專利名稱：用于成型端部壁厚加大的管的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管的制造，特別是成型在商業(yè)上稱作“雙端加厚管”的流體輸送管。這種管具有一個(gè)前向端部或“銷”形端部，一個(gè)加長(zhǎng)的中間部分和一個(gè)后向端部或“箱”形端部。該管的所有三個(gè)部分的內(nèi)徑相同。管的前向、后向端部的外徑明顯大于管的中間部分的外徑。因此，管的中間部分的厚度明顯薄于管的前向端部或后向端部。
本發(fā)明涉及一種用于成型商業(yè)上被稱作“雙端加厚管”的流體輸送管的設(shè)備。這種管具有一個(gè)前向端部或“銷”形端部，一個(gè)加長(zhǎng)的中間部分和一個(gè)后向端部或“箱”形端部。管的所有三個(gè)部分的內(nèi)徑相同。管的前向、后向端部的外徑明顯大于管的中間部分的外徑。因此，管的中間部分的厚度明顯地薄于管的前向端部或后向端部。管的前向、后向端部的額外的厚度經(jīng)過機(jī)加工和/或螺紋加工，以便使第一管的前向端部或“銷”形端部可與第二管的后向端部或“箱”形端部相連接。
過去，金屬的雙端加厚管是通過分別擠壓管的中間部分和端部并將前向、后向端部焊接到中間部分的相對(duì)兩端上而制成的。由于焊接區(qū)代表著潛在的管的薄弱區(qū)域，因而將管的各部分制造得比其通常所需的厚度厚。這一過程既浪費(fèi)時(shí)間又十分昂貴。為實(shí)現(xiàn)額外的厚度所需的額外的材料也增加了管的材料成本。管的增加的重量也進(jìn)一步增加了運(yùn)輸和裝卸過程中的成本。
已經(jīng)開發(fā)出了許多用于利用一個(gè)壓機(jī)、一個(gè)模具和一個(gè)芯棒將坯料擠壓成管的金屬擠壓設(shè)備和方法。然而，尚未有已知的用于擠壓具有均一內(nèi)徑且其兩個(gè)相對(duì)端部具有比其中間部分更大的外徑的整體管的設(shè)備或系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)的管擠壓設(shè)備或方法中所遇到的這些及其它困難已經(jīng)被本發(fā)明所克服。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于將金屬坯料擠壓成管的設(shè)備，用以生產(chǎn)一種具有恒定或均一內(nèi)徑且其中間部分與其兩個(gè)相對(duì)端部之一相比具有較小外徑的整體形成的管。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種用于在單個(gè)連續(xù)的擠壓操作中如上所述地將金屬坯料擠壓成管的設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種將金屬坯料擠壓成管的方法，其中所述管具有均勻的內(nèi)徑并且其中間部分的外徑比管的兩個(gè)相對(duì)端部的外徑小。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種在一單個(gè)連續(xù)過程中如上所述地將金屬坯料擠壓成管的方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用在一金屬擠壓機(jī)中的外部構(gòu)形不均勻的芯棒，所述金屬擠壓機(jī)用于將金屬坯料擠壓成一種具有均一內(nèi)徑且其中間部分的外徑比兩個(gè)相對(duì)端部的外徑小的管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于將金屬坯料擠壓成管的設(shè)備，其中管的中間部分的外徑比管的兩個(gè)相對(duì)端部中的每一個(gè)的外徑小，并且管的一個(gè)端部的內(nèi)徑比管的中間部分和相對(duì)端部的內(nèi)徑小。
考慮到這些和其它的目的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚地看到，本發(fā)明蘊(yùn)含在說明書的有關(guān)部分中并被其后附的權(quán)利要求書所覆蓋。
本發(fā)明有關(guān)用于擠壓出具有大體均勻的內(nèi)徑的金屬管的設(shè)備和方法。所述金屬管的前向、后向端部比管的中間部分厚。一個(gè)具有一圓柱形縱向孔的加熱金屬坯料被插入到一個(gè)固定容器的圓柱形孔的后開口中。一個(gè)可移動(dòng)的對(duì)開內(nèi)模位于容器的孔中且與容器的前向端部相鄰，而一個(gè)外模位于容器的外側(cè)且與容器的前端相鄰。內(nèi)模具有一直徑相對(duì)較小的圓柱形孔。外模具有一直徑相對(duì)較大的圓柱形孔。坯料借助一個(gè)壓機(jī)在容器的孔中沿縱向中心軸線移動(dòng)，所述壓機(jī)包括一個(gè)圓形的前向壓制表面和一個(gè)從該壓制表面向前伸向坯料的芯棒。該芯棒具有一個(gè)圓柱形的直徑相對(duì)較大的后向部分，一個(gè)圓柱形的直徑相對(duì)較小的中間部分，和一個(gè)沿向前的方向從中間部分的直徑到前向部分的直徑向外傾斜的截頭圓錐形前向部分。通過使壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第一距離，迫使坯料上的金屬圍繞著芯棒的小直徑部分通過內(nèi)模的孔，以便擠壓出管的初始前向端部。使該壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第二距離，以迫使坯料上的金屬圍繞著芯棒的大直徑后向部分穿過內(nèi)模的孔，以便擠壓出管的中間部分并使管的初始前向端部經(jīng)過芯棒的傾斜的向前部分。這使得管的初始前向端部沿其縱向中心軸線橫向地?cái)U(kuò)張到內(nèi)徑等于中間部分的內(nèi)徑的程度，并且壁厚被擴(kuò)張到大于管的中間部分的壁厚的程度。將內(nèi)模從容器中拆下，并且使壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第三距離，用以迫使金屬?gòu)呐髁仙蠂@著芯棒的后向部分地穿過外模的孔，以便擠壓出內(nèi)徑與管的中間部分相同且壁厚大于管的中間部分的管的后向端部。
然而，本發(fā)明的特征可通過參考對(duì)如附圖中所示的其結(jié)構(gòu)形式之一的說明而得到最好地理解，圖中
圖1是用于形成雙端加厚管的本發(fā)明擠壓設(shè)備的主要功能部件的縱向剖視圖；圖2是所述設(shè)備的芯棒部分的側(cè)視圖；圖3是同樣形成所述設(shè)備的一部分的對(duì)開模具的端視圖；圖4～12是說明管的前向端部和中間部分的成型操作過程的視圖；圖13～18是說明管的后向端部的成型操作過程的視圖；圖19a、19b、19c和19d是表示本發(fā)明的整個(gè)擠壓設(shè)備的、可沿公用線A-A、B-B和C-C連接在一起的垂直剖視圖；以及圖20是與圖10類似的、表示一個(gè)改進(jìn)的芯棒的視圖。
