用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，包括位移檢測(cè)儀、訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)、伺服油泵、螺旋定位器和定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述位移檢測(cè)儀采集穿孔針的位移信號(hào)、并輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的輸出端之一與伺服油泵相連，伺服油泵帶動(dòng)穿孔油缸，通過(guò)穿孔油缸驅(qū)動(dòng)穿孔針周期性地變化其位置；訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的輸出端之二與定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋定位器前、后移動(dòng)，用于對(duì)穿孔油缸進(jìn)行定位限制；通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)控制螺旋定位器和伺服油泵精確調(diào)節(jié)穿孔針與擠壓模的相對(duì)位置，形成截面多變的空心無(wú)縫管。本實(shí)用新型的操作簡(jiǎn)單，加工成本低，能夠直接擠壓出不同截面的空心無(wú)縫管。
【專利說(shuō)明】用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，屬于無(wú)縫管加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的提高，在機(jī)械制造、石油、能源、海洋等特殊領(lǐng)域通過(guò)采用階梯變斷面的管件可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使它們連接的更牢固。但現(xiàn)有技術(shù)采用的雙動(dòng)擠壓機(jī)生產(chǎn)的鋁合金無(wú)縫管的斷面是不變的，即從開(kāi)始擠壓到結(jié)束，其斷面尺寸的內(nèi)外徑壁厚都是一致的。目前沒(méi)有一種擠壓機(jī)可以直接擠壓出斷面尺寸變化的無(wú)縫管，從而不能實(shí)現(xiàn)階梯變斷面無(wú)縫管件的生產(chǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)擠壓機(jī)生產(chǎn)的無(wú)縫管壁厚一致，提供一種用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，該擠壓機(jī)的操作簡(jiǎn)單，定位精確，能直接擠壓加工出截面多變的
無(wú)縫管。
[0004]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，包括機(jī)座、設(shè)置在機(jī)座上的預(yù)應(yīng)力框架、上下料機(jī)構(gòu)、壓余分離機(jī)構(gòu)、擠壓工具、液壓機(jī)構(gòu)和加熱系統(tǒng)，所述擠壓工具包括擠壓軸、擠壓筒、穿孔針和擠壓模，所述液壓機(jī)構(gòu)包括主油缸、副油缸、穿孔油缸和伺服油泵，其特征在于:還包括位移檢測(cè)儀、訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)、伺服油泵、螺旋定位器和定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0006]所述位移檢測(cè)儀采集穿孔針的位移信號(hào)、并輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的輸出端之一與伺服油泵相連，伺服油泵帶動(dòng)穿孔油缸，通過(guò)穿孔油缸驅(qū)動(dòng)穿孔針周期性地變化其位置；訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的輸出端之二與定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋定位器前、后移動(dòng)，用于對(duì)穿孔油缸進(jìn)行定位限制；通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)控制螺旋定位器和伺服油泵精確調(diào)節(jié)穿孔針與擠壓模的相對(duì)位置，形成截面多變的空心無(wú)縫管。
[0007]本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]進(jìn)一步地:還包括速度檢測(cè)儀和溫度檢測(cè)儀，速度檢測(cè)儀和溫度檢測(cè)儀采集鑄件的擠出速度和溫度，輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的輸出端之三與主油缸的油泵相連，控制鑄件的擠壓速度和變形溫度
[0009]進(jìn)一步地:所述穿孔針采用多級(jí)式穿孔針或圓錐體穿孔針。
[0010]進(jìn)一步地:所述訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)包括PLC控制器、觸摸屏、訊號(hào)變換器、電磁閥和上位機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地:所述定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪、蝸桿和伺服電機(jī)，，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)電連接；蝸輪套在螺旋定位器上、與螺旋定位器螺紋配合，伺服電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)螺旋定位器前、后移動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地:所述油泵采用伺服液壓油泵，所述穿孔油缸采用活塞式油缸，擴(kuò)大活塞式油缸的面積，增加了穿孔力和增加了克服穿孔針運(yùn)動(dòng)阻力的能力。[0013]本實(shí)用新型的有益效果:
