双耳异型管连续拉拔成型工艺

技术领域

本发明涉及管材加工生产技术领域，具体为双耳异型管连续拉拔成型工艺。

背景技术

为了提高换热效率，加快热水的出水时间，目前，燃气热水器内部配备的多是双耳结构 的异型铜管，来替代普通的圆柱形铜管。目前，双耳异型铜管一般通过圆柱形的铜管坯料拉 拔而成。

异型铜管拉拔模具一般包括外模和芯头，现有技术中，芯头一般采用固定的芯头，在芯 头内插入芯杆，通过芯杆将芯头固定在外模的芯孔处，铜管坯料套设在芯头外，从芯孔处穿 过后与拉伸机连接。拉拔时，外模确定铜管的外径，芯头确定铜管的内径和形状，芯头和芯 孔之间的间隙确定铜管的壁厚，由此实现铜管的拉拔定型。

但是，上述拉拔方式需要采用芯杆固定芯头，芯杆的长度一定，受到芯杆长度的限制， 只能一段一段，一根一根的单根拉拔铜管，无法实现连续拉拔，生产效率低。

发明内容

本发明意在提供双耳异型管连续拉拔成型工艺，以解决现有的拉拔方式生产效率低的问 题。

为了达到上述目的，本发明提供如下方案：

双耳异型管连续拉拔成型工艺，包括如下步骤：

A、坯料生产：通过挤压模具对尺寸符合要求的硬直圆铜管挤压预成型，制成坯料；

B、一次性拉拔成型：将坯料送入拉拔模具中一次性拉拔成型；

C、切割：对步骤B中拉拔成型的管材进行切割，得成品；

所述拉拔模具包括外模和芯头，外模上开设有芯孔，所述芯头为游动芯头，芯头出料端 的横截面和芯孔的横截面均与双耳异型管的横截面相同。

本方案的原理和有益效果为：

将硬直圆铜管挤压预成型成类似双耳异型管的形状，方便后续拉拔，采用游动芯头进行 拉拔，拉拔时无需利用芯杆来固定芯头，不受到芯杆长度的限制，能够实现连续拉伸，提高 了双耳异型管的生产效率。

进一步，步骤A之前还包括步骤a：通过矫直机构对铜盘管矫直，得到硬直圆铜管。

有益效果：实际运用时，使用的材料是硬质圆铜盘管，需要先对铜盘管进行矫直后才便 于后续拉拔。

进一步，步骤a之前还包括步骤b：给铜盘管内部涂油，将芯头装入铜盘管端部内后对 端部压尖。

有益效果：在铜盘管内部涂油，能够减小芯头与铜盘管之间的摩擦，避免芯头磨损；压 尖一方面便于铜盘管后续进入拉拔模具，一方面也能够避免芯头在进入拉拔机之间从铜管内 掉出。

进一步，步骤B中，在拉拔模具进料端上方设置涂油机构给坯料外部涂油。

有益效果：给坯料外部涂油，能够减小坯料与拉拔模具之间的摩擦，使得坯料能够顺利 的从芯孔处穿过，同时也避免铜管外壁拉丝磨损，提高铜管质量。

进一步，芯头包括过渡段、圆柱形的小径段和椭圆柱形的大径段，过渡段平滑连接在小 径段和大径段之间，小径段、大径段和过渡段的轴线重合，小径段为芯头的出料端，小径段 两侧凸起形成有定型耳，大径段周向设置有斜面，斜面的高端位于过渡段处，斜面与外模的 芯孔内壁之间形成供管材穿过的间隙。

有益效果：拉拔时，小径段确定管材成型的形状和内径，外模的芯孔确定管材的外径， 实现拉拔；当芯头有往拉拔方向移动的趋势时，由于大径段和过渡段的存在，而成型后的管 材直径较小，故过渡段和大径段会卡在已经成型的管材处，不会继续向前窜动；又由于拉拔 力对芯头向前推动的作用，芯头也无法朝向大径段向后窜动，因此芯头能够固定在芯孔处， 无需利用芯杆来固定芯头，从而能够实现连续拉拔，提高了管材的拉拔效率。

进一步，小径段一侧的定型耳为第一定型耳，小径段另一侧的定型耳为第二定型耳，第 一定型耳凸起的高度大于第二定型耳凸起的高度，第一定型耳和第二定型耳两侧均凹陷形成 沟槽，沟槽的深度相同，沟槽、第一定型耳和第二定型耳的横截面均为弧形。