首先參看圖19a、19b、19c和19d，本發(fā)明的管擠壓設(shè)備總體上被標(biāo)為10。設(shè)備10包括一個(gè)后向機(jī)座72和一個(gè)通過四個(gè)連桿74與后向機(jī)座相連的前向機(jī)座70。一個(gè)其總體被標(biāo)為標(biāo)號(hào)13的壓機(jī)安裝在管擠壓設(shè)備10上，位于機(jī)座70和72之間，以便沿縱向中心軸線18縱向移動(dòng)。
壓機(jī)13包括一個(gè)位于機(jī)座70和72之間的十字頭78。一個(gè)活塞75通過一個(gè)水平連接件79被連接到十字頭78的后側(cè)上?；钊?5可滑動(dòng)地安裝在一個(gè)單動(dòng)液壓缸77中，該液壓缸77被固定到后向機(jī)座72上。液壓缸77通過液壓線路73連接到一個(gè)未示出的高壓液壓源上。十字頭78被支撐在一對(duì)縱向槽81上并受到連接軌道74的引導(dǎo)，以便沿縱向軸線18前、后地縱向移動(dòng)。十字頭78具有一個(gè)與縱向軸線18同軸的水平孔65。一個(gè)雙動(dòng)液壓缸81通過一個(gè)結(jié)構(gòu)支撐件82固定在液壓缸77上。一個(gè)其總體由標(biāo)號(hào)85標(biāo)出的活塞包括一個(gè)可滑動(dòng)地安裝在液壓缸81中的活塞頭89和一個(gè)從液壓缸81延伸出來并固定到十字頭78的上端上的活塞桿93。液壓缸81通過液壓線路76連接到一個(gè)未示出的高壓液壓源上。液壓缸77的動(dòng)作使得活塞75和十字頭78朝著機(jī)座70向前移動(dòng)。液壓缸77的相對(duì)較大的尺寸提供了在擠壓機(jī)的前向端部處迫使坯料通過將要描述的模具結(jié)構(gòu)所需的較大的力。通過致動(dòng)液壓缸81而使十字頭78和活塞75向后移動(dòng)到它們的起始位置，從而使活塞頭89在液壓缸81中向后移動(dòng)。壓機(jī)13還包括一個(gè)圓柱形殼體或桿部36，該桿部36固定在十字頭78的前側(cè)上并沿縱向軸線18向前延伸。雙動(dòng)液壓缸69固定在十字頭78的后側(cè)上并通過液壓線路68連接到高壓液壓源上。
桿部36具有一個(gè)室40和一個(gè)前向端部47，該前向端部包含一個(gè)通向室40的向前開口49。一個(gè)模環(huán)38位于殼體36的向前開口49中并包含一個(gè)圓柱形孔42和一個(gè)圓形的前向壓制表面39。芯棒44位于室40中并且具有一個(gè)其形狀被做成可與驅(qū)動(dòng)桿46的前向端部相結(jié)合的后向端部45。一個(gè)襯套59與桿部36具有一定配合間隙地固定在驅(qū)動(dòng)桿46的前向端部上。這有助于支撐驅(qū)動(dòng)桿46并使芯棒44保持對(duì)中。驅(qū)動(dòng)桿46的后向端部與一個(gè)可滑動(dòng)地安裝在液壓缸69中的活塞71相連接。液壓缸69可使芯棒44有選擇地沿縱向軸線18相對(duì)于桿部36向前、向后地運(yùn)動(dòng)。芯棒44與縱向中心軸線18同軸。芯棒44具有一個(gè)圓柱形的后向部分48，一個(gè)直徑減小的圓柱形中間部分50，和一個(gè)從直徑減小的中間部分50到芯棒的前向端部向外傾斜的截頭圓錐形前向部分52。芯棒44的最前向端部具有與后向部分48相同的直徑。芯棒44自由地延伸穿過模環(huán)38的孔42。模環(huán)38并不固定在桿部36上，而是被支撐在芯棒44上。
殼體或容器12被支撐在前向機(jī)座70上。殼體12被固定到一對(duì)相對(duì)擠壓的連接臂80上。連接臂80被固定到一對(duì)總體由參考標(biāo)號(hào)84標(biāo)出的活塞的向后延伸的端部85上?；钊?4的前向端部可滑動(dòng)地安裝在雙動(dòng)液壓缸88中，該雙動(dòng)液壓缸通過液壓線路90與高壓液壓源相連。液壓缸88被固定到前向機(jī)座70上。殼體12容納有一個(gè)具有一圓孔16的圓柱形管或套管14，圓孔16與縱向軸線18同軸?？?6具有一個(gè)圓形的后開口15和一個(gè)圓形的前開口17。同樣也參看圖1和3，一個(gè)圓柱形的內(nèi)模20位于孔16中，并與孔的前開口17相鄰。內(nèi)模20沿著線20被橫向分開，形成兩個(gè)可分開的半模20a和20b?？傮w由標(biāo)號(hào)23標(biāo)出的外模組件位于孔16的前開口17的外側(cè)。外模組件23包括一個(gè)模座24，該模座具有一個(gè)孔37、一個(gè)后向端部41和一個(gè)前向端部43。一個(gè)外模26在模座24的后向端部41處位于孔37內(nèi)。一個(gè)靠板30位于模座24的前向端部43處。外模26具有一個(gè)圓孔28?？堪?0具有一個(gè)圓孔32?？?2的直徑略大于孔28的直徑。內(nèi)模20的孔22的直徑比孔28的直徑小。
由本發(fā)明的擠壓設(shè)備10成型的管是由一個(gè)具有一圓柱形的縱向孔56的圓柱形坯料54形成的。坯料54的尺寸應(yīng)使得在坯料的外表面相對(duì)于確定孔16的套管14的內(nèi)表面之間存在一特定量的間隙。坯料54的孔56的直徑相對(duì)于芯棒的部分48和52的外徑具有一特定的間隙。壓機(jī)13的桿部36沿軸線18運(yùn)動(dòng)并將壓機(jī)13的所有向前的力施加在坯料54上。
外模組件23位于一個(gè)卡環(huán)92內(nèi)，該卡環(huán)位于一個(gè)可拆卸的殼體或外模架98的后向端部上。模架93位于前向機(jī)座70上的一個(gè)水平室100內(nèi)。室100具有一個(gè)后開口103和一個(gè)前開口99。模架98具有一個(gè)中心水平孔97，它具有一個(gè)向前開口86和一個(gè)向后開口87?？?7的后向部分具有一個(gè)埋頭孔96，該埋頭孔96內(nèi)裝有卡環(huán)92和外模組件23。固定板94位于孔97的埋頭孔部分的前向端部處。固定板94具有一個(gè)孔91，該孔的直徑大于靠板30的孔32的直徑。
外模架98被一個(gè)可解脫的止動(dòng)機(jī)構(gòu)保持在室100的后向端部上，該可解脫的止動(dòng)機(jī)構(gòu)總的由參考標(biāo)號(hào)102標(biāo)出。止動(dòng)機(jī)構(gòu)102包括一對(duì)相互面對(duì)地設(shè)置的活門104，活門104可滑動(dòng)地安裝在與室100相交的橫向孔101中。每個(gè)活門104與一個(gè)活塞108的一端相連。各活塞108的另一端部可滑動(dòng)地安裝在一個(gè)液壓缸110中。各液壓缸110固定在前向機(jī)座70上。液壓缸110可被控制成有選擇地在一個(gè)如圖19d所示的活門104位于室100內(nèi)的工作位置和一個(gè)活門104位于室100之外的非工作位置之間移動(dòng)活門104。當(dāng)活門104在其工作位置時(shí)，它們阻擋住外模架98的任何向前的運(yùn)動(dòng)并且保持外模組件23抵靠在容器12的前向端部和內(nèi)模20上。當(dāng)活門104處于其非工作位置時(shí)，外模架98可從室100移動(dòng)通過前開口99。
