專利名稱：鋼管拉拔裝置和拉拔鋼管的制造方法
技術領域：
本發明涉及鋼管拉拔裝置，和拉拔鋼管的制造方法。本發明特別是涉及相對鋼管 拉拔方向，沿正反方向使沖模和模塞相對移動，制造拉拔鋼管的鋼管拉拔裝置，以及拉拔鋼 管的制造方法。
背景技術：
在過去，從重量的減輕和材料成本的削減的觀點來說，資源開發用的鉆桿、汽車的 軸等最好采用具有所需的壁厚的中空的軸。用于這些場合的中空的軸由沿縱向具有多個外 徑和多個內徑的帶有臺階的拉拔鋼管形成。這樣的拉拔鋼管一般通過采用沖模和模塞，對 坯材鋼管進行冷拔的方式制造(比如，參照專利文獻1、專利文獻2)。按照這樣的拉拔鋼管 的制造方法，通過采用鋼管拉拔裝置，在將坯材鋼管夾壓于沖模和模塞之間的同時，對其進 行拉拔的方式，制造所需尺寸的鋼管。此時，對應于坯材鋼管的拉拔位置，適當改變沖模的 支承直徑和壓頭、””、的支承直徑，由此，可制造沿縱向具有多個外徑和多個內徑的帶 有臺階的拉拔鋼管。已有技術文獻專利文獻1 日本特開昭59-73113號文獻專利文獻2 日本特開昭59-73115號文獻
發明內容
但是，在上述過去的鋼管拉拔裝置中，與冷拔速度無關，液壓缸的移動速度是一定 的。換言之，在過去的鋼管拉拔裝置中，由于與拉拔鋼管的壁厚的變化無關，拉拔速度一定， 故帶有臺階的拉拔鋼管中的壁厚變化的部分的尺寸精度降低。具體來說，在拉拔坯材鋼管 時，與按照壁厚減小的方式進行拉拔的第1壁厚變化區域的壁厚坡面相比較，按照壁厚增 加的方式拉拔的第2壁厚變化區域的壁厚坡面產生塌邊，相對第1壁厚變化區域，第2壁厚 變化區域的尺寸精度急劇降低。其結果是，產生無法高精度地管理長尺寸工件的連續的拉 拔鋼管的切斷位置等的不便。另外，由于過去的鋼管拉拔裝置不進行計算機的控制，故不能夠提高拉拔鋼管的 尺寸公差，這樣，拉拔鋼管的制品的品質等級降低。另外，由于將液壓缸的移動行程設定為 多次(比如，4次)，故通過鋼管拉拔裝置制造的拉拔鋼管的全長具有限制。換言之，1個行 程為形成液壓缸前后一次移動而形成的單管件量(1根管量)的拉拔鋼管的行程，如果其為 4個行程，則制造4管件量(4根管量)的連續的拉拔鋼管，但是，如果形成4個行程的長尺 寸工件的拉拔鋼管，則產生沿縱向的尺寸精度的誤差變大的不便。于是，在過去的鋼管拉拔 裝置中，從高精度地維持拉拔鋼管的縱向的尺寸精度的觀點，不能夠使液壓缸的移動行程 的次數多于4次。換言之，在過去的鋼管拉拔裝置中，無法高精度地制造長尺寸工件的拉拔 鋼管。于是，產生為了實現可提高拉拔鋼管的各壁厚部分和切斷位置的尺寸精度，并且可高精度且高速地生產長尺寸工件的拉拔鋼管的鋼管拉拔裝置，以及拉拔鋼管的制造方法 而應解決的技術課題，本發明的目的在于解決該課題。本發明是為了實現上述目的而提出的，技術方案1所述的發明提供一種鋼管拉拔 裝置，其相對鋼管拉拔方向，沿正反方向使沖模和模塞相對移動，制造帶有臺階的拉拔鋼 管，其特征在于該鋼管拉拔裝置至少包括對應于上述鋼管拉拔方向，使上述沖模相對移動 的第1液壓缸；相對上述沖模的移動方向，沿相反方向使上述模塞相對移動的第2液壓缸； 位置檢測傳感器，其檢測上述第2液壓缸的行程位置；計算機，其接收上述位置檢測傳感器 檢測的位置信息，根據該位置信息，控制上述第2液壓缸的移動速度。按照該方案，鋼管拉拔裝置包括檢測進行模塞的移動控制的第2液壓缸的行程位 置的位置檢測傳感器。另外，計算機接收位置檢測傳感器檢測的第2液壓缸的位置信息，根 據該位置信息，進行第2液壓缸的移動速度的控制。