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1、水平连铸水平连铸-行星轧制行星轧制-盘管拉伸加工生产内螺纹铜盘管拉伸加工生产内螺纹铜盘管的成形工序盘管的成形工序提示：提示：内螺纹管成形加工方法和设备有如下几种。 (1)盘拉旋压法。此法在内螺纹成形加工中用得最多。这种方法与光盘管拉伸方法和设备基本相似，只是把模座、模盒改为旋压头。由于拉伸速度要与旋压速度相匹配，故内螺纹成形盘拉机的线速度较低。此外，内螺纹在成形时，主要是把盘管内表面旋压出齿形，外径变形量很小，壁厚几乎不变内螺纹管成形加工方法和设备有如下几种。(1)盘拉旋压法。此法在内螺纹成形加工中用得最多。这种方法与光盘管拉伸方法和设备基本相似，只是把模座、模盒改为旋压头。由于拉伸速度要与旋
2、压速度相匹配，故内螺纹成形盘拉机的线速度较低。此外，内螺纹在成形时，主要是把盘管内表面旋压出齿形，外径变形量很小，壁厚几乎不变，故其拉伸力也小，主电机功率也大为减小。(2)V 形槽盘拉旋压法。这种方法所采用的设备是 V 形槽盘拉内螺纹铜管成形机组。它与盘拉机在内螺纹旋压成形部分均一样，只是把复杂庞大的盘拉机改成一个简单的带有 V 形槽的一个盘，盘的下部有一个驱动装置。它带动管坯通过旋压头（高速直线电机）拉出的内螺纹铜管包在 V 形槽内一圈（包角 285），并由一套两个压辊压紧，靠摩擦力与包角的作用拉着管子随 V 形槽盘旋转并于进口处呈直角方向出来，之后由收卷盘收卷。此法突出的特点是设备简单，无
3、需地基，设备重量轻，制造成本低，设备价格便宜。(3)XR-内螺纹铜管拉伸成型机组成形法。这种成形机组由江苏兴荣高新科技公司研制。其主传动由上、下两组履带式传送带，每节带上装有对称一致的夹块组成，几十对夹块靠摩擦力夹着管子向前运动。其最大特点是整个拉伸过程直线进行，不存在盘拉时的弯曲应力。(4)轻型内螺纹旋压成型盘拉机成形法。这种成形方法的盘拉机是由苏州冶金设备公司开发的。其结构基本上与内螺纹盘拉机一样，只是轻型化了，主电机更小一些。为防止拉伸力不够，在被拉盘管的外面有一段窄布带压着它，以增加摩擦力。内螺纹盘拉机技术参数见表 7-13。表 7-13 内螺纹盘拉机的技术参数(5)舒马格内螺纹联合拉
4、伸机组成形法。这种内螺纹成形法是德国舒马格公司在其原有的联合拉伸机组的前面加装上一套内螺纹旋压设备组成了舒马格内螺纹联合拉伸机组。整个拉伸过程是在直线拉伸状态下完成的，被拉管子无弯曲应力，是目前最好的内螺纹管生产方式。但是其制造成本高，售价亦相应较高。(6)行星球模旋压成形法。通过各种方式试验，内螺纹旋压成形法中最为成熟的方法是行星球模旋压法。这种方法技术先进、工艺稳定。行星球模旋压成形的特点。如图 7-20 所示是行星球模旋压法加工内螺纹的工艺示意图。行星球模旋压法是采用钢球进行内螺纹旋压起槽，由于钢球与管材是点接触，且产生行星式转动，因此所需拉伸力低，球的使用寿命长；同时，钢球安装简单，整
5、个旋模结构小、重量轻、转动惯量低，有利于提高球模的旋转速度；适合于高速拉伸；再者，钢球加工难度低，易生产，可降低生产成本；更重要的是钢球尺寸均匀性好，对中方便。安装精度高，使成形后的内螺纹铜管质量稳定，外表粗糙度小，内螺纹精度高。成形工艺。行星球模旋压成形工艺由游动芯头预拉伸-行星钢球沿衬有螺纹芯头的管材外壁高速旋压一定径模定径并消除管材外表上的钢球压痕三个连续步骤组成，也就是通常说的“减径、旋压、定径”的“三级变形”工艺，如图 7-21 所示。图 7-20 行星球模旋压法加工内螺纹管的示意图1-管坯；2-预拉伸模；3-游动芯头；4-带沟槽的芯头；5-连杆；6-滚珠；7-定径拉伸模；8-芯杆图
6、 7-21 行星球模旋压法示意图1-管坯；2-游动芯头；3-减径外模；4-旋压环；5-钢球；6-螺纹芯头；7-定径外模；8-内螺纹管a减径预拉伸。游动芯头预拉伸变形与普通光面铜管的拉伸变形相同，有减径、变壁和定径变形过程。设置游动芯头拉伸的目的是固定螺纹芯头。螺纹芯头在工作中，由于铜管内壁的金属在螺纹成形时产生流动，对芯头产生轴向推力，必须设法固定才能使螺纹芯头保持在钢球的工作区域内，用连杆将游动芯头与螺纹芯头连接，可使螺纹芯头随游动芯头一道稳定在工作位置上，螺纹芯头在工作时也能以连杆为轴转动。b旋压成形。当行星钢球在衬有螺纹芯头的区段内，沿管坯外表面碾过时，压迫金属流动，使芯头的槽隙充满，在
