)通過固定于機(jī)體(I)側(cè)壁的加載輪液壓油缸(9)帶動(dòng)左右水平移動(dòng)；所述的定位輪(6)通過固定于機(jī)體(I)頂壁的定位輪液壓油缸(10)帶動(dòng)上下垂直移動(dòng)；兩加載輪(4)與驅(qū)動(dòng)輪(3)的輪緣之間分別夾置一浮動(dòng)旋壓輪(5)，即所述的旋壓系統(tǒng)采用兩個(gè)浮動(dòng)旋壓輪(5)和一個(gè)定位輪(6)與管材(11)相切，并通過驅(qū)動(dòng)輪(3)與浮動(dòng)旋壓輪(5)的二級(jí)傳動(dòng)使管材(11)進(jìn)行與驅(qū)動(dòng)輪(3)同步同向的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，同時(shí)使浮動(dòng)旋壓輪(5)和定位輪(6)形成對(duì)管材(11)的向心旋壓力； 所述的焊接系統(tǒng)包含焊接座(12)以及能夠同步進(jìn)行垂直升降動(dòng)作的加熱噴管(13)、攪拌磨擦桿(14)和焊縫加壓滾輪(15);所述的焊接座(12)設(shè)于機(jī)體(I)的頂壁，焊接座(12)底部面有間隔的依次設(shè)有加熱噴管(13)、攪拌磨擦桿(14)和焊縫加壓滾輪(15);所述的加熱噴管(13)、攪拌磨擦桿(14)和焊縫加壓滾輪(15)位于同一垂直平面內(nèi)，且加熱噴管(13)噴出的火焰外焰與攪拌磨擦桿(14)底端的球頭面以及焊縫加壓滾輪(15)的下輪緣位于同一水平面；所述的加熱噴管(13)通過焊接座(12)與外部氣源連通；所述的攪拌磨擦桿(14)由設(shè)于焊接座(12)頂部的攪拌電機(jī)(16)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)； 應(yīng)用所述的裝置加工管材外形時(shí)，先將管材(11)套于相應(yīng)的支撐模具外壁，使管材(11)的內(nèi)壁得到穩(wěn)定支撐，再使管材(11)處于水平狀態(tài)，并將管材(11)的一端放置在兩浮動(dòng)旋壓輪(5)和定位輪(6)之間加以固定，然后，通過驅(qū)動(dòng)輪(3)帶動(dòng)浮動(dòng)旋壓輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)管材(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到利用兩浮動(dòng)旋壓輪(5)和一定位輪(6)對(duì)管材(11)的同一圓截面進(jìn)行加工的目的；在旋壓加工的同時(shí)，通過相應(yīng)的輸送系統(tǒng)使管材(11)慢慢通過所述裝置，從而利用所述裝置完成對(duì)管材(11)整體的旋壓加工；當(dāng)利用相應(yīng)的有色金屬板材制造大口徑薄壁管材，需要焊接板材彎圓后對(duì)接在一起形成的接縫時(shí)，只需在利用相應(yīng)輸送系統(tǒng)使彎成圓筒狀的板材平穩(wěn)通過所述裝置的同時(shí)，將所述的焊接系統(tǒng)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)需要焊接的接縫，并對(duì)接縫進(jìn)行焊接操作即能夠?qū)潏A的板材制成相應(yīng)的管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置，其特征是所述的加載輪(4)兩端軸頭與對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)旋壓輪(5)的兩端軸頭對(duì)應(yīng)鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置，其特征是所述的浮動(dòng)旋壓輪(5)外輪面設(shè)有便于浮動(dòng)旋壓輪(5)對(duì)應(yīng)管材(11)進(jìn)行軸向移動(dòng)的凸起弧面。
全文摘要
一種涉及有色金屬加工領(lǐng)域的大口徑薄壁有色金屬管材加工裝置及其應(yīng)用方法，所述的裝置包含機(jī)體以及安裝在機(jī)體內(nèi)部用于加工管材外形的旋壓系統(tǒng)和用于焊接管材接縫的焊接系統(tǒng)；應(yīng)用所述的裝置能夠有效提高加工出的管材質(zhì)量，同時(shí)還能夠相應(yīng)的降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23P23/04GK103252650SQ201310199168
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者王愛群, 呂根衛(wèi) 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)大智實(shí)業(yè)有限公司