一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备的制作方法

本技术涉及双金属复合管的材料加工成型领域，具体涉及一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备。

背景技术：

1、双金属复合管由基管（如 x42-x80、20# 等 api 5l 标准材质）与衬管（如 316l、n08825、n06625）或堆焊层（3-5mm 厚，材质同衬管）复合而成，广泛应用于耐腐蚀、高强度需求场景。在其生产过程中，水压复合及堆焊工艺易导致管端出现直径偏差、椭圆度超标的问题，若不进行整圆处理，将无法满足后续连接安装要求及 api 5l 等行业标准。

2、现有管端整圆设备存在诸多局限：一是扩径模块适配性差，多为单一管径设计，更换不同规格管件时需整体更换扩径结构，不仅耗时费力，还增加设备投入成本；二是扩径精度控制不足，锥体与模具配合间隙过大，或缺乏有效的导向结构，导致模具径向扩张不均匀，管端圆度误差超 0.8％d，无法达标；三是压力控制精度不足，无法根据不同管径、壁厚的复合管匹配适配压力，导致整圆后精度不稳定，难以达到生产所需的圆度要求。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，可适配多种管径规格，根据管径大小实现分级精度控制，确保整圆过程高效且成型精度高，满足高质量加工要求。

2、为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，包括带有框型支架的底座总成，在框型支架上架设有扩径单元和油缸总成，油缸总成的活塞杆沿轴向延伸并与扩径单元的输入端同轴连接；所述扩径单元包括锥体以及同轴固定连接的前导向盘与后导向盘，导向盘中心开设有通孔供锥体贯穿，锥体的一端与油缸总成的活塞杆同轴连接，另一端从通孔穿出；后导向盘固定连接于框型支架上，前导向盘上安装有扩径模具，当锥体沿轴向移动时，其锥面与扩径模具配合，驱动扩径模具沿径向向外扩张；所述油缸总成的活塞杆上设置有位移传感器，用于监测活塞杆的移动行程，通过所述位移传感器反馈的行程信号，控制扩径模具的径向扩张量。

4、进一步的，所述扩径模具包括可更换的扩径头，扩径头包括多个扩径分体模具瓣，沿周向均布于前导向盘的前端，并环绕其中心通孔对称设置；所述扩径分体模具瓣的内侧设有斜面，与穿设于前导向盘中心通孔内的锥体配合，外侧用于撑紧钢管内壁；在前导向盘的周向上对应每个扩径分体模具瓣的位置均设置有弹性复位装置，弹性复位装置的末端与扩径分体模具瓣相接触，当锥体向前推进时，推动各扩径分体模具瓣沿径向向外移动，同时压缩弹性复位装置；当锥体回退时，弹性复位装置通过弹力使扩径分体模具瓣恢复至初始位置。

5、进一步的，所述弹性复位装置包括弹簧导杆、复位弹簧及弹簧套，弹簧导杆的下端延伸至前导向盘内部并与扩径分体模具瓣相接触，弹簧导杆的上端与复位弹簧的下端连接；复位弹簧的上端抵接于弹簧套，弹簧套固定于前导向盘上，用于为复位弹簧提供上部支承；当锥体向前推进时，推动各个扩径分体模具瓣沿径向向外移动，扩径分体模具瓣同步向上顶推弹簧导杆，使弹簧导杆带动复位弹簧压缩，从而完成扩径动作；当锥体回退时，复位弹簧释放弹性势能，向下推动弹簧导杆，进而通过弹簧导杆将扩径分体模具瓣压回复位位置，实现自动收缩。

6、进一步的，所述扩径单元与油缸总成分别安装于框型支架的前端与后端，油缸总成的活塞杆与扩径单元的椎体同轴连接，在框型支架上靠近扩径单元的位置设置有支撑滑座装置，支撑滑座装置用于对扩径单元提供浮动支承，确保扩径单元的轴线与待加工钢管的中心线保持对齐。

7、进一步的，所述底座总成还包括基座本体及设置于其上的升降装置，框型支架通过升降装置支撑于基座本体上方；升降装置采用联动丝杆升降平台，包括至少两组竖直布置的丝杆螺母副，对称设置于基座本体上，并通过横置同步轴连接至中央减速电机，以同步调节扩径单元的高度并保持其水平，确保其轴线与钢管中心线精确对齐。

8、进一步的，所述油缸总成的缸体侧壁进油口集成压力传感器，当位移传感器监测到活塞杆行程达到预设值时，油缸总成停止收缩并进入保压状态，保压过程中，压力传感器用于实时监测油缸总成的工作压力确保维持在设定值，以稳定扩径力。