7、管材的内壁上形成沟槽状的螺纹。旋压内螺纹管的旋压装置的结构形式是经过不断改进而研制成功的，以现行使用的空心电动机传动方式最为先进合理；如图 7-20 所示。旋压装置被固定在电动机的空心轴上，通过调整电动机的电流频率来改变电动机的转速，使旋压与拉伸速度相匹配，拉伸速度与电动机的旋转速度的关系式如下。v=nFd (7-22)式中 v-拉伸速度，mm/minn-电动机的转速，r/min；Fd-进给量，即电动机自转一周，管子在螺纹芯头上移动的距离，mm/r。显然，拉伸速度的提高取决于电动机的转速。目前，国内外用于生产内螺纹管的成形设备（图 7-22），其空心电动机的转速一般在 20000r/min 左
8、右。拉伸速度仍维持在 50m /min 左右。也有用转速为 35000r/min 电机的，其拉伸速度已达 80m/min 左右。因此，要提高生产率，就必须解决电动机的高转速问题、相应的冷却问题、高速下模具的平衡问题等。图 7-22 内螺纹成形装置结构示意图1-矫直辊；2-减径拉伸；3-滚珠旋轮；4-空心轴高速调频电机；5-定径拉伸旋压模具的设计是旋压成形的核心技术，其中行星钢球直径与数量的选择是极为重要的。钢球直径越大，旋压阻力越小，但势必造成旋压装置的重量加大，设备高速转动平衡难以控制；钢球直径过小，则旋压阻力增大，易造成打滑现象，也会影响管子的表面质量；而行星钢球的数量会直接影响加工量的大
9、小：同时钢球的直径和数量决定了旋压环的尺寸，而旋压环的最佳尺寸必须确保球模在高速旋转工作状态时的稳定性，最大限度地减小摆震和成齿变形区的长度，充分实现最高的球模转速及管材与钢球之间的最小摩擦力。旋压环是滚球运行的轨道，其圆度、粗糙度和尺寸要求都很高，钢球直径和数量选择的原则是充分考虑旋压的顺利进行。目前一般有 4 球工艺、5 球工艺和 6 球工艺，拉制不同参数的铜管也应采用最合适的工艺。实际操作中，钢球与钢球之间留有一定的间隙，保证钢球不跳动又能顺利自转，一般取 0. 02mm。在选配旋压模具时，首先依据产品的底壁厚的技术要求，计算螺纹芯头的外径尺寸，然后根据内螺纹芯头外径尺寸设计内螺纹芯头上
10、具体的齿形参数。在实际操作中，要充分考虑到行星球模的自由转动灵活性和产品尺寸的可调整性，螺纹芯头的外径实际尺寸要比计算出的尺寸大 0. 010.02 mm 为宜。c定径拉伸 管材在旋压后，外面留有较深的钢球压痕，增加一道空拉，便可消除，提高铜管表面粗糙度，进一步控制外径尺寸。注意在定径过程中，螺旋角度会随直径而变小，螺纹芯头设计时应充分考虑此点。空拉后，管材表面的粗糙度可降到 0.70. 8m 以下。“三级变形”工艺既能使变形抗力降低到最小，又能保证内螺纹的最终外形尺寸和增加外表面的光洁度。据实践，三级变形中的拉力的分配，一般是第一级减径变形占 65%，第二级旋压变形占 25%，第三级定径变形
11、占 10%。d行星球模旋压成型的润滑 旋压成形中，由于钢球与管材是点接触，变形区接触面积小，且钢球是高速运转的，因此钢球极易磨损并产生大量摩擦热，这不仅会影响模具寿命，增大阻力，而且还直接影响产品的表面质量，所以，在行星球模旋压成形内螺纹过程中，必须确保旋压变形区具有充分的冷却和润滑，以保证产品质量的稳定性。实例 以加工 9. 52mm0.35mm 成品内螺纹为例。管坯规格一般选用 12. 7mm0.43mm，减径变形后尺寸为 11. 52mm0.43mm旋压变形后尺寸为 11. 11mm0.35mm，定径后直径至成品尺寸，9. 52mm0.35mm。根据上述变形要求来设计各变形环节的模具、芯
12、头。以 9. 52mm0.35mm、7. 94mm0.32mm、7mm0.32mm 三个规格为例，齿形参数与模具列于表 7 -14 中。表 7-14 内螺纹成品、管坯和模具尺寸参数模具的技术要求基本与光盘管的拉模一样，仅减径模的定径区要稍短些，定径模无明显的压缩区，定径区也稍长些。此外，定径后的成品外径尺寸要比定径模孔尺寸稍小些，所以在加工时，定径模孔比名义成品外径稍大些。旋压模由旋压环和置于其中的钢球组成。旋压环是钢球的旋转辊道。在高速下运转。所以其内表面粗糙度和尺寸精度要求非常高。钢球相当一个旋转模。一般大都采用 5 球或 6球，5 球加工率小些，所耗功率也小些，6 球加工率可大些，耗功率
13、也大些。内螺纹芯头材料为硬质合金。好的内螺纹芯头，目前每个可生产内螺纹管 15t。(7)内螺纹管的精整和探伤。经旋压成形后的内螺纹铜管是散盘，需要进行复绕精整。所采用的复绕机和光盘管完全一样。仅在涡流探伤上有所区别，探头不是通过式而是旋转探头，当然探伤仪要与之匹配。国内所采用的旋转探伤仪，大都是德国 FOERSTER 公司的产品，也有美国 MAC 公司的产品。德国的产品：信噪比 3:1，噪声 9.5dB;旋转头的转速为 1800r/ min。而美国的产品的转速为 6000r/min，所以其灵敏度与精度更高。旋转探伤仪主要用来检测被测盘管表面与沿管子长度方向的缺陷（通称之为线性缺陷）。(8)内螺纹管水平缠绕工序 同 7.5.2.6 的水平缠绕工序。(9)成品退火工序。(10)检查和包装入库。