有益效果：如此设置能够更好的成型管材。

进一步，沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽位于第一定型耳两侧，第二沟槽位于 第二定型耳两侧，第一沟槽延伸至大径段处，第二沟槽延伸至过渡段处。

有益效果：如此设置能够更好的成型管材。

进一步，斜面包括第一斜面和第二斜面，两个第一沟槽之间和两个第二沟槽之间均设置 有第二斜面，第二斜面设置在大径段的长轴端处。

有益效果：如此设置使得管材能够更加顺利的从芯孔处穿过。

进一步，芯头的压缩区角度为22°。

有益效果：如此设置能够更好的阻止芯头朝向拉拔方向窜动，进一步提高芯头的稳定性。

进一步，沟槽的半径为3.15㎜，第一定型耳的半径为2.2㎜，第二定型耳的半径为3㎜。

有益效果：如此设置能够更加准确的成型出所需的管材。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程示意图；

图2为发明实施例一中芯头的轴测图；

图3为发明实施例一中芯头另一角度的轴测图；

图4为本发明实施例一中芯头小径段的端部示意图；

图5为图4的右视图；

图6为本发明实施一中外模的纵向剖视图；

图7为图6的左视图；

图8位本发明实施例二中外模的纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一斜面1、大径段2、第二斜面3、过渡段4、小径段5、第一定型耳6、第一沟槽7、第二定型耳8、第二沟槽9、导向槽10、导向孔11、内套12、 芯孔13、连接孔14、安装槽15、拉拔孔16、油腔17、油道18。

实施例一

双耳异型管连续拉拔成型工艺，采用如图2至图7所示的拉拔模具进行拉拔，拉拔模具 包括外模和芯头。如图6和图7所示，外模为圆盘形状，在外模内设有安装槽15，在安装槽 15的左端开有锥形的导向槽10，在安装槽15的右端开有锥形的拉拔孔16，拉拔孔16的锥度为60°。在安装槽15内固定有内套12，在内套12的中心开有锥形的导向孔11，导向孔 11的锥度为26°，导向孔11的左端为圆弧形，导向孔11的右端连通有芯孔13，芯孔13 为与双耳异型铜管截面相匹配的异型孔，在芯孔13的后端开有锥形的连接孔14，连接孔14 与拉拔孔16的锥度相同且与拉拔孔16平滑连通。外模的左端为进料端，右端为出料端。

如图2、图3、图4和图5所示，芯头包括过渡段4、圆柱形的小径段5和椭圆柱形的大径段2，过渡段4平滑连接在小径段5和大径段2之间，小径段5、大径段2和过渡段4的 轴线重合。

小径段5右侧凸起形成有第一定型耳6，小径段5左侧凸起形成有第二定型耳8，第一 定型耳6凸起的高度大于第二定型耳8凸起的高度。第一定型耳6和第二定型耳8均一体成 型在小径段5上，第一定型耳6和第二定型耳8均沿小径段5的轴向延伸，且第一定型耳6和第二定型耳8的长度均与小径段5的长度相同。第一定型耳6两侧凹陷形成有第一沟槽7，第二定型耳8两侧凹陷形成有第二沟槽9，第一沟槽7和第二沟槽9均沿小径段5的轴线延伸，第一沟槽7延伸至大径段2处，第二沟槽9延伸至过渡段4处。沟槽、第一定型耳6和 第二定型耳8的横截面均为弧形。

大径段2周向切有斜面，斜面的高端位于过渡段4处，斜面与外模的芯孔13内壁之间 形成供管材穿过的间隙。斜面包括两个第一斜面1和两个第二斜面3，两个第二斜面3设置 在大径段2的短轴两端，一个第二斜面3设置在两个第一沟槽7之间，另一个第二斜面3设置在两个第二沟槽9之间，两个第一斜面1则设置在大径段2的长轴两端。

芯头的压缩区角度C为22°，此处所述的压缩区角度C为图5中所示的过渡段4沿大径 段2的短轴剖开的纵截面的两条侧边之间的角度。本实施例中，第一沟槽7和第二沟槽9的 半径均为3.15㎜，第一定型耳6的半径为2.2㎜，第二定型耳8的半径为3㎜，小径段5 的半径为18.4㎜。小径段5的长度E为12.189㎜，大径段2的长度D为14.195㎜，芯头 的长度B为32㎜，第一定型耳6和第二定型耳8之间的距离A为23.62㎜，大径段2的长 轴为26.08㎜，大径段2的短轴为20.78㎜。