導(dǎo)向管95固定在固定板94的前側(cè)上。導(dǎo)向管45與縱向軸線18同軸，并且向前地穿過前開口99。使一個(gè)工作臺(tái)112固定到導(dǎo)向管95上并在管95的下面延伸。多個(gè)導(dǎo)向輥114位于工作臺(tái)112的上表面上。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的管成型設(shè)備的細(xì)節(jié)，雙端加厚管坯料則是根據(jù)下面的說明成型的。
參看圖1，圖中使芯棒44退回到桿部36中，以便可使坯料54位于芯棒44和室16的開口15之間。然后，將坯料54裝入容器12的孔16中。一旦坯料54已被裝入孔16中，如圖4所示，使液壓缸69致動(dòng)，迫使驅(qū)動(dòng)器46相對(duì)于十字頭78和桿部36向前運(yùn)動(dòng)。由此，使芯棒44通過驅(qū)動(dòng)器46相對(duì)于桿部36地向前伸出，從而芯棒的后向部分48位于桿部36的前向端部處并且在模環(huán)38的孔42中。此刻，使芯棒44相對(duì)于環(huán)38地保持在一個(gè)固定位置上。致動(dòng)液壓缸77，使包含十字頭78、桿部36、芯棒44和模環(huán)38在內(nèi)的壓機(jī)13作為一單個(gè)單元地向前運(yùn)動(dòng)。如圖5所示，壓機(jī)13沿縱向軸線18向前運(yùn)動(dòng)，從而芯棒44延伸穿過坯料54的孔56，穿過內(nèi)模20的孔22，穿過外模26的孔28并穿過靠板30的孔32。如圖5所示，桿部36還進(jìn)入孔16中。如圖5所示，模環(huán)38在即將向坯料施加向前的壓力之前抵靠在坯料54的后向端部上。
所述第一步驟的一個(gè)優(yōu)選的變型為，致動(dòng)液壓缸69以推動(dòng)芯棒44穿過坯料54的孔56，與此同時(shí)將坯料支撐在一個(gè)可動(dòng)托架上。致動(dòng)液壓缸77，使壓機(jī)13向著容器12運(yùn)動(dòng)，從而將芯棒44和坯料54帶入容器的孔16中，處于圖5所示的位置。
坯料被壓機(jī)13的附加的向前運(yùn)動(dòng)壓在內(nèi)模20的后向端部上。壓機(jī)13的一個(gè)小的向前運(yùn)動(dòng)擠壓坯料54，并且迫使坯料上的金屬完全充滿在套管14的內(nèi)表面和坯料之間的空間。在坯料54的前向端部處的金屬也如圖6所示地被迫向內(nèi)地移向芯棒44的直徑減小的部分48，從而形成材料的一個(gè)向內(nèi)的鼓凸或“加厚部分”60。此刻，桿部36的向前的力擠壓著坯料54。坯料因而在長(zhǎng)度上略微減小，并且坯料的對(duì)應(yīng)體積被轉(zhuǎn)移到套管14與坯料54之間的間隙中以及芯棒與坯料之間的間隙中，以形成“加厚部分”60。如圖7所示，在芯棒的直徑減小的中間部分50和芯棒的后向部分48之間的交叉部位相對(duì)于內(nèi)模20確定出管的初始前向端部或“銷”形部62的長(zhǎng)度。
如圖7所示，通過使桿部36向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)第一距離而對(duì)坯料54進(jìn)行連續(xù)擠壓，以迫使坯料上的金屬?gòu)脑趦?nèi)模20的內(nèi)表面和芯棒的直徑減小的中間部分50之間的第一環(huán)形開口或間隙51中通過，形成管的圓柱形初始前向端部62。初始前向端部62將最終成為管的“銷”形端部或前向端部。通過使壓機(jī)13向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)第二距離而成型出管的中間部分64和前向部分67。在此刻，芯棒的圓柱形大直徑后部48到達(dá)內(nèi)模20的后向部分。當(dāng)芯棒的后向部分48進(jìn)入內(nèi)模20的孔22時(shí)，如圖8所示，在內(nèi)模20的內(nèi)表面和芯棒的后向部分50之間形成一個(gè)第二環(huán)形開口53。第二環(huán)形開口53的內(nèi)徑比第一開口51的內(nèi)徑大。這還意味著第二環(huán)形開口53比第一環(huán)形開口51窄。因此，由桿部36的向前壓力迫使來自坯料54的金屬通過開口或間隙53，成為一個(gè)具有較薄壁厚的管狀擠壓件。這樣便開始了管的圓柱形中間部分64的成型。同時(shí)，如圖8所示，管的初始前向端部62到達(dá)芯棒的錐形前向部分52，并且開始相對(duì)于軸線18橫向擴(kuò)張。因?yàn)榕髁?4的橫截面遠(yuǎn)大于成品管的橫截面，所以擠壓管件比坯料長(zhǎng)若干倍。擠壓管件的長(zhǎng)度由坯料的橫截面面積和管的橫截面面積的比(或擠壓比)確定。例如，對(duì)于12∶1的擠壓比，壓機(jī)13每前進(jìn)一英寸，將成型出12英寸的擠壓管件。因?yàn)槭剐景粝鄬?duì)于殼體或桿部36保持固定，所以在擠壓時(shí)的這種伸長(zhǎng)使擠壓管件在芯棒44的外徑上滑動(dòng)。
圖9表示當(dāng)迫使坯料越過芯棒44的錐形前向端部52時(shí)，使坯料54進(jìn)一步受到擠壓，管的中間部分64被拉長(zhǎng)，以及管的初始前向端部62連續(xù)地?cái)U(kuò)大。
圖10和11表示用于管的前向端部的擠壓工藝的完成。當(dāng)管的初始前向端部62的前端通過芯棒的錐形前向部分52的前端時(shí)，其變成圓柱形，如圖10所示。同時(shí)，擴(kuò)大的前向端部62的內(nèi)徑與中間部分64的內(nèi)徑相同。管的初始前向端部62在圖11中完全地被擴(kuò)張，從而完成管的前向端部或“銷”形端部的成型，這由參考標(biāo)號(hào)56標(biāo)出。
如圖12所示，當(dāng)桿部36繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，管的中間部分64的長(zhǎng)度逐漸加長(zhǎng)，直到已擠出管的所需長(zhǎng)度時(shí)為止。在成型出管的中間部分64之后，使液壓缸77停止工作，并且同時(shí)致動(dòng)液壓缸81和85，以便向后移動(dòng)桿部36和容器12。坯料54和部分?jǐn)D出的管件也隨容器12向后移動(dòng)，如圖13所示。這在容器12和模座24之間產(chǎn)生了一個(gè)小的間隙，并且消除了模架98上的向前壓力。然后，致動(dòng)液壓缸110，從室100移去活門104，并且使可拆卸的模架98向前移動(dòng)，以便在模座24和容器12之間產(chǎn)生一個(gè)間隙57，如圖14所示。間隙57比內(nèi)模20寬。使液壓缸81停止工作，并且再次致動(dòng)液壓缸77，以便向前移動(dòng)桿部36。這迫使內(nèi)模向前移出容器12并進(jìn)入空間57，如圖15所示。當(dāng)內(nèi)模20離開孔16的前開口17時(shí)，內(nèi)模20的兩個(gè)半模分開并且離開管的中間部分64，如圖16所示。殼體98向后運(yùn)動(dòng)并且桿部36和容器12向前運(yùn)動(dòng)到室100的后開口103，從而模座24與容器12的前表面相抵靠，如圖17所示。使液壓缸110致動(dòng)，以便使活門104在模架98的前面返回室100。
坯料54的其余部分被用于形成管的后向部分或“箱”形部分。
