[发明专利]一种矩形异型钢管不等边衬芯模的外模

说明书

技术领域

本发明涉及到金属塑性加工技术领域中的成型拉拔模，尤其涉及到将圆钢管拉拔成矩形异型钢管的成型拉拔模。

背景技术

拉拔模具是冷拔钢管生产时的重要工装部件，已经广泛地应用在钢管变径或/和变形的生产过程中。利用拉拔模对钢管进行冷拔成型，具有材料利用率高、能耗低、产品性能优良、生产效率高、成本低廉等特点。拉拔模具中，按其拉拔成型的管材截面形状不同，可分为常圆形拔模具和异型拉拔模具，用于冷拔特殊异型管材的为异型拉拔模具(也称异型拉拔模)；其中，异型拉拔模具按生产方式又分为空拔拉拔模(简称空拔模)和衬芯拉拔模(简称衬芯模)，衬芯拉拔模由外模和内模相匹配共同完成冷拔。

众所周知，如果外模的开口大小和入口段的长度设置不合理，那么钢管与模具之间的接触面积随之变化，金属的纵向和横向流动存在不均衡现象，从而会致使经其拉拔成型的矩形管的质量较差，主要表面在其直线度较差(存在不同程度弯曲)、壁厚不均、圆角不均衡、尺寸不稳定和表面不平整等缺陷，更甚者出现拉拔过程中钢管断裂和开裂现象。

目前，针对异型钢管衬芯模的外模没有统一的设计标准，其入口段的开口大小和入口段的长度设置都是凭经验，针对每一种型号的矩形管，在设计外模时，都要经过反复多次的试验、改进、再试验的过程，才能得到较为理想的外模，这不仅延长了外模的加工周期，还增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种其入口段的相关参数均可量化的矩形异型钢管不等边衬芯模的外模。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种矩形异型钢管不等边衬芯模的外模，包括：镶套以及设置在镶套中的模芯，模芯上开设有贯穿模芯的拉拔模孔，该拉拔模孔包括入口段和定径段，所述镶套的一端设置有用于安装模芯的敞口，所述的模芯从该敞口镶嵌在镶套中，镶套的另一端设置有端壁，该端壁上开设有与拉拔模孔相配合的出口；

所述的定径段包括：分别与矩形异型钢管横截面轮廓的一对长直边、一对短直边以及连接两两相邻长直边和短直边的四个转角圆弧相对应的一对宽平直面、一对窄平直面和四个转角圆弧面，一对宽平直面之间的间距为A，一对窄平直面之间的间距为B，四个转角圆弧面的曲率半径为R₁；

所述的入口段包括：一对与所述定径段的相应宽平直面相衔接的宽导入斜面、一对与所述定径段的相应窄平直面相衔接的窄导入斜面、以及四个连接两两相邻宽、窄导入斜面的入口转角曲面，入口转角曲面的外边沿线的曲率半径为R₂＝1.5～2.5倍的R₁；一对宽导入斜面的外边沿线之间的距离为：

L1=k1×(A2+B2-22k2×R12+k3×R1),]]>其中，1.15≤k₁≤1.25，0.5≤k₂≤0.8，0.5≤k₃≤0.8；

一对窄导入斜面的外边沿线之间的距离为：L₂＝B+k₄(L₁-A)，其中，0.9≤k₄≤1.0。