矩形扁鋼管的拉伸模制造技術

本發明專利技術公開了一種熱處理后不需要修正、并可保證矩形扁鋼管的精度和表面平整度的矩形扁鋼管的拉伸模，包括：模具本體，模具本體的拉拔模孔包括入口段、過渡段和定徑段，定徑段包括：一對平直短面、一對弧形長面以及四個連接平直短面和弧形長面的轉角圓弧面；過渡段包括：四個與平直短面和弧形長面相銜接的過渡斜面及四個連接兩兩相鄰過渡斜面的過渡段轉角曲面；入口段包括：四個分別與相應過渡斜面相銜接的向外凸的導入曲面以及連接兩兩相鄰導入曲面的入口轉角曲面，四個導入曲面均為二次曲面，相對的導入曲面對稱布置。本發明專利技術用于將圓鋼管冷拔成矩形扁鋼管。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到金屬塑性加工
中的拉伸模，尤其涉及到將圓鋼管拉拔成矩形扁鋼管的拉伸模。
技術介紹
拉伸模具是冷拔鋼管生產時的重要工裝部件，已經廣泛地應用在鋼管變徑或/和變形的生產過程中。利用拉伸模對鋼管進行冷拔成型，具有材料利用率高、能耗低、產品性能優良、生產效率高、成本低廉等特點。拉伸模具中，按其拉拔成型的不同的管材形狀，又分為常規拉伸模具和異型拉伸模具，用于冷拔特殊異型管材的為異型拉伸模具(也稱異型拉伸模)；按其有無襯芯來分，又分為空拔拉伸模和襯芯拉伸模，在拔制較大規格組距時，由于拔制力巨大，只能采用空拔拉伸模。 目前，扁形鋼管的拉伸模(異型拉伸模中的一種)，無論是空拔拉伸模還是襯芯拉伸模，均存在以下缺陷I、由于扁形鋼管的截面與模具的入口圓弧型式趨于復雜，扁形鋼管拉伸模具的材質受到很大的限制。通常情況下，規格較大的選用常規的45#模具鋼，較小的選用高碳合金鋼Crl2材質或硬質合金鎢鈷類YG系列。由于拉伸模具經過熱處理后，定徑段和入口段圓弧產生形變，雖然模具的定徑段和入口段圓弧形變有限，但是在鋼管拉拔時，當金屬產生橫向滑移，受模具形變影響，鋼管的變形的系數遠遠大于模具的變形系數，而不再是I : I的關系，從而造成鋼管經過拉伸模具冷拔后平面度凹陷嚴重；而且，受到扁形拉伸模具型式結構影響(長邊遠遠大于短邊)，鋼管管坯在經過扁形拉伸模具產生形變時，四周的壓力和摩擦力存在落差較大現象，長邊所受壓力遠遠大于短邊所受壓力，因此通過拉伸模具后的扁形鋼管，總是存在長邊的凹陷度嚴重現象。經拉拔成型的扁形鋼管的精度和表面平整度都無法達到設計要求。2、45#鋼拉伸模具經過熱處理滲碳后，定徑段和入口段圓弧產生形變，通常都采用修正拉伸模具的辦法來獲取原設計尺寸。修正時，由于該材質拉伸模具滲碳層深度一般在O.8 I. Omm之間，在此深度以下，鋼的基體硬度、強度以及耐磨性較差，從而導致修正后的模具表面硬度下降，無法滿足拉伸模具的表面硬度設計要求。采用修正后的模具拉拔扁形鋼管時，鋼管與模具之間摩擦力會增大，模具的表面會損傷鋼管的表面，使得成型后的扁形鋼管表面出現拉傷和劃絲等缺陷。并且，由于拉伸模具表面的硬度降低，大大縮短了模具的使用壽命。3、高碳合金鋼Crl2材質拉伸模具經過熱處理后，定徑段和入口段圓弧產生形變，通常都采用修正拉伸模具的辦法來獲取原設計尺寸。修正時，由于該材質屬于微變形、高碳合金模具鋼，模具材料內外硬度、強度、耐磨性基本一致，所以不能采用機加工方式修正，只能依靠人工方式修正，使得修正工作強度高、難度較大，而且效率低下。