致動(dòng)液壓缸77，以便使壓機(jī)13和桿部36向前移動(dòng)一個(gè)第三距離。在芯棒的后向部分48和孔28的內(nèi)表面之間的空間確定出一個(gè)第三環(huán)形開口或間隙55。壓機(jī)13向前移動(dòng)一個(gè)第三距離迫使金屬?gòu)呐髁?4穿過第三環(huán)形開口或間隙55。外模26的孔28具有比內(nèi)模20的孔22大的直徑，從而環(huán)形開口或間隙55的厚度大于第二環(huán)形開口或間隙53的厚度。因此，來自坯料54的被迫通過第三開口55的金屬形成管的相對(duì)較厚的后向端部66，如圖18所示。后向端部66的外徑明顯大于管的中間部分64的外徑。此刻，管的擠壓完成。在已擠出管的整個(gè)所需長(zhǎng)度之后，坯料殘留有一小的未擠壓部分。該未擠壓部分由圖18中的參考標(biāo)號(hào)68標(biāo)出。通過起動(dòng)液壓缸69以將芯棒向后移出擠壓管件并通過起動(dòng)液壓缸88以向后移動(dòng)容器12，可在擠壓機(jī)中將未擠壓部分68從管上除去。容器12的向后運(yùn)動(dòng)將坯料的未擠壓部分68推出到孔16之外，并從管的端部上鋸下。優(yōu)選地，使包括未擠壓部分68的擠壓管件向后移動(dòng)一個(gè)很短的距離，以利于去除未擠壓部分68。通過起動(dòng)液壓缸110以將活門104移動(dòng)到室100之外的其非工作位置上而將擠壓管件移去。使模架98穿過前開口99地從室100移開。這使得擠壓管件可從室100通過前開口99被移開?？刹捎美缂羟小?、磨削、火焰切割、激光切割等任何希望采用的手段將未擠壓部分68從擠壓管件的后端上去除。然后，從室100中移去擠壓管件。該擠壓管件為用于后續(xù)精加工的坯料管。管的端部被以傳統(tǒng)的方式開設(shè)螺紋和機(jī)加工，以形成成品管。
參看圖20，圖中表示出一個(gè)總體由參考標(biāo)號(hào)44’標(biāo)出的改進(jìn)的芯棒在管的前向端部的擴(kuò)大步驟中位于容器12中的情況。芯棒44’具有一個(gè)圓柱形的后向端部48’，一個(gè)減徑的圓柱形部分50’和一個(gè)從減徑的中間部分50’向芯棒的前端向外地傾斜的截頭圓錐形部分52’。芯棒44’在芯棒的后向部分和中間部分與芯棒44相同。然而，芯棒44’的截頭圓錐形前向部分與芯棒44的不同。芯棒44’的最前向端部的外徑大于中間部分50的外徑，而小于后向部分48’的外徑。當(dāng)管的初始前向端部62的前端通過芯棒44’的錐形部分52’的前端時(shí)，部分62變成圓柱形，如圖20所示。然而，擴(kuò)大的前向端部62的內(nèi)徑小于管的中間部分64的內(nèi)徑。
由此，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，其新的、要求得到專利權(quán)保護(hù)的內(nèi)容由權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于擠壓具有基本上均一的內(nèi)徑的金屬管的設(shè)備，所述管具有一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)中間部分，所述中間部分的外徑明顯小于所述前向端部和后向端部之一的外徑，所述設(shè)備包括(a)一個(gè)機(jī)架；(b)一個(gè)支撐在機(jī)架上的容器，所述容器具有一個(gè)縱向中心軸線和一個(gè)與所述縱向中心軸線同軸的縱向圓柱形第一孔，該孔用于接收具有一縱向圓柱形孔的圓柱形金屬坯料，所述容器具有一個(gè)與所述第一孔相通的前開口和一個(gè)與所述第一孔相通的后開口；(c)一個(gè)具有一與所述第一孔同軸的圓柱形第二孔的圓柱形內(nèi)模，所述內(nèi)模具有與所述第一孔的直徑相等的外徑，所述第二孔具有比所述第一孔的直徑小的直徑，所述內(nèi)模被沿縱向分成兩個(gè)基本上相等的半模，在所述第一孔內(nèi)與所述前開口一相鄰的一內(nèi)部位置和所述第一孔外側(cè)的一外部位置之間，所述內(nèi)模可沿所述縱向中心軸線移動(dòng)穿過所述前開口；(d)一個(gè)位于所述容器之前且具有一個(gè)縱向圓柱形第三孔的外模組件，所述第三孔與所述第一和第二孔同軸，并且具有比所述第二孔大的直徑，所述外模組件和所述容器之一可沿所述縱向中心軸線在一個(gè)工作位置和一個(gè)非工作位置之間移動(dòng)，在所述工作位置上，所述容器和所述外模組件在所述前開口處相鄰接，在所述非工作位置上，所述外模組件和所述容器充分地間隔開，以使所述內(nèi)模能夠被移動(dòng)到所述外部位置上，以便從所述設(shè)備上拆下；(e)一個(gè)位于所述容器后面并且可沿所述縱向中心軸線朝向和遠(yuǎn)離所述容器地運(yùn)動(dòng)的壓機(jī)，所述壓機(jī)具有一個(gè)面對(duì)所述容器的后開口的圓形前向壓制表面和一個(gè)從所述壓制表面朝所述后開口向前延伸的芯棒，所述壓制表面和所述芯棒與所述第一孔同軸，所述壓制表面具有與所述第一孔的內(nèi)徑基本上上相同的外徑，并留有足夠的間隙，以便使所述壓制表面能夠在所述第一孔內(nèi)縱向移動(dòng)，所述芯棒包括一個(gè)具有比所述第二孔的內(nèi)徑小的外徑的圓柱形后向部分，一個(gè)具有比所述后向部分的外徑小的外徑的圓柱形中間部分，和一個(gè)從所述中間部分向前延伸且外徑從與所述中間部分的外徑相等到與所述后向部分的外徑基本上相等地變化的截頭圓錐形前向部分；以及(f)一個(gè)致動(dòng)器，用于沿所述縱向軸線使所述外模組件和所述容器之一相對(duì)于所述外模組件和所述容器中的另一個(gè)移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述芯棒各部分的縱向長(zhǎng)度相對(duì)于所述內(nèi)模的縱向長(zhǎng)度和特定的坯料長(zhǎng)度而言應(yīng)使得當(dāng)坯料被所述壓機(jī)向前推動(dòng)而與所述內(nèi)模接合并且沿著所述縱向中心軸線將所述壓機(jī)向前推出一個(gè)第一距離而到達(dá)這樣一個(gè)點(diǎn)，即所述后向部分在所述第二孔的后向端部處，用以迫使所述坯料上的金屬圍繞著所述芯棒通過所述第二孔，以便擠壓出所述管的初始前向端部時(shí)，所述中間部分在所述第二孔內(nèi)，其中所述管的初始前向端部具有與所述第二孔的直徑相等的外徑和與所述中間部分的直徑相等的內(nèi)徑，所述壓機(jī)沿所述縱向中心軸線向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)第二距離，同時(shí)所述后向部分在所述第二孔內(nèi)，這使得所述坯料上的金屬被迫圍繞所述芯棒的后向部分通過所述第二孔，以便擠壓出所述管的中間部分，其中所述管的中間部分具有與所述第二孔的內(nèi)徑相等的外徑和與所述后向部分的外徑相等的內(nèi)徑，所述壓機(jī)向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)第二距離還使得所述管的初始前向端部通過了所述芯棒的前向部分，從而使所述初始前向端部相對(duì)于所述縱向中心軸線橫向擴(kuò)大，以成型出所述管的前向端部，其中所述管的前向端部具有與所述芯棒的后向部分的外徑相等的內(nèi)徑和比所述管的中間部分的厚度大的厚度，在從所述設(shè)備上拆下所述內(nèi)模并且同時(shí)所述外模組件位于所述工作位置上后，所述壓機(jī)沿所述縱向中心軸線向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)第三距離，這迫使所述坯料上的金屬圍繞所述芯棒的后向部分地通過所述第三孔，以便擠壓出所述管的后向部分，其中所述管的后向部分具有與所述后向部分的外徑相等的內(nèi)徑和與所述第三孔的內(nèi)徑相等的外徑。