本發(fā)明涉及金屬材料加工領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝。

背景技術(shù)：

無(wú)縫氣瓶的成型工藝主要有三種：鋼管熱旋壓、鋼坯熱拉拔和鋼板沖壓成型。鋼管熱旋壓工藝由于技術(shù)上本身存在缺陷，國(guó)際先進(jìn)國(guó)家正逐步淘汰該工藝；鋼板沖壓成型由于材料利用率低和環(huán)保因素，成本一直居高不下。采用鋼瓶熱拉拔工藝是目前最為通用的無(wú)縫鋼瓶生產(chǎn)工藝，目前全球上熱拉拔氣瓶的工藝只有一種：臥式熱拉拔工藝。由于其拉拔時(shí)，工件和模具成水平狀態(tài)，其模具和工件收到了重力的強(qiáng)烈影響，加上模具上下表面冷卻不均，導(dǎo)致了拉拔的壁厚極差較大；同時(shí)由于工具和模具呈水平狀態(tài)，工件內(nèi)壁和模具上表面的異物在快節(jié)奏的熱拉拔過(guò)程很難清理干凈，導(dǎo)致了工件表面質(zhì)量相對(duì)較差和模具的過(guò)度磨損，增加的制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述問(wèn)題提供一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，它能夠減小無(wú)縫氣瓶瓶體壁厚偏差，提高無(wú)縫氣瓶質(zhì)量和模具使用壽命，同時(shí)降低了成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，包括如下的步驟：

(1)、立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1100-1200℃沿模具中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出水桶狀的熱瓶坯；

(2)、熱瓶坯內(nèi)壁吹掃：沖盲孔后，用機(jī)械手快速的將熱瓶坯從沖孔機(jī)模具內(nèi)取出并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑為5-15mm的高壓空氣管深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為0.7-1.5mpa的壓縮空氣向熱瓶坯內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間2-4s；

(3)、立式熱拉拔：熱瓶坯內(nèi)壁吹掃完畢后，首先用機(jī)械手將熱瓶坯放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿上，所述熱瓶坯是口部朝下套在熱拉拔模桿上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落；然后進(jìn)行熱拉拔，通過(guò)拉拔上模具組自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯外徑和壁厚拉拔至要求的尺寸；

(4)、回程退料：熱瓶坯拉拔至要求尺寸后，拉拔上模具組開(kāi)始回程退料，退料速度為350-450mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶完整從拉拔模桿上脫離，并用機(jī)械手將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序。

進(jìn)一步優(yōu)化方案為，所述立式?jīng)_孔機(jī)包括相互配合的穿孔模具上模和穿孔模具下模，穿孔模具下模用于放置熱瓶坯棒料，穿孔模具上?？焖傧滦袑崞颗靼袅蠜_沖壓出水桶狀的熱瓶坯，所述穿孔上模具快速下行的下行速度為60-150mm/s。

進(jìn)一步優(yōu)化方案為，所述步驟(3)為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿溫度保持在200℃-350℃之間，熱瓶坯的溫度保持在950-1100℃之間。

進(jìn)一步優(yōu)化方案為，所述步驟(3)中上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為350-450mm/s。

進(jìn)一步優(yōu)化方案為，所述步驟(4)中拉拔上模具組退料回程的過(guò)程中，上模具組自帶的冷卻潤(rùn)滑裝置向拉拔模桿噴水基石墨冷卻液，對(duì)拉拔模桿進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，準(zhǔn)備下一次熱拉拔過(guò)程。

較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明減小了無(wú)縫氣瓶瓶體壁厚偏差。采用立式熱扒拉成型工藝，有效的減小了模具自重帶來(lái)的偏心，縮小了壁厚極差，能有效的將瓶體壁厚極差控制在10％以內(nèi)，偏差值明顯低于管制瓶和臥式熱拉拔的瓶體。于此同時(shí)，由于壁厚極差的減小，產(chǎn)品投料重量對(duì)應(yīng)縮小約5％，瓶體重量也相應(yīng)減小。