此外，在利用拉伸模具拉拔扁形鋼管的生產過程中還發現，采用空拔拉伸模具對鋼管進行拔制時，由于空拔拉伸模具中沒有襯芯(內模)支撐，扁形鋼管的凹陷度更加嚴重。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種熱處理后不需要修正、并且可保證矩形扁鋼管的精度和表面平整度的矩形扁鋼管的拉伸模。為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案為矩形扁鋼管的拉伸模，包括模具本體，模具本體上開設有拉拔模孔，該拉拔模孔包括依次相連的入口段、過渡段、定徑段；定徑段包括分別與矩形扁鋼管橫截面輪廓的短邊、長邊和連接短、長邊的轉角圓弧相對應的一對平直短面、一對弧形長面以及四個連接平直短面和弧形長面的轉角圓弧面，所述的弧形長面的頂點到該弧形長面的一對端線所在平面的直線距離是矩形扁鋼管厚度的3 5%。； 所述的過渡段包括四個與平直短面和弧形長面相銜接的過渡斜面以及四個連接兩兩相鄰過渡斜面的過渡段轉角曲面，過渡斜面與定徑段的相應面之間的夾角為3 4°，定徑段的弧形長面和與之相連的過渡斜面的銜接邊界線的中點處設置有表面為橢球面的長面凹陷，長面凹陷上沿口的長半軸為矩形扁鋼管橫截面輪廓的長邊的2/3至3/4，長面凹陷上沿口的長、短半軸之比為3 I 1.5，長面凹陷的深度為矩形扁鋼管壁厚的0.8 1% ；所述的入口段包括四個分別與相應過渡斜面相銜接的向外凸的導入曲面以及連接兩兩相鄰導入曲面的入口轉角曲面，四個導入曲面均為二次曲面，相對的導入曲面對稱布置，導入曲面的軸向曲面半徑等于該對導入曲面外沿口頂點之間的距離減去與該對導入曲面相對應的定徑段的相對兩個面之間的最大距離，除以四倍于該導入曲面內、外沿口沿著軸向的兩個端點的連線與軸線之間的夾角正弦的平方值；導入曲面的周向曲面半徑等于垂切于上述軸向曲面的兩頂點之間距離的O. 9 I. 15倍。所述的模具本體在定徑段的外側還設置有與定徑段相通的模孔，形成拉拔模孔的出口段，該出口段包括四個與平直短面和弧形長面相銜接的出口斜面以及四個連接兩兩相鄰出口斜面的出口轉角曲面。所述的出口段、定徑段、過渡段和入口段各自占到所述的模具本體的厚度的4 5%,24 26%、8 10%和 60 64%。所述的出口斜面與定徑段的相應面之間的夾角為30 45°。所述定徑段的平直短面和與之相連的過渡斜面的銜接邊界線的中點處設置有表面為橢球面的短面凹陷，短面凹陷上沿口的長半軸為矩形扁鋼管橫截面輪廓的短邊的2/3至3/4，短面凹陷上沿口的長、短半軸之比為3 I I. 5，短面凹陷的深度為矩形扁鋼管壁厚的O. 8 1%。所述的定徑段與過渡段之間設置有平滑過渡面。所述的平滑過渡面的半徑為定徑段長度的O. 8 O. 9。本專利技術的有益效果是設置在定徑段的弧形長面和與之相連的過渡斜面的銜接邊界線的中點處的表面為橢球面的長面凹陷，可以抵消熱處理過程中定徑段和入口段圓弧產生向外形變，從而使得到的拉伸模不用修正，既降低了制作成本，又保證了模具表面的硬度，有效地減小了鋼管形變時邊面的壓力和摩擦力，保障鋼管形變平穩過渡。