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述外模組件包括(a)一個(gè)具有一第四孔的模座，所述模座具有一個(gè)后向端部和一個(gè)前向端部；(b)一個(gè)在所述外模座的后向端部處位于所述第四孔中且包含所述第三孔的外模；以及(c)一個(gè)在所述模座的前向端部處位于所述第四孔中的止動(dòng)件，所述止動(dòng)件具有一個(gè)直徑大于所述第四孔的直徑的圓柱形第五孔。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述芯棒具有一個(gè)后向端部，并且所述壓機(jī)包括(a)一個(gè)殼體，該殼體具有一個(gè)用于容納所述芯棒的室和一個(gè)具有一通向所述室的孔的前向端部；(b)一個(gè)在所述前開口處位于所述殼體的前向端部處的模環(huán)，所述模環(huán)包括所述前向壓制表面和一個(gè)圓柱形孔，所述圓柱形孔的內(nèi)徑與所述芯棒后向部分的外徑基本上相等；以及(c)一個(gè)可操作地連接到所述芯棒的后向端部上的驅(qū)動(dòng)裝置，用于使所述芯棒沿所述縱向中心軸線在一個(gè)向后退回的位置和一個(gè)向前伸出的位置之間移動(dòng)，在所述向后退回的位置上，所述后向部分在所述室內(nèi)，在所述向前伸出的位置上，所述芯棒的后向部分在所述模環(huán)的孔中，并且所述芯棒的剩余部分在所述模環(huán)之前。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)致動(dòng)器，用于沿所述縱向中心軸線使所述外模組件和所述容器之一相對(duì)于所述外模組件和所述容器中的另一個(gè)移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征為，所述致動(dòng)器是一個(gè)流體致動(dòng)器，包括(a)一個(gè)固定到所述機(jī)架上的液壓缸；以及(b)一個(gè)活塞，它可在所述液壓缸中滑動(dòng)并且具有一個(gè)向所述液壓缸后面延伸且可操作地連接到所述容器上的后向端部。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征為，所述一個(gè)第一流體致動(dòng)器在所述縱向中心軸線的一側(cè)，一個(gè)第二流體致動(dòng)器在所述縱向中心軸線的相對(duì)側(cè)，并且所述容器被固定到所述第一和第二流體致動(dòng)器的活塞上。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述外模組件包括(a)一個(gè)具有一與所述縱向中心軸線同軸的中心孔的托架，所述中心孔具有一個(gè)向前開口和一個(gè)向后開口；(b)一個(gè)在所述中心孔中位于所述中心孔的向前開口處的模座，所述模座具有一個(gè)圓柱形第四孔、一個(gè)后向端部和一個(gè)前向端部；以及(c)一個(gè)在所述外模組件的后向端部處位于所述第四孔中且包含所述第三孔的外模；和一個(gè)在所述模座的前向端部處位于所述第四孔中的止動(dòng)件，所述止動(dòng)件具有一個(gè)圓柱形第五孔，該孔的直徑比所述第四孔的直徑大。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征為，所述外模組件進(jìn)一步包括一個(gè)在所述中心孔中且圍繞所述模座的卡環(huán)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征為，所述外模組件進(jìn)一步包括一個(gè)在所述中心孔中且在所述模座之前的固定板，所述固定板具有一個(gè)圓柱形孔，該孔與所述縱向中心軸線同軸并且其直徑比所述第五孔的直徑大，比所述第四孔的直徑小。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征為，所述外模組件進(jìn)一步包括一個(gè)固定到所述固定板上且向前延伸穿過所述中心孔的向前開口的導(dǎo)向管，該導(dǎo)向管具有至少與所述固定板的孔的內(nèi)徑一樣大的內(nèi)徑。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述機(jī)架具有一個(gè)室，該室具有一個(gè)后開口和一個(gè)前開口，所述外模組件位于所述室中，以便沿所述縱向中心軸線縱向移動(dòng)，所述設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)可解脫的止動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于以與所述內(nèi)模有效接觸的方式可脫開地將所述外模組件保持在所述室中。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征為，所述機(jī)架具有一個(gè)橫向孔，該孔相對(duì)于所述縱向中心軸線橫向延伸并且與所述室相交，所述可解脫的止動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)可在一個(gè)工作位置和一個(gè)非工作位置之間滑動(dòng)地安裝在所述橫向孔中的活門，在所述工作位置上，所述活門的至少一部分在所述室中，在非工作位置上，所述活門在所述室之外。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征為，所述可解脫的止動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括一個(gè)致動(dòng)器，用于有選擇地將所述活門移動(dòng)到所述工作位置和所述非工作位置。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征為，所述致動(dòng)器為流體致動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，所述設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)在所述外模組件之前的導(dǎo)向臺(tái)，當(dāng)擠壓所述管時(shí)，它用于對(duì)所述管進(jìn)行支撐和導(dǎo)向。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征為，所述導(dǎo)向臺(tái)具有向上延伸的輥，用于支撐所述擠壓管件。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征為，所述設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)從所述外模組件向所述導(dǎo)向臺(tái)延伸的導(dǎo)向管，用于將所述擠壓管件從所述外模組件導(dǎo)向到所述導(dǎo)向臺(tái)。