[0014]1、本實(shí)用新型的操作簡(jiǎn)單，加工成本低，通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)控制伺服油泵和螺旋定位器精確調(diào)節(jié)穿孔針與擠壓模的相對(duì)位置，通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)控制控制主油缸擠壓速度，調(diào)節(jié)了鑄錠的變形溫度和擠出成型的速度，能夠直接擠壓出不同截面的空心無(wú)縫管。
[0015]2、擴(kuò)大了鋁合金無(wú)縫管的應(yīng)用，如三桿(旗桿、燈桿和電線桿)靠地面一端的管壁厚大，頂端管壁薄，從而增加其強(qiáng)度、牢固度。還可以通過(guò)這種新型雙動(dòng)擠壓機(jī)生產(chǎn)出鉆探桿要求的兩頭管壁厚，中間管壁薄。
[0016]3、本實(shí)用新型可以生產(chǎn)各種不同變斷面的無(wú)縫管，其工業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)的電路原理方框圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型反擠壓加工工藝流程圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1采用的穿孔針。
[0021]圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1形成的階梯變斷面無(wú)縫管。
[0022]圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2采用的穿孔針。
[0023]圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2形成的中間薄兩端厚的變斷面無(wú)縫管。
[0024]圖8是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2形成的兩個(gè)周期變化的變斷面無(wú)縫管。
[0025]圖9是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2形成的不規(guī)則變化的變斷面無(wú)縫管。
[0026]圖10是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2形成的呈管壁逐漸變厚的變斷面無(wú)縫管。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0028]具體實(shí)施例1:
[0029]參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，包括機(jī)座1、設(shè)置在機(jī)座I上的預(yù)應(yīng)力框架、上下料機(jī)構(gòu)、壓余分離機(jī)構(gòu)、擠壓工具2、液壓機(jī)構(gòu)3、加熱系統(tǒng)、位移檢測(cè)儀4-1、速度檢測(cè)儀4-2和溫度檢測(cè)儀4-3、訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5、螺旋定位器7、定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8和伺服油泵6等；其中預(yù)應(yīng)力框架、上下料機(jī)構(gòu)、壓余分離機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)3的主油缸3-1、副油缸、擠壓工具2包括擠壓軸2-1、擠壓筒2-2和擠壓模2_4等都采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0030]液壓機(jī)構(gòu)3的穿孔油缸3-3采用活塞式油缸，擴(kuò)大活塞式油缸的面積，增加了穿孔力和增加了克服穿孔針運(yùn)動(dòng)阻力的能力。穿孔油缸3-3除了增大油缸面積之外，其結(jié)構(gòu)位置采用現(xiàn)有技術(shù)。伺服油泵6采用伺服液壓油泵，穿孔針2-3內(nèi)置於主柱塞內(nèi)的穿孔油缸3-3，穿孔針2_3米用多級(jí)式穿孔針。
[0031]位移檢測(cè)儀4-1用于檢測(cè)穿孔針的位移信息，速度檢測(cè)儀4-2用于檢測(cè)鑄件擠出速度，溫度檢測(cè)儀4-3用于檢測(cè)鑄件變形溫度，位移檢測(cè)儀4-1、速度檢測(cè)儀4-2和溫度檢測(cè)儀4-3米集的信息輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5,訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5的輸出端之一與伺服油泵6相連，伺服油泵6帶動(dòng)穿孔油缸3-3，通過(guò)穿孔油缸3-3驅(qū)動(dòng)穿孔針2-3周期性地變化其位置；訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5的輸出端之二與定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8相連，螺旋定位器7與定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8相配合，設(shè)置在移動(dòng)梁9的前端，定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8帶動(dòng)螺旋定位器7前、后移動(dòng)，用于對(duì)穿孔油缸3-3進(jìn)行定位限制；通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制螺旋定位器7和伺服油泵6精確調(diào)節(jié)穿孔針2-3與擠壓模2-4的相對(duì)位置形成截面多變的空心無(wú)縫管。訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5之三與主油缸3-1的油泵相連，通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制主油缸3-1的擠壓速度，從而控制變斷面無(wú)縫管件各斷面的長(zhǎng)度。副油缸與主油缸3-1聯(lián)動(dòng)，除了增加擠出力外主要用于主油缸之回退。
