一种拉伸铜管用生产设备

技术领域

本发明涉及铜管拉拔技术领域，具体为一种拉伸铜管用生产设备。

背景技术

目前，燃气热水器内部多配备双耳、十字形等异型铜管，来替代普通的圆柱形铜管，以提高换热效率，加快热水的出水时间。双耳、十字形等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，外模和芯头的形状共同确定铜管的形状，外模确定铜管的外径，芯头确定铜管的内径，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，一根一根的单支拉拔铜管，无法实现连续拉拔，生产效率低。

发明内容

本发明意在提供一种拉伸铜管用生产设备，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，本发明提供如下技术方案：

一种拉伸铜管用生产设备，包括内涂油机构，校直机构，预成型机构，拉拔模具和切割机构，拉拔模具包括外模和游动芯头，外模包括模套和模芯，模套上轴向开设有通孔，模芯嵌设在通孔处，模芯上设置有锥形的芯孔，芯孔与通孔连通，芯孔的横截面为十字形，芯孔用于与游动芯头配合；游动芯头包括大径段、小径段和过渡段，过渡段平滑连接在大径段和小径段之间，游动芯头的横截面的形状与芯孔的横截面的形状相同。

本发明的有益效果为：

内涂油机构用于对铜盘管的内部涂油，拉拔时游动芯头安装在铜管内，并在铜管内游动，在铜盘管内部涂油能够减小两者摩擦，方便游动芯头游动。校直机构用于把铜盘管校直为直铜管，预成型机构用于将直铜管预成型为椭圆形，方便后面拉拔成型。铜管预成型后采用拉拔模具拉拔成十字形，其中，外模用于与游动芯头配合实现铜管的拉拔。实际拉拔时，游动芯头位于芯孔处，游动芯头的小径段朝向拉拔方向，游动芯头与芯孔之间的间隙供管材穿过。将管材坯料从芯孔的大径端往小径端穿过后与拉伸机连接。拉拔时利用小径段确定管材成型的内径，芯孔确定管材的外径，小径段和芯孔的形状确定管材的形状，游动芯头和芯孔的间隙确定管材的壁厚，由此实现拉拔。当游动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；又由于拉拔力对游动芯头向前推动的作用，游动芯头也无法朝向大径段向后窜动，因此游动芯头能够游动在芯孔处，实现管材的拉拔。本方案中借助游动芯头自身的结构特性避免其前后窜动，无需利用芯杆即可使得游动芯头固定在芯孔处，从而能够实现连续拉拔，提高了管材的拉拔效率。

进一步，模芯上还开设有定型孔和连接孔，定型孔连通在连接孔和芯孔的小径端之间，通孔包括出料段，连接孔平滑连通在定型孔和出料段之间；通孔还包括进料段，进料段与芯孔的大径端连通，进料段的直径大于芯孔的大径端的直径。

有益效果：管材经芯孔拉拔后在定型孔处定型，然后经出料段出料，连接孔用于连通定型孔和出料段，使得管材能够更加顺畅的出料；设置进料段，且进料段的直径大于芯孔大径端的直径，方便管材进料。

进一步，连接孔和出料段均为锥形，出料段的小径端与连接孔连通。

有益效果：如此设置能够有效扩大定型孔外侧的空间，方便管材出料。

进一步，进料段远离芯孔的一端倒有圆角，出料段远离芯孔的一端也倒有圆角，芯孔横直部的大径端和竖直部的大径端均倒有圆角，定型孔与芯孔和连接孔的连接处均圆角过渡。

有益效果：如此设置能够避免棱角刮损管材，也能够减少对管材的阻力，方便管材拉拔，使得管材拉拔更顺畅。

进一步，出料段的锥度为60°。

有益效果：如此设置能够更好的出料。

进一步，芯孔的锥度为15～70°。

有益效果：芯孔的锥度设置在15～70°，能够在保证游动芯头能够游动的情况下，适配多种型号的游动芯头，适用范围广。

进一步，芯孔的锥度为26°。

有益效果：该角度下配合的游动芯头游动的效果最好，拉拔最稳定。

进一步，游动芯头的压缩区角度为10～60°。

有益效果：此角度范围内的游动芯头均能够很好的游动在芯孔处，以进行管材的连续拉拔。

进一步，游动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游动芯头朝向拉拔方向窜动，进一步提高游动芯头的稳定性。