19.一種用于一金屬擠壓機(jī)的芯棒，所述金屬擠壓機(jī)用于擠壓金屬管，所述金屬管具有作為第一尺寸的均一內(nèi)徑，一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)在所述前向端部和后向端部之間的中間部分，所述中間部分具有作為第二尺寸的外徑，并且所述后向端部和前向端部分別具有比所述第二尺寸大的外徑，所述芯棒包括(a)一個(gè)圓柱形后向部分，它具有與所述第一尺寸相等的外徑；(b)一個(gè)圓柱形中間部分，它具有明顯小于所述后向部分的外徑的外徑；以及(c)一個(gè)前向部分，該前向部分具有一個(gè)從所述中間部分向前延伸的截頭圓錐形外表面，其外徑從等于所述中間部分的外徑到等于所述后向部分的外徑地變化。
20.一種擠壓一圓柱形金屬管的方法，所述金屬管具有恒定的內(nèi)徑，所述管具有一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)中間部分，所述中間部分的外徑明顯小于所述前向端部和后向端部中的每一個(gè)的外徑，所述方法包括(a)通過將一個(gè)具有圓柱形縱向孔的圓柱形金屬坯料從一個(gè)后開口插向一個(gè)容器的圓柱形第一孔，將所述金屬坯料定位于所述第一孔中，所述第一孔具有一個(gè)縱向中心軸線，所述容器具有一個(gè)通向所述第一孔的前開口并且容納有一個(gè)位于所述第一孔內(nèi)且與所述前開口相鄰的內(nèi)模和一在所述容器外部的與所述前開口相鄰的外模，所述內(nèi)模具有一個(gè)圓柱形第二孔，該孔的直徑比所述第一孔的直徑小，所述外模具有一個(gè)第三孔，該孔的直徑小于所述第一孔的直徑且大于所述第二孔的直徑，所述內(nèi)模和外模均可有選擇地沿所述縱向中心軸線移動(dòng)，所述內(nèi)模包括兩個(gè)可分開的半模；(b)沿所述縱向中心軸線布置一個(gè)壓機(jī)，所述壓機(jī)具有一個(gè)面對(duì)所述容器的圓形前向壓制表面和一個(gè)從所述壓制表面朝所述容器向前延伸的芯棒，所述壓制表面和所述芯棒與所述第一孔同軸，所述壓制表面具有與所述第一孔的內(nèi)徑基本上相同的外徑，并留有足夠的間隙，以便能夠使所述壓制表面在所述第一孔內(nèi)縱向移動(dòng)，所述芯棒具有一個(gè)直徑比所述第二孔小的圓柱形后向部分，一個(gè)直徑比所述后向部分小的圓柱形中間部分，和一個(gè)向前延伸的截頭圓錐形前向部分，其直徑從等于所述中間部分的直徑向等于所述后向部分的直徑地變化；(c)沿所述縱向中心軸線向前移動(dòng)所述壓機(jī)，從而所述芯棒延伸穿過所述坯料的孔，并且所述中間部分位于所述第二孔內(nèi)，以便形成一個(gè)第一環(huán)形開口，當(dāng)所述前向壓制表面第一次與所述坯料接合時(shí)，所述中間部分與所述后向部分的接合處向后地與所述內(nèi)模隔開，以便將所述坯料推壓在所述內(nèi)模上；(d)沿所述縱向中心軸線將所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第一距離至這樣一個(gè)點(diǎn)，即所述中間部分和所述后向部分的接合處位于所述第二孔的后向端部處，以便迫使所述坯料上的金屬穿過所述第一環(huán)形開口，以擠壓出管的初始前向端部，該前向端部具有與所述第二孔的內(nèi)徑相等的外徑及與所述中間部分的外徑相等的內(nèi)徑；(e)在所述后向部分位于所述第二孔內(nèi)的狀態(tài)下沿所述縱向中心軸線將所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第二距離，以形成一個(gè)第二環(huán)形開口，用以迫使所述坯料上的金屬穿過所述第二環(huán)形開口，擠壓出所述管的中間部分，該中間部分具有與所述第二孔的內(nèi)徑相等的外徑及與所述后向部分的直徑相等的內(nèi)徑，并且在所述壓機(jī)向前移動(dòng)所述第二距離的過程中使得管的初始前向端部經(jīng)過所述芯棒的前向部分，從而使所述管的初始前向端部相對(duì)于所述縱向中心軸線地橫向擴(kuò)張到內(nèi)徑等于所述管的中間部分的內(nèi)徑、外徑大于所述管的中間部分的外徑的程度；(f)沿所述縱向中心軸線移動(dòng)所述外模和所述容器之一，從而使所述外模與所述固定容器間隔開一個(gè)至少等于所述內(nèi)模的縱向長(zhǎng)度的距離；(g)從所述第一孔中通過所述前開口地拆下所述內(nèi)模，從而使所述內(nèi)模在所述容器之前；(h)從所述管和芯棒上取下所述內(nèi)模的半模；(i)沿所述縱向中心軸線向后移動(dòng)所述外模和所述容器之一，從而所述外模與所述容器接合并且所述后向部分在所述第三圓形孔內(nèi)，以形成一個(gè)第三環(huán)形開口；(j)沿所述縱向中心軸線使所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第三距離，用于迫使所述坯料上的金屬穿過所述第三環(huán)形開口，以擠壓出所述管的后向端部，該后向端部具有與所述后向部分的外徑相等的內(nèi)徑及與所述第三孔的內(nèi)徑相等的外徑；以及(k)從所述芯棒上卸下所述擠壓管件。
21.如權(quán)利要求20所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，通過使所述芯棒向后沿所述縱向中心軸線移動(dòng)直到所述芯棒位于所述擠壓管件之后為止，將所述擠壓管件從所述芯棒上卸下。
22.如權(quán)利要求20所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在權(quán)利要求20的步驟(f)中，所述容器沿所述縱向中心軸線相對(duì)于所述外模和所述芯棒向后移動(dòng)，用于迫使所述內(nèi)模移出所述第一孔。
23.如權(quán)利要求20所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在所述芯棒向前移動(dòng)了所述第三距離之后，所述坯料的未擠壓部分保留在所述第一孔中，并且所述方法包括下述附加步驟(a)沿所述縱向中心軸線向后移動(dòng)所述芯棒，直到所述芯棒位于所述擠壓管件之后為止；(b)沿所述縱向中心軸線向前移動(dòng)所述外模和所述容器之一，從而使所述外模與所述容器間隔開；以及(c)從所述擠壓管件的后向端部上除出所述坯料的未擠壓部分。
24.如權(quán)利要求23所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在權(quán)利要求23的步驟(b)中，所述容器沿所述縱向中心軸線相對(duì)于所述外模和所述芯棒向后移動(dòng)，用于迫使所述坯料的未擠壓部分離開所述第一孔。
