[发明专利]带张力长钢管旋压加工方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种长旋压钢管加工方法及其装置，特别是涉及一种大口径薄壁长钢管的带张力长钢管旋压加工方法及其装置，属于金属管材的压力加工技术。

背景技术

众所周知，大口径薄壁钢管的加工方法有冷拉、冷轧和旋压三种主要方法。冷拔方法可以生产超过10米以上的管材，但壁厚均匀性、园度和直线度等位形公差控制困难。冷轧可以加工难成型的金属，并且精度较高，但效率低，钢管孔径不宜过大，目前在200mm左右。旋压加工方法适合大口径，位形公差要求严格的钢管产品，但钢管长度被受到限制，一般不超过4米。

旋压钢管长度受到限制的主要原因，是因为目前所使用的旋压设备采用钢管毛坯在内部芯模的带动下旋转，在钢管毛坯外部沿钢管周向排列两个或三个滚轮。依靠滚轮和芯模之间的碾压运动，将毛坯钢管碾薄到规定的尺寸。这样的加工方法限制了钢管加工的长度，同时存在余压浪费材料等一系列弊端。

近几年关于旋压加工方法的专利文献不少，但涉及钢管加工的不多，比较有代表性的专利有两项，其中公开号为CN2614812的实用新型专利给出的《自动旋压拉伸机》，主要针对小零件的旋压拉伸工艺，包括底座、旋转系统和升降系统，旋转系统同轴连结旋转主轴和旋压心模，升降系统包括液压升降缸、升降板、旋压轮伸缩缸、中心压料顶缸以及旋压凹模，升降缸和顶缸的一端均与底座固定，升降缸的活塞杆端与升降板固定，顶缸的活塞杆端与旋压凹模固定；升降板上固定有旋压刀座，旋压轮伸缩缸固定在旋压刀座上，伸缩缸的伸缩端为滑杆，该滑杆的前端装有旋压刀辊。专利申请号为200720033382.3的实用新型专利给出的《钢管旋压复合技术》，主要针对两种以上金属材料的复合加工技术。以上两项专利虽然涉及到管状金属零件的加工，但都是针对特定产品，并且其加工方法及其装置特点和本申请专利的技术特征完全不同。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有旋压技术存在的上述不足，即解决目前的长度超过10米以上的大口径钢管旋压加工问题，给出了一种大口径长钢管旋压冷加工的带张力长钢管旋压加工方法及其装置。该加工方法及其装置克服传统旋轮旋压设备或装置必须使钢管旋转才可以进行旋压加工的工作模式及其机械结构，改变为钢管不动而旋轮系统做圆周运动，同时在张力牵引的作用下，可以根据产品要求加工更长的钢管：旋压直径300～500mm、长度4～12M或12M以上、壁厚3～6mm的合金钢或碳钢钢管，同时对铝、不锈纲、铜等金属材料也可以应用。

本发明给出的技术解决方案是：这种带张力长钢管旋压加工方法，包括欲碾薄加工钢管以及钢管内部设置的芯模，其特点是依靠旋轮碾压钢管表面并使钢管壁变薄，其中所述的旋轮在机械结构驱动下围绕钢管做同心绕行，欲碾薄加工钢管以及钢管内部设置的芯模并不旋转，在旋轮围绕欲碾薄加工钢管绕行的同时，一个牵引张力通过液压油缸被施加在欲碾薄加工钢管的一端，在这个牵引张力的作用下，欲碾薄加工钢管在不断的通过小于原来钢管壁厚的旋轮和芯模之间缝隙的同时又不断的被旋转的旋轮碾薄，从而完成钢管的冷加工过程。

本发明给出的这种带张力长钢管旋压加工装置包括有被加工的钢管及设置在钢管内部的内芯模，其特点是由三个同一轴线上安装的机架组成，其中尾机架提供固定芯模力、中机架提供旋转力和机头架提供牵引张力，该带张力长钢管旋压加工装置中还包括有外旋转架、旋轮、牵引夹头，其中

所述的旋轮安装在外旋转架上，外旋转架安装在设备的中机架上并依靠轴承和中心架连接；

所述的外旋轮架依靠动力在中机架内和旋轮一起在动力驱动下沿中机架轴线旋转；

所述的外旋轮架为中空结构，其中心和欲碾薄加工钢管的圆心等高，并被钢管穿过；

所述的位于欲碾薄加工钢管内部的芯模，由一拉杆固定于设备的尾机架上并且不能旋转，欲碾薄加工钢管套在该芯模上，并沿芯模轴线在外力作用下和芯模做相对滑动；

所述的钢管的前端和牵引夹头连接，该牵引夹头与固定在设备的机头架上的牵引油缸相连接，在牵引油缸的拉力作用下，钢管通过芯模和旋转旋轮留有的缝隙移动并不断的被旋转的旋轮碾薄，达到被压延加工的目的。

为更好的完成本发明的目的，所述的外旋轮架上呈120°分布安装有直径相同的3个旋轮，这3个旋轮不但可以随着旋轮架围绕中心架轴线旋转，还可以沿自身的轴线转动。

为更好的完成本发明的目的，所述的中机架与机头架之间设有供碾薄加工后的钢管滑行的滑动轨道。