进一步，外模的进料端一侧设置有用于给铜管外部涂油的外涂油机构。

有益效果：给铜管外部涂油，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。

附图说明

图1为发明实施例一中外模的端面视图；

图2为图1的E-E剖视图；

图3为发明实施例一中游动芯头的端面视图；

图4为图3的左视图；

图5为图3的俯视图；

图6为本发明实施例二中外涂油机构的纵向剖视图；

图7为本发明实施例二中涂油套的端面视图；

图8为本发明实施例三中外涂油机构的纵向剖视图。

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：模套1、芯孔2、进料段5、模芯6、出料段7、连接孔8、定型孔9、游动芯头10、大径段11、过渡段12、小径段13、通道14、套筒15、储油腔16、齿板17、不完全齿轮18、出油管19、齿轮20、齿圈21、涂油套22、骨架23、吸油层24、涂油层25、吹风管26、活塞27、活塞腔28、出风管29、吸风管30。

实施例一：

一种拉伸铜管用生产设备，包括内涂油机构，校直机构，预成型机构，拉拔模具和切割机构，内涂油机构用于给铜管内部涂油，校直机构用于将铜盘管校直，预成型机构用于将校直后的铜管挤压预成型为椭圆形，拉拔模具用于将预成型后的铜管拉拔成十字形管材，切割机构用于根据需要对拉拔后的管材进行切割。本实施例中，内涂油机构采用现有技术中给铜管内部涂油的涂油机，校直机构采用现有技术中铜管拉拔使用的对辊式校直机构，预成型机构也采用现有技术中的挤压模具，切割机构即采用现有技术中的管材切割机，此均为现有技术，本实施例不做赘述。

拉拔模具包括外模和游动芯头10，如图1和图2所示，外模包括模套1和模芯6，模套1上轴向开有通孔，模芯6嵌设在通孔处。模芯6上轴向开有锥形的芯孔2，芯孔2右端依次连通有定型孔9和连接孔8。芯孔2的锥度(图2中的C角)为15～70°，具体的，本实施例中芯孔2的锥度为26°。芯孔2的横截面为十字形，十字形的横直部的长度小于竖直部的长度，具体的，芯孔2小径端的竖直部的长度为27～29mm，本实施例中为28mm，芯孔2小径端的横直部的长度为12～14mm，本实施例中为13mm。芯孔2小径端的竖直部的两侧边的夹角(图1中A角)为7°，芯孔2小径端的横直部的两侧边的夹角(图1中B角)为60°。

通孔包括进料段5和出料段7，进料段5与芯孔2的大径端连通，进料段5的直径大于芯孔2的大径端的直径。连接孔8平滑连通在定型孔9和出料段7之间，连接孔8和出料段7均为锥形，且出料段7的小径端与连接孔8连通，出料段7的锥度(图2中的D角)为60°。

如图2所示，进料段5的左端倒有圆角，该圆角的半径为1.5mm；出料段7的右端也倒有圆角，该圆角的半径为5mm。芯孔2的大径端倒有圆角，该圆角的半径为5mm。定型孔9与芯孔2和连接孔8的连接处均圆角过渡，该圆角的半径均为2mm。

如图3、图4和图5所示，游动芯头10包括大径段11、小径段13和过渡段12，过渡段12平滑连接在大径段11和小径段13之间。本实施例中，游动芯头10的长度为30mm，过渡段12的长度为6.17mm，小径段13的长度为12mm。游动芯头10的压缩区角度为10～60°，本实施例中优选为22°，此处所述的压缩区角度为图4中的角度F。

