[发明专利]一种螺旋肋包壳管扭转成形装置及成形方法

权利要求书

1.一种螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述装置包括拉拔机构、螺旋外模、内模和拉拔机架；

所述拉拔机构，用于牵引金属带直肋坯料管轴向运动，所述拉拔机构包括电推缸；

所述螺旋外模，用于完成金属带直肋坯料管的扭转成形；所述螺旋外模为中空结构，具有入口段和成形段，入口段与成形段横截面形状一致，入口段设置有直带肋槽，成形段设置有带导程肋槽；所述螺旋外模的孔内径6mm，肋槽高度为0.7mm，肋槽宽度为0.5mm，成形段导程长度为20mm；所述螺旋肋包壳管的导程为400mm；

所述内模，用于扭转成形过程中金属带直肋坯料管内壁的支撑，防止金属带直肋坯料管内径变形；所述内模为圆柱形，外径为5mm；

所述拉拔机构、螺旋外模、内模均固定安装在所述拉拔机架上；

旋转外模的转动角速度和电推缸的拉拔速度满足如下关系：

其中，ω为螺旋外模转动角速度；V为电推缸拉拔速度；S为螺旋肋包壳管导程；D为螺旋肋包壳管水平投影圆直径。

2.如权利要求1所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述螺旋外模安装于拉拔机架的方式为：所述螺旋外模安装于旋转法兰的法兰孔内，旋转法兰安装在深沟球轴承内，深沟球轴承安装在所述拉拔机架上；

旋转法兰在驱动装置或手动控制下，能在深沟球轴承内绕轴旋转，带动所述螺旋外模同步旋转。

3.如权利要求2所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述螺旋外模外表面加工有键槽，使用平键和所述键槽配合实现螺旋外模与旋转法兰的可拆卸连接。

4.如权利要求1所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述拉拔机构还包括夹头，夹头用于夹持金属带直肋坯料管的缩头，夹头安装在电推缸上，电推缸安装在拉拔机架上。

5.如权利要求1所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述内模尾部加工有螺纹，并通过螺纹安装在长螺栓头部的螺纹孔内；长螺栓通过两个螺母与拉拔机架固定；两个螺母能调整长螺栓的轴向位置，从而调节所述内模轴向位置。

6.如权利要求1-3任一项所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，其特征在于，所述外模为两部分，分别为上模和下模，上模和下模通过定位销固定连接。

7.一种螺旋肋包壳管扭转成形方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的螺旋肋包壳管扭转成形装置，所述方法包括：

S1、金属带直肋坯料管准备：将直肋包壳管固溶软化处理，处理完后使用缩头机缩小顶端尺寸使其能通过螺旋外模的中空部；

S2、润滑预处理：对经缩头处理后的金属带直肋坯料管、螺旋外模、内模进行扭转成形前润滑预处理，金属带直肋坯料管内部充润滑油；

S3、拉拔及扭转成形：将经润滑预处理后的金属带直肋坯料管的缩头端穿入螺旋外模，使用拉拔机构的夹头夹持，金属带直肋坯料管内加入内模；设定电推缸的拉拔速度和旋转外模的旋转角速度，在电推缸的拉力及螺旋外模的旋转下扭转成形，得到成品管；

S4、成品管处理：将步骤S3处理后的成品管的头部切除，去除成品管内部润滑油，最后将成品管进行光亮热处理软化，即得符合要求的螺旋肋包壳管。

8.如权利要求7所述的螺旋肋包壳管扭转成形方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属带直肋坯料管的材质为316L不锈钢。

9.如权利要求7所述的螺旋肋包壳管扭转成形方法，其特征在于，步骤S3中，旋转外模的转动角速度和电推缸的拉拔速度满足如下关系：

其中，ω为螺旋外模转动角速度；V为电推缸拉拔速度；S为螺旋肋包壳管导程；D为螺旋肋包壳管水平投影圆直径。