25.一種擠壓圓柱形金屬管的方法，所述金屬管具有作為第一尺寸的均一內(nèi)徑，一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)在所述前向端部和后向端部之間的中間部分，所述中間部分具有作為第二尺寸的外徑，并且所述后向端部和前向端部分別具有比所述第二尺寸大的外徑，所述方法包括下述步驟(a)在一個(gè)容器的一圓柱形孔中將一個(gè)圓柱形金屬坯料壓過一個(gè)第一環(huán)形開口，所述開口具有小于所述第一尺寸的內(nèi)徑和等于所述第二尺寸的外徑，以便擠壓出所述管的內(nèi)徑小于所述第一尺寸的初始前向端部；(b)在所述孔中將所述金屬坯料擠壓過一個(gè)第二環(huán)形開口，所述開口具有等于所述第一尺寸的內(nèi)徑及等于所述第二尺寸的外徑，以便擠壓出所述管的中間部分；(c)將所述管的初始前向端部移過一芯棒，所述芯棒具有一個(gè)截頭圓錐形外表面，其形狀可用于擴(kuò)張所述管的初始前向端部，以形成內(nèi)徑等于所述第一尺寸且外徑大于所述第二尺寸的所述管的前向端部；以及(d)在所述孔中將所述金屬坯料擠壓過一個(gè)第三環(huán)形開口，所述開口的內(nèi)徑等于所述第一尺寸，外徑大于所述第三尺寸，以擠壓出所述管的后向端部。
26.一種用于擠壓金屬管的設(shè)備，所述金屬管具有一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)中間部分，所述中間部分的外徑明顯小于所述前向端部和后向端部中的每一個(gè)的外徑，所述前向端部的內(nèi)徑小于所述后向端部和所述中間部分中的每一個(gè)的內(nèi)徑，所述設(shè)備包括(a)一個(gè)機(jī)架；(b)一個(gè)支撐在機(jī)架上的容器，所述容器具有一個(gè)縱向中心軸線和一個(gè)與所述中間縱向軸線同軸的縱向圓柱形第一孔，該孔用于接納具有一縱向圓柱形孔的圓柱形金屬坯料，所述容器具有一個(gè)與所述第一孔相通的前開口和一個(gè)與所述第一孔相通的后開口；(c)一個(gè)具有一與所述第一孔同軸的圓柱形第二孔的圓柱形內(nèi)模，所述內(nèi)模具有與所述第一孔的直徑相等的外徑，所述第二孔具有比所述第一孔的直徑小的直徑，所述內(nèi)模被沿縱向分成兩個(gè)基本上相等的半模，在一個(gè)位于所述第一孔內(nèi)且與所述前開口相鄰的內(nèi)部位置和一個(gè)位于所述第一孔外側(cè)的外部位置之間，所述內(nèi)?？裳厮隹v向中心軸線移動(dòng)穿過所述前開口；(d)一個(gè)位于所述容器之前且具有一個(gè)縱向圓柱形第三孔的外模組件，所述第三孔與所述第一和第二孔同軸，并且具有比所述第二孔大的直徑，所述外模組件和所述容器之一可沿所述縱向中心軸線在一個(gè)工作位置和一個(gè)非工作位置之間移動(dòng)，其中在工作位置上，所述容器和所述外模組件在所述前開口處相抵靠，在非工作位置上，所述外模組件和所述容器充分地間隔開，以使所述內(nèi)模能夠被移動(dòng)到所述外部位置上，以便從所述設(shè)備上拆下；(e)一個(gè)位于所述容器后面并且可沿所述縱向中心軸線朝向和遠(yuǎn)離所述容器地運(yùn)動(dòng)的壓機(jī)，所述壓機(jī)具有一個(gè)面對(duì)所述容器的后開口的圓形前向壓制表面和一個(gè)從所述壓制表面朝所述后開口向前延伸的芯棒，所述壓制表面和所述芯棒與所述第一孔同軸，所述壓制表面具有與所述第一孔的內(nèi)徑基本上上相同的外徑，并留有足夠的間隙，以便使所述壓制表面能夠在所述第一孔中縱向移動(dòng)，所述芯棒包括一個(gè)具有比所述第二孔的內(nèi)徑小的外徑的圓柱形后向部分，一個(gè)具有比所述后向部分的外徑小的外徑的圓柱形中間部分，和一個(gè)從所述中間部分向前延伸的截頭圓錐形前向部分，該部分的外徑從等于所述中間部分的外徑到大于所述中間部分的外徑且小于所述后向部分的外徑地變化；以及(f)一個(gè)致動(dòng)器，用于沿所述縱向軸線使所述外模組件和所述容器之一相對(duì)于所述外模組件和所述容器中的另一個(gè)移動(dòng)。
27.一種用于金屬擠壓機(jī)的芯棒，所述金屬擠壓機(jī)用于擠壓金屬管，所述金屬管具有作為第一尺寸的均一內(nèi)徑，一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)在所述前向端部和后向端部之間的中間部分，所述中間部分具有作為第一尺寸的內(nèi)徑和作為第二尺寸的外徑，所述后向端部和前向端部分別具有比所述第二尺寸大的外徑，所述前向端部具有小于所述第一尺寸的內(nèi)徑，所述芯棒包括(a)一個(gè)圓柱形后向部分，它具有與所述第一尺寸相等的外徑；(b)一個(gè)圓柱形中間部分，它具有明顯小于所述后向部分的外徑的外徑；以及(c)一個(gè)前向部分，該前向部分具有一個(gè)從所述中間部分向前延伸的截頭圓錐形外表面，其外徑從等于所述中間部分的外徑到小于所述第一尺寸且大于所述中間部分的外徑地變化。
28.一種擠壓一圓柱形金屬管的方法，所述金屬管具有一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)中間部分，所述中間部分的外徑明顯小于所述前向端部和后向端部中的每一個(gè)的外徑，所述前向端部具有小于所述后向端部和所述中間部分中的每一個(gè)的內(nèi)徑的內(nèi)徑，所述方法包括(a)通過將一個(gè)具有一圓柱形縱向孔的圓柱形金屬坯料從一個(gè)后開口插至一個(gè)容器的圓柱形第一孔，將所述金屬坯料置于所述第一孔中，所述第一孔具有一個(gè)縱向中心軸線，所述容器具有一個(gè)通向所述第一孔的前開口并且容納有一個(gè)在所述第一孔中且與所述前開口相鄰的內(nèi)模和一個(gè)在所述容器外部且與所述前開口相鄰的外模，所述內(nèi)模具有一個(gè)圓柱形第二孔，該孔具有比所述第一孔的直徑小的直徑，所述外模具有一個(gè)第三孔，該孔具有小于所述第一孔的直徑且大于所述第二孔的直徑的直徑，所述內(nèi)模和外模均可有選擇地沿所述縱向中心軸線移動(dòng)，所述內(nèi)模包括兩個(gè)可分開的半模；(b)沿所述縱向中心軸線布置一個(gè)壓機(jī)，所述壓機(jī)具有一個(gè)面對(duì)所述容器的圓形前向壓制表面和一個(gè)從所述壓制表面朝所述容器向前延伸的芯棒，所述壓制表面和所述芯棒與所述第一孔同軸，所述壓制表面具有與所述第一孔的內(nèi)徑基本上相同的外徑，并留有足夠的間隙，以便能夠使所述壓制表面在所述第一孔中縱向移動(dòng)，所述芯棒具有一個(gè)外徑比所述第二孔的內(nèi)徑小的圓柱形后向部分，一個(gè)直徑比所述后向部分小的圓柱形中間部分，和一個(gè)從所述中間部分向前延伸的截頭圓錐形前向部分，其外徑從等于所述中間部分的外徑向大于所述中間部分的外徑且小于所述后向部分的直徑地變化；(c)沿所述縱向中心軸線向前移動(dòng)所述壓機(jī)，從而所述芯棒延伸穿過所述坯料的孔，并且所述中間部分位于所述第二孔中，以便形成一個(gè)第一環(huán)形開口，當(dāng)所述前向壓制表面第一次與所述坯料接合時(shí)，所述中間部分與所述后向部分的接合處被向后地與所述內(nèi)模隔開，