结合图3可知，游动芯头10的横截面与芯孔2的横截面的形状相同，也为十字形，该十字形的横直部的长度小于竖直部的长度，具体的，本实施例中，小径段13的横直部(图1中横直部)的长度为11mm，小径段13的竖直部的长度为26mm；大径段11的横直部的长度(图5中长度H)为14mm，大径段11的竖直部的长度(图4中长度G)为29mm。

具体实施过程如下：

选择尺寸合适的硬质圆铜盘管，采用内涂油机构给铜盘管内部涂油，涂油后将游动芯头10装入铜盘管端部内，游动芯头10的小径段13朝向铜盘管的行进方向，然后对铜盘管端部压尖。采用校直机构将压尖后的铜盘管矫直，得硬直圆铜管，采用预成型机构将校直后的铜管挤压预成型，使得铜管的横截面为椭圆形，得到制作十字形管材的坯料，将坯料送入拉拔模具中一次性拉拔成型，拉拔完成后根据需要对铜管进行切割。

具体的，拉拔时游动芯头10位于芯孔2处，游动芯头10的小径段13朝向拉拔方向，游动芯头10与芯孔2内壁之间的间隙供管材穿过。将管材套在游动芯头10外后从左至右从芯孔2处穿出，然后与拉伸机(采用现有技术中的拉伸机)连接。启动拉伸机对管材进行拉拔，管材依次经过进料段5、芯孔2和游动芯头10的间隙、定型孔9、连接孔8，管材经过芯孔2和游动芯头10的间隙时被拉拔成型为十字形，并在定型孔9处定型，最终从出料段7被拉出。游动芯头10与芯孔2的形状共同确定管材的形状，游动芯头10与芯孔2内壁之间的间隙确定管材的壁厚，芯孔2确定管材的外径，游动芯头10确定管材的内径，由此拉拔出横截面为十字形的管材。本实施例中拉伸机采用现有技术中铜管拉拔使用的拉伸机，本实施例中不做赘述。

拉拔时，当游动芯头10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12和大径段11，而小径段13处管材已经成型，小径段13处的管材直径较小，因此游动芯头10无法在管材内向前(朝向拉伸机的方向)窜动；而游动芯头10又受到拉伸机向前的拉拔作用，因此游动芯头10也无法在管材内向后窜动，因此游动芯头10能够游动在芯孔2处，无需利用芯杆来固定游动芯头10，不受到芯杆的限制，能够实现铜管的连续拉拔。

拉拔时，外模进料端处安装有外涂油机构(图中未示出)用于给坯料外壁进行喷油，本实施例中外涂油机构采用现有技术中铜管拉拔所用的涂油机构，在此不做赘述。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，外涂油机构的结构不同。具体的，如图6所示，外涂油机构包括套筒15，套筒15上轴向贯穿有供铜管穿过的通道14，套筒15右端可通过螺栓安装在外模左端，安装后所述通道14与外模的通孔连通。

通道14内壁上转动安装有涂油套22，结合图7可知，涂油套22包括网状的骨架23，骨架23内填充有吸油层24，本实施例中吸油层24采用吸油棉，涂油套22内侧壁上胶接固定有涂油层25，本实施例中涂油层25采用海绵、棉布等柔软且吸油的材料。通道14上方的套筒15内壁内开有储油腔16，储油腔16底部连通有出油管19，出油管19上安装有阀门，本实施例中的阀门采用电磁阀，涂油套22设置在出油管19处，储油腔16安装有进油管(图中未示出)，储油腔16内的油通过出油管19流动到涂油套22上，管材从涂油套22内穿过，润滑油通过涂油层25涂覆在管材上。

涂油套22连接有用于驱动其转动的驱动机构，涂油套22的右端伸出套筒15外，驱动机构包括齿圈21和齿轮20，齿圈21焊接在涂油套22右端，齿圈21与涂油套22同心设置，齿轮20转动安装在套筒15右侧，齿轮20与齿圈21啮合，齿轮20的直径小于齿圈21的直径，齿轮20通过电机驱动转动。