[0032]所述訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5包括PLC控制器5-1、觸摸屏5_2、訊號(hào)變換器5_3、電磁閥5_4和上位機(jī)5-5，所述位移檢測(cè)儀4-1、速度檢測(cè)儀4-2和溫度檢測(cè)儀4-3采集的信息輸入到PLC控制器5-1，通過(guò)觸摸屏5-2將設(shè)定溫度、速度和位置信息輸入到上位機(jī)5-5，通過(guò)上位機(jī)5-5輸入到PLC控制器5-1，PLC控制器5_1通過(guò)電磁閥5_4控制伺服油泵6和主油缸3-1的油泵，PLC控制器5-1通過(guò)訊號(hào)變換器5-3控制伺服電機(jī)8_3。
[0033]所述定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8包括蝸輪8-1、蝸桿8-2和伺服電機(jī)8_3，蝸輪8_1套在螺旋定位器7上、與螺旋定位器7螺紋配合，伺服電機(jī)8-3帶動(dòng)蝸桿8-2轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿8-2帶動(dòng)蝸輪8-1轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)螺旋定位器7前、后移動(dòng)。
[0034]采用本實(shí)用新型構(gòu)成的一臺(tái)雙動(dòng)反向擠壓機(jī)，該擠壓機(jī)采用位移檢測(cè)儀4-1、速度檢測(cè)儀4-2和溫度檢測(cè)儀4-3檢測(cè)穿孔針2-3的位移、鑄錠擠出速度和溫度信息.通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制主油缸3-1的擠壓速度，從而控制鑄錠的變形溫度和擠出成型的速度，保持其擠出速度的穩(wěn)定性，便于確定各斷面的長(zhǎng)度。通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制伺服油泵6，從而控制內(nèi)置於主柱塞內(nèi)的穿孔油缸3-3帶動(dòng)穿孔針2-3周期性變化其位置，通過(guò)螺旋定位器7配合伺服油泵6精確調(diào)節(jié)穿孔針2-3的位置，使穿孔針2-3的位置控制精度由原來(lái)的1.0mm以上，提升到0.5mm以下。穿孔針2_3與擠壓模2_4相對(duì)位置的變化形成不同截面形狀的空心無(wú)縫管。運(yùn)用反向擠壓的方式，使得擠壓工藝更具優(yōu)越性。
[0035]擴(kuò)大的穿孔油缸3-3的面積，使其向前的推力和向后的回退力大大增加并增加了克服穿孔針2-3運(yùn)動(dòng)阻力的能力。如一臺(tái)60MN的雙動(dòng)反擠壓機(jī)其穿孔力由原來(lái)的9MN達(dá)到15MN，回退力由原來(lái)的4.8麗達(dá)到12MN，保證了穿孔針2-3可周期性的變換其位置。
[0036]從建立數(shù)學(xué)模型，到主油缸3-1行程的檢測(cè)，擠壓成品的溫度檢測(cè)和擠出速度的檢測(cè)、穿孔針2-3位置的精確控制，到轉(zhuǎn)換液壓工作系統(tǒng)(包括壓力和流量)反饋成主油缸3-1速度的調(diào)整，操縱人員都可以通過(guò)調(diào)整訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5從而達(dá)到工藝要求。
[0037]本實(shí)用新型具體實(shí)施的反向擠壓工作流程如下:
[0038]本實(shí)用新型采用前上棒料(上料位於擠壓軸與模具之間，減少了主油缸的行程)，頂緊棒料后；通過(guò)擠壓筒油缸調(diào)整擠壓筒2-2的位置，擠壓筒2-2到位；通過(guò)主柱塞向前運(yùn)動(dòng)將棒料擠入并充滿擠壓筒2-2內(nèi)；通過(guò)伺服油泵6帶動(dòng)主柱塞內(nèi)的穿孔油缸的活塞3-3移動(dòng)，穿孔油缸3-3驅(qū)動(dòng)穿孔針2-3實(shí)現(xiàn)穿孔，與擠壓模2-4配合；通過(guò)主柱塞前進(jìn)實(shí)現(xiàn)反向擠壓；通過(guò)伺服油泵6帶動(dòng)穿孔油缸3-3調(diào)節(jié)穿孔針2-3與擠壓模2-4的相對(duì)位置變化，通過(guò)伺服電機(jī)8-3帶動(dòng)定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8調(diào)節(jié)螺旋定位器7的位置，從而精確調(diào)節(jié)穿孔針2-3的位置，通過(guò)擠壓軸2-1、擠壓模2-4和穿孔針2-3配合形成截面多變的空心無(wú)縫管。擠壓筒2-2、主油缸3-1復(fù)位，最后通過(guò)壓余分離機(jī)構(gòu)分離壓余棒料，形成截面多變的成品無(wú)縫管。[0039]參照?qǐng)D4所示穿孔針2-3采用三級(jí)式圓柱體穿孔針，該三級(jí)式圓柱體穿孔針?lè)謩e有a、b、c三段，先從三級(jí)式圓柱體穿孔針的a位置開(kāi)始擠壓，到達(dá)一定長(zhǎng)度后，將三級(jí)式圓柱體穿孔針退到b位置開(kāi)始擠壓，此時(shí)形成的管壁變厚，再將三級(jí)式圓柱體穿孔針退到c位置開(kāi)始擠壓，此時(shí)形成的管壁更厚，從而形成三級(jí)式階梯無(wú)縫管，如圖5所示。
[0040]具體實(shí)施例2:
[0041]參照?qǐng)D6所示，本實(shí)施例的特點(diǎn)是:所述穿孔針2-3采用圓錐體穿孔針，其他特點(diǎn)與具有實(shí)施例1相同。