9、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

10、本实用新型通过设置可更换的多规格扩径单元，可适配多规格管径，并按管径大小分级控制精度。扩径单元的锥体在导向盘的通孔中沿轴向滑动，驱动扩径模具沿径向向外扩张。通过油缸总成活塞杆上的位移传感器监测移动行程，从而控制扩径模具的径向扩张量。本实用新型能够处理φ114 -φ813mm 规格的双金属复合管，覆盖多种基管与衬管或堆焊层材质，满足生产线的专用需求，同时预留管径扩展能力，适配未来产能升级；本实验新型还能够减少人工操作步骤，降低人为误差，使单头整圆时间 ＜ 30s，大幅提升加工效率，满足连续生产线的节拍需求；通过分级液压压力控制与模块化扩径单元设计，整圆后管端圆度精度达 ≤ 0.5％d（d＜330mm）、≤ 0.4％d（330mm≤d≤630mm）、≤ 0.3％d（630mm＜d），符合 api 5l 标准，保障复合管后续连接质量。

11、进一步的，本实用新型的扩径模具采用可更换的扩径头，扩径头为多个扩径分体模具瓣，沿周向均布于前导向盘的前端，并且还设置有弹性复位装置。将经过水压复合工艺后和堆焊后的双金属复合管套在扩径头的模具上，当锥体向前推进时，推动各个扩径分体模具瓣沿径向向外移动，扩径分体模具瓣同步向上顶推弹簧导杆，使弹簧导杆带动复位弹簧压缩，扩径模具在径向方向向外扩胀，钢管在模具的作用下同时扩胀，管材产生流动变形使材质各种内应力重新均匀分布，从而完成扩径动作；当锥体回退时，复位弹簧释放弹性势能，向下推动弹簧导杆，进而通过弹簧导杆将扩径分体模具瓣压回复位位置，实现自动收缩。通过对模具径向位移的严格控制可使管材的流动变形得以控制，从而使管端在限定长度内的直径精度、圆度达标。

1.一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，包括带有框型支架（11）的底座总成（1），在框型支架（11）上架设有和油缸总成（3）和可更换的多规格扩径单元（2），油缸总成（3）的活塞杆沿轴向延伸并与扩径单元（2）同轴连接；

2.根据权利要求1所述的一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，所述扩径模具（24）包括可更换的扩径头（241），扩径头（241）包括多个扩径分体模具瓣，沿周向均布于前导向盘（22）的前端，并环绕其中心通孔对称设置；所述扩径分体模具瓣的内侧设有斜面，与穿设于前导向盘（22）中心通孔内的锥体（21）配合，外侧用于撑紧钢管内壁；

3.根据权利要求2所述的一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，所述弹性复位装置（242）包括弹簧导杆、复位弹簧及弹簧套，弹簧导杆的下端延伸至前导向盘（22）内部并与扩径分体模具瓣相接触，弹簧导杆的上端与复位弹簧的下端连接；复位弹簧的上端抵接于弹簧套，弹簧套固定于前导向盘（22）上，用于为复位弹簧提供上部支承；当锥体（21）向前推进时，推动各个扩径分体模具瓣沿径向向外移动，扩径分体模具瓣同步向上顶推弹簧导杆，使弹簧导杆带动复位弹簧压缩，从而完成扩径动作；当锥体（21）回退时，复位弹簧释放弹性势能，向下推动弹簧导杆，进而通过弹簧导杆将扩径分体模具瓣压回复位位置，实现自动收缩。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，所述扩径单元（2）与油缸总成（3）分别安装于框型支架（11）的前端与后端，油缸总成（3）的活塞杆与扩径单元（2）的锥体（21）同轴连接，在框型支架（11）上靠近扩径单元（2）的位置设置有支撑滑座装置（4），支撑滑座装置（4）用于对扩径单元（2）提供浮动支承，确保扩径单元（2）的轴线与待加工钢管的中心线保持对齐。

5.根据权利要求4所述的一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，所述底座总成（1）还包括基座本体（12）及设置于其上的升降装置（13），框型支架（11）通过升降装置（13）支撑于基座本体（12）上方；升降装置（13）采用联动丝杆升降平台，包括至少两组竖直布置的丝杆螺母副，对称设置于基座本体（12）上，并通过横置同步轴连接至中央减速电机，以同步调节扩径单元（2）的高度并保持其水平，确保其轴线与钢管中心线精确对齐。

6.根据权利要求5所述的一种用于双金属复合管管端扩径整圆的加工设备，其特征在于，所述油缸总成（3）的缸体侧壁进油口集成压力传感器，当位移传感器监测到活塞杆行程达到预设值时，油缸总成（3）停止收缩并进入保压状态，保压过程中，压力传感器用于实时监测油缸总成（3）的工作压力确保维持在设定值，以稳定扩径力。