储油腔16内安装有用于封堵出油管19的密封机构，密封机构包括齿板17，齿板17滑动安装在出油管19处，齿板17与储油腔16的内壁之间连接有弹簧(图中未示出)，齿板17滑动到出油管19处时可封堵出油管19，齿板17上方啮合有不完全齿轮18，不完全齿轮18与齿轮20同轴连接。不完全齿轮18设置在储油腔16内，齿轮20的转轴伸入储油腔16与不完全齿轮18连接，转轴与储油腔16的侧壁转动连接，且连接处通过油封密封，避免漏油。

实际运用时通过螺栓将套筒15安装在外模的左侧，使得通道14与外模的通孔连通。拉拔时，打开阀门，启动电机带动齿轮20转动，齿轮20带动不完全齿轮18转动，不完全齿轮18间歇的与齿板17啮合，不完全齿轮18与齿板17啮合时带动齿板17滑动，使得齿板17与出油管19错开，由此露出出油管19，储油腔16内的润滑油即可通过出油管19流动到涂油套22上，润滑油被吸油层24吸附，最终通过涂油层25涂覆在管材上，由此实现管材外壁的涂油。

齿轮20转动的同时还能够带动齿圈21转动，由于齿圈21的直径大于齿轮20，故齿圈21能够相对缓慢的转动，由此带动涂油套22缓慢的转动，涂油套22转动起来能够使得润滑油涂覆的更加均匀，提高了管材的涂油效果。停止拉拔时关闭电机和阀门，润滑油无法从储油腔16流出，避免了润滑油的浪费。

本实施例通过齿轮20驱动涂油套22转动，使得润滑油能够均匀的涂覆在管材上，涂油的效果更好。此外，利用不完全齿轮18间歇的带动密封板滑动，从而间歇的打开出油管19，由此实现间歇供油，能够避免润滑油一直流出造成不必要的浪费。不完全齿轮18在储油腔16内转动还能够一定程度的搅拌润滑油，避免润滑油沉淀，保证足够的流动性。

实施例三

如图8所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，套筒15内开有环形的活塞腔28，活塞腔28位于储油腔16的左侧，活塞腔28与套筒15同心设置，活塞腔28内滑动安装有环形的活塞27，活塞27连接有气缸。活塞腔28左端均匀连通有若干吹风管26，吹风管26倾斜对准通道14的入口。活塞腔28右端均匀连通有若干吸风管30，吸风管30安装在活塞腔28内侧，吸风管30自由端朝向通道14，吸风管30上安装有朝向活塞腔28单向进气的单向阀。活塞腔28右端外侧连通有出风管29，出风管29自由端延伸至套筒15外，出风管29上安装朝向套筒15外出气的单向阀。

拉拔时启动气缸驱动活塞27在活塞腔28内往复移动，活塞27向左移动时，活塞27左侧的空间被压缩、右侧空间增大，左侧空间内的气体从吹风管26压出，吹风管26内的气体吹到管材上，由此清除管材上的杂质，避免杂质影响管材拉拔质量。与此同时，活塞27右侧空间形成负压，通道14内的气体通过吸风管30吸入活塞腔28；当经过吹风清理后的管材在拉拔到吸风管30处时，即使上面有残留的杂质，其上的杂质还能够通过吸风管30被吸走，由此提高了管材的清理效果。

活塞27向右移动时，活塞27右侧的空间被压缩，其内的气体从吹风管26吹出，由此将吸附的杂质排出，由于吸风管30上安装有单向阀，故杂质不会排放到通道14内。

本实施例在涂油之前清理管材的杂质，能够避免拉拔时杂质被压入管材表面，影响管材表面光滑性，也避免由于杂质的存在导致管材表面摩擦大，影响拉拔。本实施例结合吹风和吸风来清理杂质，能够提高杂质清理的效果。

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。