[發明專利]一種螺旋肋包殼管扭轉成形裝置及成形方法

有效

• 申請號: 202110765266.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113500112B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 王寶雨;劉勝強;李偉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21C37/20
• 分類號: B21C37/20;B21C25/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述裝置包括拉拔機構、螺旋外模、內模和拉拔機架；

所述拉拔機構，用于牽引金屬帶直肋坯料管軸向運動，所述拉拔機構包括電推缸；

所述螺旋外模，用于完成金屬帶直肋坯料管的扭轉成形；所述螺旋外模為中空結構，具有入口段和成形段，入口段與成形段橫截面形狀一致，入口段設置有直帶肋槽，成形段設置有帶導程肋槽；所述螺旋外模的孔內徑6mm，肋槽高度為0.7mm，肋槽寬度為0.5mm，成形段導程長度為20mm；所述螺旋肋包殼管的導程為400mm；

所述內模，用于扭轉成形過程中金屬帶直肋坯料管內壁的支撐，防止金屬帶直肋坯料管內徑變形；所述內模為圓柱形，外徑為5mm；

所述拉拔機構、螺旋外模、內模均固定安裝在所述拉拔機架上；

旋轉外模的轉動角速度和電推缸的拉拔速度滿足如下關系：

其中，ω為螺旋外模轉動角速度；V為電推缸拉拔速度；S為螺旋肋包殼管導程；D為螺旋肋包殼管水平投影圓直徑。

2.如權利要求1所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述螺旋外模安裝于拉拔機架的方式為：所述螺旋外模安裝于旋轉法蘭的法蘭孔內，旋轉法蘭安裝在深溝球軸承內，深溝球軸承安裝在所述拉拔機架上；

旋轉法蘭在驅動裝置或手動控制下，能在深溝球軸承內繞軸旋轉，帶動所述螺旋外模同步旋轉。

3.如權利要求2所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述螺旋外模外表面加工有鍵槽，使用平鍵和所述鍵槽配合實現螺旋外模與旋轉法蘭的可拆卸連接。

4.如權利要求1所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述拉拔機構還包括夾頭，夾頭用于夾持金屬帶直肋坯料管的縮頭，夾頭安裝在電推缸上，電推缸安裝在拉拔機架上。

5.如權利要求1所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述內模尾部加工有螺紋，并通過螺紋安裝在長螺栓頭部的螺紋孔內；長螺栓通過兩個螺母與拉拔機架固定；兩個螺母能調整長螺栓的軸向位置，從而調節所述內模軸向位置。

6.如權利要求1-3任一項所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，其特征在于，所述外模為兩部分，分別為上模和下模，上模和下模通過定位銷固定連接。

7.一種螺旋肋包殼管扭轉成形方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的螺旋肋包殼管扭轉成形裝置，所述方法包括：

S1、金屬帶直肋坯料管準備：將直肋包殼管固溶軟化處理，處理完后使用縮頭機縮小頂端尺寸使其能通過螺旋外模的中空部；

S2、潤滑預處理：對經縮頭處理后的金屬帶直肋坯料管、螺旋外模、內模進行扭轉成形前潤滑預處理，金屬帶直肋坯料管內部充潤滑油；

S3、拉拔及扭轉成形：將經潤滑預處理后的金屬帶直肋坯料管的縮頭端穿入螺旋外模，使用拉拔機構的夾頭夾持，金屬帶直肋坯料管內加入內模；設定電推缸的拉拔速度和旋轉外模的旋轉角速度，在電推缸的拉力及螺旋外模的旋轉下扭轉成形，得到成品管；

S4、成品管處理：將步驟S3處理后的成品管的頭部切除，去除成品管內部潤滑油，最后將成品管進行光亮熱處理軟化，即得符合要求的螺旋肋包殼管。

8.如權利要求7所述的螺旋肋包殼管扭轉成形方法，其特征在于，步驟S1中，所述金屬帶直肋坯料管的材質為316L不銹鋼。

9.如權利要求7所述的螺旋肋包殼管扭轉成形方法，其特征在于，步驟S3中，旋轉外模的轉動角速度和電推缸的拉拔速度滿足如下關系：

其中，ω為螺旋外模轉動角速度；V為電推缸拉拔速度；S為螺旋肋包殼管導程；D為螺旋肋包殼管水平投影圓直徑。