如图1所示，双耳异型管连续拉拔成型工艺具体包括如下步骤：

b：选择尺寸合适的硬质圆铜盘管，人工或采用现有技术中的涂油机给铜盘管内部涂油， 涂油后将拉拔模具的芯头装入铜盘管端部内，芯头的小径段5朝向铜盘管的行进方向，然后 采用现有技术中的压尖机对铜盘管端部压尖；

a：将步骤b中压尖后的铜盘管通过矫直机构对铜盘管进行矫直，得到硬直圆铜管；本 实施例中矫直机构采用现有技术中铜管拉拔使用的对辊矫直机构，此为现有技术，本实施例 中不做赘述；

A、坯料生产：通过挤压模具对步骤a中得到的硬直圆铜管进行挤压预成型，使得硬直 圆铜管的横截面为类似于双耳异型管的形状，得到双耳异型管的坯料；

B、一次性拉拔成型：将坯料送入拉拔模具中一次性拉拔成型；本实施例中，挤压模具 采用现有技术中铜管拉拔使用的挤压模具，挤压模具上开有挤压孔。

拉拔时，将步骤a中的硬直圆铜管端部从挤压孔穿过后再从芯孔13内穿出，穿出后将 硬直圆铜管的端部与拉伸机(采用现有技术中的拉伸机)连接，启动拉伸机拉拔铜管。拉拔的 过程中芯头游动在芯孔13处，芯头的小径段5朝向拉伸机。

拉拔的过程中，芯头位于管材内部，第一斜面1、第二斜面3与芯孔13内壁之间的间隙 供管材穿过，芯孔13确定管材的外径，小径段5确定管材的内径和形状。当芯头受到拉伸机的拉拔力有向前(朝向拉伸机的方向)移动的趋势时，由于存在过渡段4和大径段2，而小径段5处管材已经成型，小径段5处的管材直径较小，因此芯头无法在管材内向前(朝向拉伸机的方向)窜动；而芯头又受到拉伸机的拉拔作用，因此芯头也无法在管材内向后窜动，因此芯头能够游动在芯孔13处，无需利用芯杆来固定芯头，不受到芯杆的限制，能够实现铜管的连续拉拔。

拉拔时，外模进料端上方还安装有喷油装置(图中未示出)用于给坯料外壁进行喷油， 本实施例中采用现有技术中铜管拉拔所用的喷油设备，在此不做赘述。

C、切割：根据需要对步骤B中拉拔成型的管材进行定长切割，得成品。

本实施例中，采用游动的芯头来实现双耳异型管材的拉拔，利用芯头的结构使其游动在 芯孔13处，无需采用芯杆将芯头固定在芯孔13处，不受到芯杆长度的限制，能够实现管材 的连续拉伸，大大的提高了管材的拉拔效率。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，不在外模的进料端上方额外安装喷油装置，如图 8所示，内套12滑动安装在安装槽15内，内套12右端与安装槽15内壁之间连接有弹簧(图 中未示出)，外模内开有环形的油腔17，油腔17与安装槽15同心设置，油腔17位于安装槽 15外周，油腔17连通有进油管(图中未示出)，进油管上安装有阀门。油腔17内侧与安装槽 15之间连通有多个油道18，多个油道18均匀分布在外模上，每个油道18与油腔17连通的 一端均安装有喷头(图中未示出)，内套12左端的弧形部内侧开有引流槽(图中未示出)，弹簧处于自由状态时内套12封闭油道18，内套12向右滑动后引流槽可与油道18连通。

拉拔时，坯料从内套12内穿过，在拉伸机的作用下向右移动，内套12受到坯料对其向 右的推动力能够向右滑动，从而露出油道18，此时弹簧压缩，启动喷头即可将油腔17内的 润滑油从油道18喷出。喷出的润滑油一部分能够直接喷洒到坯料上，实现坯料的润滑，还 有一部分能够顺着引流槽流动至内套12内壁上，从而实现内套12的润滑，进一步减小内套 12和坯料的摩擦，避免坯料和内套12磨损，同时也能够给坯料和内套12降温。

停止拉拔后，关闭喷头，内套12能够在弹簧的作用下向左复位，从而再次封堵油道18， 能够避免油道18内残留的润滑油流出造成浪费，也能够避免喷头损坏时而油道18敞开导致 油腔17内的润滑油流出浪费的情况。此外，利用内套12封堵油道18，还能够避免在不加工 时粉尘或废屑粘附在油道18内造成堵塞，或下次喷油时将粉尘携带到坯料上的问题。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描 述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若 干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专 利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方 式等记载可以用于解释权利要求的内容。