此時，計算機使第2液壓缸的移動速度 和坯材鋼管的拉拔速度相對應，其結果是，可對應于第2液壓缸的行程位置，控制坯材鋼管 的拉拔速度。由此，可按照與坯材鋼管的位置相對應的拉拔速度生產拉拔鋼管，這樣，可提 高拉拔鋼管的各部分的尺寸精度，并且由于可高精度確定該拉拔鋼管的切斷位置，故可提 高拉拔鋼管的生產性。技術方案2所述的發明提供技術方案1所述的鋼管拉拔裝置，其特征在于在上述 第2液壓缸在往復的1個行程中，形成單管件量的上述拉拔鋼管時，上述計算機按照在前進 的行程中使上述模塞的支承從小直徑向大直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜 角度，與在返回行程中使上述模塞的支承從大直徑向小直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚 坡面的傾斜角度相等的方式，進行上述第2液壓缸的移動速度的控制。按照該方案，針對第2液壓缸的每個行程，形成單管件量的拉拔鋼管，通過多次地 反復進行第2液壓缸的行程，生產連續的多件的長尺寸工件的拉拔鋼管。此時，在第2液壓 缸的前進的行程中，模塞的支承從小直徑向大直徑移動，形成沿壁厚減小的方向的壁厚坡 面(第1壁厚坡面)，在返回的行程中，模塞的支承從大直徑向小直徑移動，產生沿壁厚增 加的方向的壁厚坡面(第2壁厚坡面)。另一方面，計算機在第2液壓缸的各行程位置，進 行移動速度的控制。于是，通過對應于行程位置，進行移動速度的控制，可使第1壁厚坡面 的傾斜角度和第2壁厚坡面的傾斜角度相同，這樣，第2壁厚坡面不產生塌邊。其結果是， 可高精度地對拉拔鋼管的各部分的尺寸進行管理，并且可高精度地確定拉拔鋼管的切斷位 置。技術方案3所述的發明提供技術方案2所述的鋼管拉拔裝置，其特征在于上述計 算機按照相對第1移動速度Vl使第2移動速度v2更大的方式進行速度控制，該第1移動 速度Vl為使上述模塞的支承從小直徑向大直徑移動時的上述第2液壓缸的移動速度，該第 2移動速度v2為使上述模塞的支承從大直徑向小直徑移動時的第2液壓缸的移動速度。按照該方案，相對在第2液壓缸的前進的行程中，模塞的支承從小直徑向大直徑 移動，形成壁厚減小的第1壁厚坡面時的第1移動速度VI，在第2液壓缸的返回的行程中， 模塞的支承從大直徑向小直徑移動，形成壁厚增加的第2壁厚坡面時的第2移動速度v2增 加。由此，在第2壁厚坡面的區域，坡面不產生塌邊，這樣，可使第1壁厚坡面和第2壁厚坡 面為相同傾斜角度。其結果是，可高精度地對拉拔鋼管的各部分的尺寸進行管理，并且可高 精度地確定拉拔鋼管的切斷位置。
技術方案4所述的發明提供一種拉拔鋼管的制造方法，該方法相對鋼管拉拔方 向，沿正反方向使沖模和模塞相對移動，制造帶有臺階的拉拔鋼管，其特征在于該方法包括 下述的步驟第1步驟，其中，對應于上述鋼管拉拔方向，在通過第1液壓缸使上述沖模相 對移動的同時，通過第2液壓缸，相對上述沖模的移動方向，沿相反方向使上述模塞相對移 動；第2步驟，其中，位置檢測傳感器檢測上述第2液壓缸的行程位置；第3步驟，其中，計算 機接收上述位置檢測傳感器檢測的位置信息，根據該位置信息，控制上述第2液壓缸的移 動速度。按照該方法，包括檢測進行模塞的移動控制的第2液壓缸的行程位置的位置檢測 傳感器，計算機接收位置檢測傳感器檢測的第2液壓缸的位置信息，根據該位置信息，進行 第2液壓缸的移動速度的控制。此時，計算機使第2液壓缸的移動速度和坯材鋼管的拉拔 速度相對應，這樣，可對應于第2液壓缸的行程位置，控制坯材鋼管的拉拔速度。