以便將所述坯料推壓在所述內(nèi)模上；(d)沿所述縱向中心軸線將所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第一距離至這樣一個(gè)點(diǎn)，即所述中間部分和所述后向部分的接合處位于所述第二孔的后向端部處，以便迫使所述坯料上的金屬穿過所述第一環(huán)形開口，擠壓出管的初始前向端部，該前向端部具有與所述第二孔的內(nèi)徑相等的外徑及與所述中間部分的外徑相等的內(nèi)徑；(e)在所述后向部分位于所述第二孔內(nèi)的狀態(tài)下沿所述縱向中心軸線將所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第二距離，以形成一個(gè)第二環(huán)形開口，用于迫使金屬?gòu)乃雠髁洗┻^所述第二環(huán)形開口，擠壓出所述管的中間部分，該中間部分具有與所述第二孔的內(nèi)徑相等的外徑及與所述后向部分的直徑相等的內(nèi)徑，并且在所述壓機(jī)向前移動(dòng)了所述第二距離的過程中使得管的初始前向端部經(jīng)過所述芯棒的前向部分，從而使所述管的初始前向端部相對(duì)于所述縱向中心軸線橫向擴(kuò)張到內(nèi)徑小于所述管的中間部分的內(nèi)徑、外徑大于所述管的中間部分的外徑的程度；(f)沿所述縱向中心軸線移動(dòng)所述外模和所述容器之一，從而使所述外模與所述固定容器間隔開一個(gè)至少等于所述內(nèi)模的縱向長(zhǎng)度的距離；(g)從所述第一孔中通過所述前開口地拆下所述內(nèi)模，從而使所述內(nèi)模在所述容器之前；(h)從所述管和芯棒上拆下所述內(nèi)模的半模；(i)沿所述縱向中心軸線向后移動(dòng)所述外模和所述容器之一，以便所述外模與所述容器接合并且所述后向部分在所述第三圓形孔內(nèi)，以形成一個(gè)第三環(huán)形開口；(j)沿所述縱向中心軸線使所述壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第三距離，用于迫使金屬?gòu)乃雠髁洗┻^所述第三環(huán)形開口，以便擠壓出所述管的后向端部分，該后向端部具有與所述后向部分的外徑相等的內(nèi)徑及與所述第三孔的內(nèi)徑相等的外徑；以及(k)從所述芯棒上卸下所述擠壓管件。
29.如權(quán)利要求28所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，通過使所述芯棒向后沿所述縱向中心軸線移動(dòng)直到所述芯棒位于所述擠壓管件之后為止，將所述擠壓管件從所述芯棒上卸下。
30.如權(quán)利要求28所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在權(quán)利要求20的步驟(f)中，所述容器沿所述縱向中心軸線相對(duì)于所述外模和所述芯棒向后移動(dòng)，用于迫使所述內(nèi)模移出所述第一孔。
31.如權(quán)利要求28所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在所述芯棒向前移動(dòng)了所述第三距離之后，所述坯料的未擠壓部分保留在所述第一孔中，并且所述方法包括下述附加步驟(a)沿所述縱向中心軸線向后移動(dòng)所述芯棒，直到所述芯棒位于所述擠壓管件之后為止；(b)沿所述縱向中心軸線向前移動(dòng)所述外模和所述容器之一，從而使所述外模與所述容器間隔開；并且(c)從所述擠壓管件的后向端部除出所述坯料的未擠壓部分。
32.如權(quán)利要求31所述的擠壓金屬管的方法，其特征為，在權(quán)利要求23的步驟(b)中，所述容器沿所述縱向中心軸線相對(duì)于所述外模和所述芯棒向后移動(dòng)，用于迫使所述坯料的未擠壓部分離開所述第一孔。
33.一種擠壓一圓柱形金屬管的方法，所述金屬管具有一個(gè)前向端部、一個(gè)后向端部和一個(gè)在所述前向端部和后向端部之間的中間部分，所述中間部分具有作為第一尺寸的內(nèi)徑和作為第二尺寸的外徑，所述后向端部具有作為所述第一尺寸的內(nèi)徑和大于所述第二尺寸的外徑，所述前向端部具有大于所述第二尺寸的外徑和作為第三尺寸的小于所述第一尺寸的內(nèi)徑，所述方法包括下述步驟(a)在一個(gè)容器的圓柱形孔中將一個(gè)圓柱形金屬坯料壓過一個(gè)第一環(huán)形開口，所述開口具有小于所述第三尺寸的內(nèi)徑和等于所述第二尺寸的外徑，以擠壓出所述管的內(nèi)徑小于所述第三尺寸的初始前向端部；(b)在所述孔中將所述金屬坯壓過一個(gè)第二環(huán)形開口，所述開口具有等于所述第一尺寸的內(nèi)徑及等于所述第二尺寸的外徑，以擠壓出所述管的中間部分；(c)將所述管的初始前向端部移過一芯棒，所述芯棒具有一個(gè)截頭圓錐形外表面，其形狀可用于擴(kuò)張所述管的初始前向端部，以形成所述管的內(nèi)徑等于所述第三尺寸且外徑大于所述第二尺寸的前向端部；以及(d)在所述孔中將所述金屬坯料壓過一個(gè)第三環(huán)形開口，所述開口的內(nèi)徑大于所述第一尺寸，外徑大于所述第二尺寸，以擠壓出所述管的后向端部。
全文摘要
用于擠壓金屬管的設(shè)備和方法,該金屬管具有均一的內(nèi)徑,前向端部和后向端部62、66,這兩個(gè)部分比管的中間部分(64)厚。具有一個(gè)孔(56)的金屬坯料(54)被插入一個(gè)靜止容器(12)的端部敞開的圓柱形孔中。坯料(54)借助一個(gè)壓機(jī)(13)在容器(12)的孔內(nèi)軸向移動(dòng),該壓機(jī)包括一個(gè)壓制表面(38、39)和一個(gè)芯棒(44),所述芯棒從壓制表面穿過朝向坯料(54)的孔地向前延伸。芯棒(44)具有一個(gè)圓柱形的大直徑后向部分(48),一個(gè)圓柱形的小直徑中間部分(50)和一個(gè)向前、向外傾斜的前向部分(52)。通過使壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第一距離,迫使坯料(54)的金屬圍繞著芯棒(44)的中間部分(50)地穿過對(duì)開的可動(dòng)第一模具(20)的小直徑孔,以形成管的初始前向端部(62)。使壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第二距離,以迫使金屬?gòu)呐髁蠂@著芯棒的后向部分(48)地穿過第一模具(51)的孔,用于擠壓出管的中間部分(64)并且使管的初始前向端部(62)經(jīng)過芯棒的傾斜前向部分(52),以形成管的前向端部(62)。使壓機(jī)向前移動(dòng)一個(gè)第三距離,以迫使坯料上的金屬圍繞著芯棒的后向部分(48)地通過第二模具(53)的相對(duì)較大的孔,形成管的后向端部(66)。
文檔編號(hào)B21C23/08GK1326387SQ99813407
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期1999年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月9日
發(fā)明者唐納德·P·薩萊姆 申請(qǐng)人:懷曼戈登公司