(2)本發(fā)明顯著提高了產(chǎn)品內(nèi)外觀質(zhì)量。由于立式熱拉拔的模具是站立的，熱拉拔成型過(guò)程中模具表面的氧化皮和異物脫落無(wú)法粘附在模具表，避免了異物對(duì)工件表面劃傷，提高了產(chǎn)品內(nèi)外觀質(zhì)量。

(3)本發(fā)明提高了模具的使用壽命。由于表面沒(méi)有異物粘附，減少拉拔過(guò)程中異物對(duì)模具的劃傷概率，模具的首次維修時(shí)間間隔增加了120％以上，期間維修時(shí)間間隔增加了100％以上，同時(shí)維修量大幅減小，對(duì)模具的尺寸影響也小，提高了模具的使用壽命。

(4)本發(fā)明降低了生產(chǎn)成本。由于鋼瓶投料重量降低，材料成本也相應(yīng)降低；同時(shí)工件表面質(zhì)量提升和模具的使用壽命提升，也間接的減少了打磨工序成本和模具使用成本。因此采用立式拉拔成型工藝的鋼瓶，其綜合成本相比臥式拉拔降低約10％左右。

附圖說(shuō)明

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中符號(hào)說(shuō)明：1、穿孔模具上模；2、熱瓶坯；3、穿孔模具下模；4、機(jī)械手；5、高壓空氣管；6、拉拔上模具組；7、拉拔模桿；8、沖拔瓶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

(一)具體實(shí)施方式如下：

請(qǐng)參閱圖1所示，一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，包括如下的步驟：

(1)、立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1100-1200℃沿模具中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出水桶狀的熱瓶坯2；所述立式?jīng)_孔機(jī)包括相互配合的穿孔模具上模1和穿孔模具下模3，穿孔模具下模3用于放置熱瓶坯棒料，穿孔模具上模1快速下行將熱瓶坯棒料沖沖壓出水桶狀的熱瓶坯2，所述穿孔上模具1快速下行的下行速度為60-150mm/s。

(2)、熱瓶坯內(nèi)壁吹掃：沖盲孔后，用機(jī)械手4快速的將熱瓶坯2從沖孔機(jī)模具內(nèi)取出并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑為5-15mm的高壓空氣管5深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為0.7-1.5mpa的壓縮空氣向熱瓶坯2內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間2-4s。

(3)、立式熱拉拔：熱瓶坯2內(nèi)壁吹掃完畢后，首先用機(jī)械手4將熱瓶坯2放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿7上，所述熱瓶坯2是口部朝下套在熱拉拔模桿7上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯2內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落；為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿溫度保持在200℃-350℃之間，熱瓶坯的溫度保持在950-1100℃之間。然后進(jìn)行熱拉拔，通過(guò)立式拉拔機(jī)的拉拔上模具組6自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯2外徑和壁厚拉拔至要求的尺寸；上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為350-450mm/s。

(4)、回程退料：熱瓶坯2拉拔至要求尺寸后，拉拔上模具組6開(kāi)始回程退料，退料速度為350-450mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶8完整從拉拔模桿上脫離，并用機(jī)械手4將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序。所述拉拔上模具組6退料回程的過(guò)程中，上模具組自帶的冷卻潤(rùn)滑裝置向拉拔模桿噴水基石墨冷卻液，對(duì)拉拔模桿進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，準(zhǔn)備下一次熱拉拔過(guò)程。

(二)實(shí)施例如下：

實(shí)施列1：一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，包括如下的步驟：

(1)、立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1100℃沿模具中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出水桶狀的熱瓶坯2；所述立式?jīng)_孔機(jī)包括相互配合的穿孔模具上模1和穿孔模具下模3，穿孔模具下模3用于放置熱瓶坯棒料，穿孔模具上模1快速下行將熱瓶坯棒料沖沖壓出水桶狀的熱瓶坯2，所述穿孔上模具1快速下行的下行速度為60mm/s。