由此，可按 照對應于坯材鋼管的位置的拉拔速度生產拉拔鋼管，這樣，可提高拉拔鋼管的各部分的尺 寸精度，并且由于可高精度地確定該拉拔鋼管的切斷位置，故可提高拉拔鋼管的生產性。技術方案5所述的發明提供技術方案4所述的拉拔鋼管的制造方法，其特征在于 上述第2液壓缸在上述第1步驟，針對往復的1個行程，形成單管件量的上述拉拔鋼管，上 述計算機在上述第3步驟，按照在前進的行程使上述模塞的支承從小直徑向大直徑移動時 的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度，與在返回的行程使上述模塞的支承從大直徑向小 直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度相同的方式對上述第2液壓缸的移動 速度進行控制。按照該方法，針對第2液壓缸的每個行程，形成單管件量的拉拔鋼管，多次地反復 進行第2液壓缸的行程，由此生產連續的多管件的長尺寸工件的拉拔鋼管。此時，在第2液 壓缸的前進的行程中，模塞的支承從小直徑向大直徑移動，形成沿壁厚減小的方向的壁厚 坡面(第1壁厚坡面)，在返回的行程中，模塞的支承從大直徑向小直徑移動，產生沿壁厚增 加的方向的壁厚坡面(第2壁厚坡面)。另一方面，計算機針對第2液壓缸的各行程位置， 進行移動速度的控制。于是，通過對應于行程位置，進行移動速度的控制，可使第1壁厚坡 面的傾斜角度與第2壁厚坡面的傾斜角度相同，這樣，第2壁厚坡面不產生塌邊。其結果是， 可高精度地對拉拔鋼管的各部分的尺寸進行管理，并且可高精度地確定拉拔鋼管的切斷位 置。技術方案6所述的發明提供技術方案5所述的制造方法，其特征在于上述計算機 在上述第3步驟，按照相對第1移動速度vl使第2移動速度v2較高的方式進行速度控制， 該第1移動速度Vl為使上述模塞的支承從小直徑向大直徑移動時的上述第2液壓缸的移 動速度，該第2移動速度v2為使上述模塞的支承從大直徑向小直徑移動時的第2液壓缸的 移動速度。按照該方法，相對在第2液壓缸的前進的行程中，模塞的支承從小直徑向大直徑 移動，壁厚減小的第1壁厚坡面的移動速度vl，在返回的行程中，模塞的支承從大直徑向小 直徑移動，壁厚增加的第2壁厚坡面的移動速度v2增加。由此，在第2壁厚坡面的區域，坡 面不產生塌邊，這樣，可使第1壁厚坡面和第2壁厚坡面為相同的傾斜角度。其結果是，由 于可高精度地對拉拔鋼管的各部分的尺寸進行管理，故可高精度地確定拉拔鋼管的切斷位 置。
技術方案1所述的發明包括檢測使模塞移動的第2液壓缸的行程位置的位置檢測 傳感器，計算機根據位置檢測傳感器檢測的位置信息，進行第2液壓缸的速度控制，由此， 可提高拉拔鋼管的各部分的尺寸精度。另外，由于可高精度地確定拉拔鋼管的切斷位置，故 可提高拉拔鋼管的生產性。在技術方案2所述的發明中，由于通過第2液壓缸的速度控制，沿壁厚減小的方向 的壁厚坡面(第1壁厚坡面)的傾斜角度，與沿壁厚減小的方向的壁厚坡面(第2壁厚坡 面)的傾斜角度相同，故不但具有技術方案1所述的發明的效果，并且可以更高的精度確定 拉拔鋼管的切斷位置。在技術方案3所述的發明中，由于相對在前進的行程中，形成壁厚減小的第1壁厚 坡面時的移動速度vl，在返回的行程中，形成壁厚增加的第2壁厚坡面時的移動速度v2增 加，故不但具有技術方案2所述的發明的效果，而且可使第1壁厚坡面和第2壁厚坡面的傾 斜角度相同，這樣，可更正確地確定拉拔鋼管的切斷位置。