所述的定徑段、過渡段和入口段的結構，能夠滿足所述矩形扁鋼管形狀和尺寸的要求，而且，還防止了扁形鋼管的長邊產生凹陷，得到高精度平面扁鋼管；此外，由于在定徑段的外側設置了出口段，對定徑段的外沿口形成保護，延長了所述拉伸模的使用壽命，并使得扁鋼管精度的穩定性得到了有效的保障；另外，設置在定徑段與過渡段之間的弧度適中的平滑過渡面，可以進一步減少磨損，延長所述拉伸模的使用壽命，提高矩形扁鋼管的質量。附圖說明圖I是本專利技術所述的冷拔模的結構示意圖。圖2是圖I的縱切結構示意圖。圖3是圖I的橫切結構轉置90度的示意圖 圖4是圖I中K部分的放大結構示意較圖。圖5是圖2中J部分的放大結構示意較圖。圖6是采用本專利技術所述的拉伸模拔成的矩形扁鋼管的橫截面示意圖。圖I至圖6中1、模具本體，11、第一導入曲面，12、第二導入曲面，13、連線，21、第一過渡斜面，22、第二過渡斜面，31、平直短面，32、弧形長面，41、第一出口斜面，42、第二出口斜面；1、入口段，II、過渡段，III、定徑段，IV、出口段。具體實施例方式下面結合附圖，詳細描述本專利技術所述的具體實施方案。如圖I、圖2和圖3所示，本專利技術所述的矩形扁鋼管的拉伸模，包括模具本體1，模具本體I上開設有包括依次相連的入口段I、過渡段II和定徑段III和出口段IV的拉拔模孔，出口段IV、定徑段III、過渡段II和入口段I各自占到模具本體I的厚度的4. 5%、25%、9%和61. 5% ;定徑段III包括分別與圖6所示的矩形扁鋼管8的橫截面輪廓的短邊、長邊和連接短、長邊的轉角圓弧相對應的一對平直短面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
矩形扁鋼管的拉伸模，包括：模具本體，其特征在于：所述的模具本體上開設有拉拔模孔，該拉拔模孔包括依次相連的入口段、過渡段、定徑段；定徑段包括：分別與矩形扁鋼管橫截面輪廓的短邊、長邊和連接短、長邊的轉角圓弧相對應的一對平直短面、一對弧形長面以及四個連接平直短面和弧形長面的轉角圓弧面，所述的弧形長面的頂點到該弧形長面的一對端線所在平面的直線距離是矩形扁鋼管厚度的3～5‰；所述的過渡段包括：四個與平直短面和弧形長面相銜接的過渡斜面以及四個連接兩兩相鄰過渡斜面的過渡段轉角曲面，過渡斜面與定徑段的相應面之間的夾角為3～4°，定徑段的弧形長面和與之相連的過渡斜面的銜接邊界線的中點處設置有表面為橢球面的長面凹陷，長面凹陷上沿口的長半軸為矩形扁鋼管橫截面輪廓的長邊的2／3至3／4，長面凹陷上沿口的長、短半軸之比為3：1～1.5，長面凹陷的深度為矩形扁鋼管壁厚的0.8～1％；所述的入口段包括：四個分別與相應過渡斜面相銜接的向外凸的導入曲面以及連接兩兩相鄰導入曲面的入口轉角曲面，四個導入曲面均為二次曲面，相對的導入曲面對稱布置，導入曲面的軸向曲面半徑等于該對導入曲面外沿口頂點之間的距離減去與該對導入曲面相對應的定徑段的相對兩個面之間的最大距離，除以四倍于該導入曲面內、外沿口沿著軸向的兩個端點的連線與軸線之間的夾角正弦的平方值；導入曲面的周向曲面半徑等于垂切于上述軸向曲面的兩頂點之間距離的0.9～1.15倍。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓波，
申請(專利權)人：江蘇華程工業制管股份有限公司，
類型：發明
國別省市：