(2)、熱瓶坯內(nèi)壁吹掃：沖盲孔后，用機(jī)械手4快速的將熱瓶坯2從沖孔機(jī)模具內(nèi)取出并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑為5mm的高壓空氣管5深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為0.7mpa的壓縮空氣向熱瓶坯2內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間2s。

(3)、立式熱拉拔：熱瓶坯2內(nèi)壁吹掃完畢后，首先用機(jī)械手4將熱瓶坯2放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿7上，所述熱瓶坯2是口部朝下套在熱拉拔模桿7上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯2內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落；為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿溫度保持在200℃，熱瓶坯的溫度保持在950℃。然后進(jìn)行熱拉拔，通過(guò)立式拉拔機(jī)的拉拔上模具組6自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯2外徑和壁厚拉拔至要求的尺寸；上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為350mm/s。

(4)、回程退料：熱瓶坯2拉拔至要求尺寸后，拉拔上模具組6開(kāi)始回程退料，退料速度為350mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶8完整從拉拔模桿上脫離，并用機(jī)械手4將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序。

實(shí)施列2：一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，包括如下的步驟：

(1)、立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1200℃沿模具中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出水桶狀的熱瓶坯2；所述立式?jīng)_孔機(jī)包括相互配合的穿孔模具上模1和穿孔模具下模3，穿孔模具下模3用于放置熱瓶坯棒料，穿孔模具上模1快速下行將熱瓶坯棒料沖沖壓出水桶狀的熱瓶坯2，所述穿孔上模具1快速下行的下行速度為150mm/s。

(2)、熱瓶坯內(nèi)壁吹掃：沖盲孔后，用機(jī)械手4快速的將熱瓶坯2從沖孔機(jī)模具內(nèi)取出并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑為15mm的高壓空氣管5深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為1.5mpa的壓縮空氣向熱瓶坯2內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間4s。

(3)、立式熱拉拔：熱瓶坯2內(nèi)壁吹掃完畢后，首先用機(jī)械手4將熱瓶坯2放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿7上，所述熱瓶坯2是口部朝下套在熱拉拔模桿7上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯2內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落；為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿溫度保持在350℃，熱瓶坯的溫度保持在1100℃。然后進(jìn)行熱拉拔，通過(guò)立式拉拔機(jī)的拉拔上模具組6自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯2外徑和壁厚拉拔至要求的尺寸；上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為450mm/s。

(4)、回程退料：熱瓶坯2拉拔至要求尺寸后，拉拔上模具組6開(kāi)始回程退料，退料速度為450mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶8完整從拉拔模桿上脫離，并用機(jī)械手4將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序。

實(shí)施列3：一種無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝，包括如下的步驟：

(1)、立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1150℃沿模具中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出水桶狀的熱瓶坯2；所述立式?jīng)_孔機(jī)包括相互配合的穿孔模具上模1和穿孔模具下模3，穿孔模具下模3用于放置熱瓶坯棒料，穿孔模具上模1快速下行將熱瓶坯棒料沖沖壓出水桶狀的熱瓶坯2，所述穿孔上模具1快速下行的下行速度為100mm/s。

(2)、熱瓶坯內(nèi)壁吹掃：沖盲孔后，用機(jī)械手4快速的將熱瓶坯2從沖孔機(jī)模具內(nèi)取出并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑在10mm的高壓空氣管5深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為1.0mpa的壓縮空氣向熱瓶坯2內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間3s；

(3)、立式熱拉拔：熱瓶坯2內(nèi)壁吹掃完畢后，首先用機(jī)械手4將熱瓶坯2放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿7上，所述熱瓶坯2是口部朝下套在熱拉拔模桿7上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯2內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落；為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿溫度保持在300℃，熱瓶坯的溫度保持在1000℃。然后進(jìn)行熱拉拔，通過(guò)立式拉拔機(jī)的拉拔上模具組6自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯2外徑和壁厚拉拔至要求的尺寸；上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為400mm/s。

