[發明專利]一種單軸擠壓雙管嘴同時成形的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610868471.3
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106903179B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 孫朝陽;王夢琦;祥雨;張龍;楊競
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21C23/21
• 分類號: B21C23/21
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種單軸擠壓雙管嘴同時成形的裝置及方法，屬于帶管嘴厚壁管道制造領域。該裝置包括帶有提升油缸的擠壓機和擠壓裝置，擠壓裝置包括上頂桿、下頂桿、擠壓筒和擠壓筒外套，擠壓裝置安裝在擠壓機上，提升油缸帶動擠壓筒外套在豎直方向運動；擠壓筒外套緊箍擠壓筒，擠壓筒隨擠壓筒外套一起運動；該裝置通過上、下頂桿對坯料的擠壓來實現坯料中金屬的流動。擠壓開始時金屬充滿型腔，靠摩擦力使坯料、擠壓筒一起運動；當充脹完成時，上管嘴上方金屬流向上管嘴，下管嘴下方金屬流向下管嘴，上下管嘴之間的金屬，相對于坯料速度為零。本發明可直接成形管道內孔及管嘴內孔，提高管嘴處的結構強度，改善金屬力學和組織性能，提高材料利用率。

技術領域

本發明涉及帶管嘴厚壁管道制造領域，特別是指一種單軸擠壓雙管嘴同時成形的裝置及方法。

背景技術

大型雙管嘴厚壁管道廣泛應用于核電、火電等領域，但由于其體積尺寸較大，形狀特征也較為復雜，管嘴與管道連接部位性能要求高，如何得到理想的大型雙管嘴管道成了管道制造領域的一大難題。目前為止，制造大型雙管嘴管道的方法大致有以下三種：一種是通過鍛造的方法，將實心毛坯自由鍛造成形得到帶有實心凸臺管道輪廓的實心毛坯，然后機械加工管道內孔以及管嘴內孔。這種方法加熱火次多、工序繁瑣導致生產效率低下、材料利用率低、能量消耗高管道組織性能差。第二種是基于拉拔工藝，通過擠壓技術制造管坯，并在管坯上開有預制孔，對預制孔處加熱后通過拉拔機拔模，在預制孔處拔出凸緣，后期加工成管嘴。這種方法僅適用于管嘴高度不高的管道，而且成形后產品性能不穩定，質量難以保證。第三種方法通過焊接工藝將已經成形的管嘴焊接到管坯上而成形。這種方法管嘴和管道連接處耐應力腐蝕性和強度低，導致使用壽命大大縮短。以上三種方法雖然都能夠得到帶有管嘴的管道，但是都存在一定的不足，不是制造大型雙管嘴管道的理想技術。因而發明一種新的大型雙管嘴管道的裝置，并對其工藝進行設計具有重大意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種單軸擠壓雙管嘴同時成形的裝置及方法，本發明基于擠壓成形原理，提出了“單軸擠壓，雙管嘴同時成形”的擠壓工藝方法。采用擠壓成形工藝不僅可以提高坯料的變形能力，而且使得成形件具有尺寸精度高、表面質量好等優點，提高了零件的綜合性能。在此基礎上提出同時成形上下管嘴方法，保證了零件性能連續均勻。此發明可廣泛應用于核電主管道領域。

該裝置包括擠壓機和擠壓裝置，擠壓機帶油缸，擠壓裝置包括上頂桿、擠壓筒、擠壓筒外套和下頂桿，擠壓筒外部由擠壓筒外套緊箍固定，上頂桿上端通過固定板與擠壓機上梁相連，下頂桿下端通過固定板與擠壓機下平臺相連，上頂桿下部連接上頂桿芯棒，坯料位于上頂桿芯棒和擠壓筒之間，擠壓筒上開有兩個互成角度的筒孔，沿筒孔分割成前擠壓筒和后擠壓筒兩部分，上管嘴芯棒通過筒孔中心與上頂桿芯棒接觸，下管嘴芯棒通過另一個筒孔中心與上頂桿芯棒接觸，油缸帶動擠壓筒外套在豎直方向運動。

其中，上頂桿芯棒長度略大于所需成形管道長度。

擠壓筒的兩個筒孔處均設有圓角。

下頂桿中心處開一半徑等于上頂桿芯棒(2)半徑的通孔，用于上頂桿向下進行擠壓進給。

上頂桿、上頂桿芯棒、下頂桿、下頂桿所開通孔、坯料以及擠壓筒的軸線重合。

采用該單軸擠壓雙管嘴同時成形的裝置進行成形的方法，包括如下步驟：

(一)將整個裝置裝配好后吊放到擠壓機下平臺上，由下平臺運送到擠壓機開口空間中；

(二)油缸帶動擠壓筒外套下行，并從外圍箍緊擠壓筒；

(三)緊箍好后，擠壓筒外套上行，并將整個裝置提升到靠近擠壓機上平臺處，開始預熱裝置，并準備送入坯料；

(四)坯料加熱完成后，吊送到下平臺，送入擠壓機開口中；

(五)整個裝置上行，直到裝置上表面與上頂桿下表面接觸；同時，下頂桿推動坯料到預定位置；