[0042]本實(shí)施例的穿孔針2-3采用圓錐體穿孔針，先從圓錐體穿孔針的e位置開(kāi)始擠壓，當(dāng)擠壓到一定時(shí)間(根據(jù)需要選擇穿孔針停留的時(shí)間)后，然后慢慢推進(jìn)穿孔針，管壁逐漸變小，當(dāng)圓錐體穿孔針推到f位置時(shí)，管壁最小，此時(shí)根據(jù)需要擠壓一段時(shí)間后直到快要結(jié)束時(shí)，再讓圓錐體穿孔針慢慢后退，管壁厚度又逐漸加厚，當(dāng)圓錐體穿孔針退到f位置時(shí)，管壁和初始擠壓的管壁厚度一致，通過(guò)圓錐體穿孔針前進(jìn)、后退一個(gè)周期形成中間薄兩端厚的變截面無(wú)縫管，如圖7所示。
[0043]還可以通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制圓錐體穿孔針前進(jìn)、后退兩個(gè)周期，形成如圖8所示的兩個(gè)周期變化的變截面無(wú)縫管。
[0044]還可以通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制圓錐體穿孔針前一個(gè)周期短，后一個(gè)周期長(zhǎng)，形成如圖9所示的不規(guī)則的變截面無(wú)縫管。
[0045]還可以通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)5控制圓錐體穿孔針移動(dòng)半個(gè)周期，形成如圖10所示的
漸變變截面無(wú)縫管。
【權(quán)利要求】
1.用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，包括機(jī)座(I)、設(shè)置在機(jī)座(I)上的預(yù)應(yīng)力框架、上下料機(jī)構(gòu)、壓余分尚機(jī)構(gòu)、擠壓工具(2)、液壓機(jī)構(gòu)(3)和加熱系統(tǒng),所述擠壓工具(2)包括擠壓軸(2-1)、擠壓筒(2-2)、穿孔針(2-3)和擠壓模(2-4)，所述液壓機(jī)構(gòu)(3)包括主油缸(3-1)、副油缸和穿孔油缸(3-3)，其特征在于:還包括位移檢測(cè)儀(4-1)、訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5 )、伺服油泵(6 )、螺旋定位器(7 )和定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(8 ); 所述位移檢測(cè)儀(4-1)采集穿孔針的位移信號(hào)、并輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)的輸出端之一與伺服油泵(6)相連，伺服油泵(6)帶動(dòng)穿孔油缸(3-3)，通過(guò)穿孔油缸(3-3)驅(qū)動(dòng)穿孔針(2-3)周期性地變化其位置；訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)的輸出端之二與定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)相連，定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)帶動(dòng)螺旋定位器(7)前、后移動(dòng)，用于對(duì)穿孔油缸(3-3)進(jìn)行定位限制；通過(guò)訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)控制螺旋定位器(7)和伺服油泵(6)精確調(diào)節(jié)穿孔針(2-3)與擠壓模(2-4)的相對(duì)位置形成截面多變的空心無(wú)縫管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，其特征在于:還包括速度檢測(cè)儀(4-2)和溫度檢測(cè)儀(4-3)，速度檢測(cè)儀(4-2)和溫度檢測(cè)儀(4-3)采集鑄件的擠出速度和溫度輸入到訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5),訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)的輸出端之三與主油缸(3-1)的油泵相連，控制鑄件的擠壓速度和變形溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，其特征在于:所述穿孔針(2-3)采用多級(jí)式穿孔針或圓錐體穿孔針。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，其特征在于:所述訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)包括PLC控制器(5-1)、觸摸屏(5-2)、訊號(hào)變換器(5-3)、電磁閥(5_4)和上位機(jī)(5-5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，其特征在于:所述定位器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)包括蝸輪(8-1)、蝸桿(8-2)和伺服電機(jī)(8-3)，訊號(hào)控制機(jī)構(gòu)(5)與伺服電機(jī)(8-3)電連接；螺旋定位器(7)設(shè)置在移動(dòng)梁(9)的前端，蝸輪(8-1)套在螺旋定位器(7)上，與螺旋定位器(7)螺紋配合，伺服電機(jī)(8-3)帶動(dòng)蝸桿(8-2)轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿(8-2)帶動(dòng)蝸輪(8-1)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)螺旋定位器(7)前、后移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工變斷面無(wú)縫管的擠壓機(jī)，其特征在于:所述油泵(6)采用伺服液壓油泵，所述穿孔油缸(3-3)采用活塞式油缸，擴(kuò)大活塞式油缸的面積，增加穿孔力。
【文檔編號(hào)】B21C23/21GK203380203SQ201320414596
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】梁潤(rùn)明, 梁世斌, 李偉萍 申請(qǐng)人:佛山市南海區(qū)明晟機(jī)械制造有限公司, 廣東偉業(yè)鋁廠有限公司