高精度管材冷拔工艺装备优化方案

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：高精度冷拔管材高精度冷拔材管采用的是等径冷拔，完全避免了管材的强迫缩径，内外壁可以同时加工，克服了普通冷拔的上述缺点，冷拔后管材的组织与性能较好，产品质量更高。

2.1　冷拔钢管的加工原理与设备

高精度冷拔钢管与普通固定芯头冷拔的比较如下。

（1）普通固定芯头冷拔管材

①普通冷拔钢管首先要缩径，然后内模才可以接触到钢管的内表面进行减壁，因此，冷拔过程中坯料容易形成纵向裂纹；

②普通冷拔有部分拔制力消耗在缩径上，所以允许的减壁变形较小，钢管内壁的光洁度与钢管的机械性能值不高；

③普通冷拔将大直径钢管冷拔成小直径钢管本身就不合算。

（2）高精度冷拔管材

高精度冷拔材管采用的是等径冷拔，完全避免了管材的强迫缩径，内外壁可以同时加工，克服了普通冷拔的上述缺点，冷拔后管材的组织与性能较好，产品质量更高。

2.2　我国高精度液压冷拔机的原理与结构

我国目前设计的液压冷拔机为多座式预应力高刚性液压冷拔机。该设备有刚性好、同心度好、稳定性好的特点，其结构独特，不同于外国的设备形式。总括如下：1台冷拔设备、2套液压系统、3个方形牌坊、4根圆钢拉杆、5种液压油缸、8根钢管撑杆。

1台冷拔设备——高精度液压冷拔机。

2套液压系统——主液压系统与辅助液压系统。

3个方形牌坊——主油缸座牌坊、模座牌坊、芯杆座牌坊，均为长方体铸钢结构。

4根圆钢拉杆——穿在牌坊孔中，外面由撑管盖住。

5种液压油缸——上料油缸、推头油缸、夹头油缸、下料油缸、主油缸。

8根钢管撑杆——在拉杆的外面，将3个牌坊牢牢支撑住。

预应力高刚性液压冷拔管机的结构，由机架、上料装置、推管装置、芯杆伸缩装置、主油缸、轨道、拔管小车、下料装置、液压系统、操作控制系统组成。

（1）机架

机架由3个牌坊、4根拉杆、8根撑管组成框架结构。在机架内外连接处，未承载时先施加一定的预应力，使其预先产生微量的弹性变形。这样，不仅消除了原有的接触间隙，而且极大地提高了机架的整体刚度和精度，同时，使其受力更加均匀、更加稳定可靠。

（2）轨道

轨道按成品钢管的最大长度确定，由双轨梁和导轨板组成，配置于模座与缸座之间，可以是V形或板形，选用耐磨材料制作。导轨板要求平直度好、刚性好，无论在空载或冷拔时候，都必须保证足够的导向精度。

（3）拔管装置

拔管装置是一套连接机构，将主油缸活塞杆的拉力施加于钢管的头部，从而形成冷拔操作。目前使用套口式比较常见，由锁紧油缸联动互呈120°分布的3个卡块组成，其箱体为整体铸造，刚性好、强度高。

（4）液压系统

冷拔机的液压系统属于高压、大流量、大功率的液压系统，由于要求其在高压下连续工作和根据需要改变流量、流速，故本系统一般由轴向可调式柱塞泵与国内先进的大型插装阀组成。整个系统结构紧凑、占地面积小。