(4)、回程退料：熱瓶坯2拉拔至要求尺寸后，拉拔上模具組6開(kāi)始回程退料，退料速度為400mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶8完整從拉拔模桿上脫離，并用機(jī)械手4將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序。

本發(fā)明無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝的工作原理如下：本發(fā)明無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝是將立式熱穿孔后的瓶坯，采用拉拔模具和立式拉拔壓機(jī)將瓶坯拉拔成型的過(guò)程。本立式熱拉拔工藝，主要工藝步驟如下：立式?jīng)_盲孔后熱坯料→熱瓶坯倒置吹雜質(zhì)→熱瓶坯就位準(zhǔn)備拉拔→熱拉拔→回程退料。立式?jīng)_盲孔：采用立式?jīng)_孔機(jī)將加熱至1100-1200℃沿模具的中心軸線放置的方型棒料或圓型棒料沖壓出一種水桶狀的熱瓶坯，沖盲孔時(shí)，穿孔上模具快速下行，下行速度保證在60-150mm/s，以確保棒料在沖盲孔過(guò)程中溫度不降低；沖盲孔后，機(jī)械手快速的將熱瓶坯從穿孔機(jī)模具內(nèi)取出，并快速翻轉(zhuǎn)180°，將熱瓶坯的口部朝下，將通徑在5-15mm的無(wú)縫鋼管深入熱瓶坯內(nèi)部，并用壓力為0.7-1.5mpa的壓縮空氣向紅熱瓶坯內(nèi)吹掃，吹掃時(shí)間2-4s，目的是清理熱坯料內(nèi)壁異物，避免異物在拉拔過(guò)程中對(duì)工件內(nèi)表面和模桿外表面造成損傷，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量；熱瓶坯內(nèi)壁吹掃完畢后，機(jī)械手將熱瓶坯放置在立式拉拔機(jī)的拉拔模桿上，熱瓶坯是口部朝下套在熱拉拔模桿上部，利用熱瓶坯下落時(shí)的慣性，將熱瓶坯內(nèi)壁和外壁無(wú)法依靠壓縮空氣吹掃清理的異物磕落，為了保證熱瓶坯不會(huì)過(guò)快的被冷卻，拉拔模桿的冷卻需嚴(yán)格控制，拉拔模桿溫度保證在200℃-350℃之間，熱瓶坯的溫度保證在950-1100℃，準(zhǔn)備進(jìn)行熱拉拔；熱拉拔過(guò)程，是通過(guò)拉拔上模具組合自上而下的運(yùn)行，將熱瓶坯外徑和壁厚減少至圖紙規(guī)定的尺寸，上模具組合自上而下運(yùn)行的速度為350-450mm/s，瓶坯拉拔至指定長(zhǎng)度后，拉拔上模具組開(kāi)始回程退料，退料速度為350-450mm/s，將熱拉拔成型的沖拔瓶完整從拉拔模桿上脫離，并用將沖拔瓶轉(zhuǎn)移至下一道工序；同時(shí)拉拔上模具退料回程的過(guò)程中，上模具組自帶的冷卻潤(rùn)滑裝置向模桿噴水基石墨冷卻液，對(duì)拉拔模桿進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，準(zhǔn)備下一次熱拉拔過(guò)程。

本發(fā)明無(wú)縫氣瓶立式熱拉拔工藝經(jīng)過(guò)批量測(cè)試，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，設(shè)備、模具和工藝可靠，通過(guò)批量生產(chǎn)，已經(jīng)取得了比較好的經(jīng)濟(jì)效益，采用立式拉拔成型工藝優(yōu)勢(shì)相對(duì)比較明顯。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。