在技術方案4所述的發明中，包括檢測使模塞移動的第2液壓缸的行程位置的位 置檢測傳感器，計算機根據位置檢測傳感器檢測的位置信息，進行第2液壓缸的速度控制， 由此，可提高拉拔鋼管的各部分的尺寸精度。另外，由于可高精度地確定拉拔鋼管的切斷位 置，故可提高拉拔鋼管的生產性。在技術方案5所述的發明中，由于通過第2液壓缸的速度控制，沿壁厚減小的方向 的壁厚坡面(第1壁厚坡面)的傾斜角度和沿壁厚減小的方向的壁厚坡面(第1壁厚坡 面)的傾斜角度相同，故不但具有技術方案4所述的發明的效果，而且可以更高的精度確定 拉拔鋼管的切斷位置。在技術方案6所述的發明中，相對在前進的行程中，形成壁厚減小的第1壁厚坡面 的移動速度vl，在返回的行程中，形成壁厚增加的第2壁厚坡面的移動速度v2增加，由此， 不但具有技術方案5所述的發明的效果，而且由于可使第1壁厚坡面和第2壁厚坡面的傾 斜角度相同，故可更正確地確定拉拔鋼管的切斷位置。
圖1表示普通的鋼管拉拔裝置的側視圖；圖2為表示圖1的A部的細部的縱向剖視圖；圖3為用于本發明的鋼管拉拔裝置的沖模支承臺的側視圖；圖4為表示圖3B部的細部的縱向剖視圖；圖5為用于本發明的鋼管拉拔裝置的模塞支承臺的橫向剖視圖；圖6(a)、(b)、(C)為用于本發明的鋼管拉拔裝置的沖模和模塞的拉拔狀態的縱向 剖視圖；圖7(a)、(b)、(C)為給出通過本發明的鋼管拉拔裝置制造的拉拔鋼管的實例的縱 向剖視圖；圖8為在本發明的鋼管拉拔裝置中，通過采用位置檢測傳感器的反饋控制制造的 單管件量的拉拔鋼管的縱向剖視圖。
具體實施例方式為了獲得實現可提高拉拔鋼管的各壁厚部分和切斷位置的尺寸精度，并且高精 度、且高速地生產長尺寸工件的拉拔鋼管的鋼管拉拔裝置、以及拉拔鋼管的制造方法的目 的，本發明涉及一種鋼管拉拔裝置，其使沖模和模塞相對鋼管拉拔方向，沿正反方向相對移 動，制造帶有臺階的拉拔鋼管，其通過下述方式實現，該方式為其至少包括對應于上述鋼 管的拉拔方向，使上述沖模相對移動的第1液壓缸；相對上述沖模的移動方向，沿相反方向 使上述模塞相對移動的第2液壓缸；檢測上述第2液壓缸的行程位置的檢測傳感器；接收 上述位置檢測傳感器檢測的位置信息，根據該位置信息，控制上述第2液壓缸的移動速度。S卩，本發明的鋼管拉拔裝置構成反饋閉環，其中，在使模塞移動的液壓缸(第2液 壓缸)中設置位置檢測傳感器，通過該位置檢測傳感器的位置檢測信號，控制第2液壓缸的 行程的移動速度。由此，鋼管拉拔裝置可對應于拉拔坯材鋼管時的位置，控制第2液壓缸的 移動速度，同時可生產拉拔鋼管。此時，通過使坯材鋼管的拉拔速度和第2液壓缸的移動速 度具有互換性，即使在所生產的拉拔鋼管沿長度方向具有復雜的臺階的壁厚的情況下，仍 可顯著地提高拉拔鋼管的各部分的尺寸精度。另外，同樣在作為后續步驟的拉拔鋼管的切 斷步驟中，根據上述位置檢測傳感器的位置信息，可按照每個管件，切斷連續的長尺寸工件 的拉拔鋼管，由此，不必進行采用過去的超聲波壁厚儀的切斷位置的判斷，可謀求拉拔鋼管 的切斷作業的速度的提高和作業的合理化。另外，由于這些作業(S卩，基于位置檢測傳感器的反饋的第2液壓缸的速度控制和 拉拔鋼管的切斷作業)通過計算機而自動控制，故可顯著地提高各部分的尺寸公差。另外， 由于不象過去那樣，第2液壓缸的移動行程限制在數個行程(比如，4個行程)，故不限于拉 拔鋼管的長度，可以較高的尺寸精度，生產長尺寸工件的連續的拉拔鋼管。即，從理論上，通 過第2液壓缸的連續行程，可以較高的尺寸精度，生產無限長度的連續的拉拔鋼管。另外， 實際上，從鋼管拉拔裝置的尺寸的制約的觀點來說，多個單管件的拉拔鋼管的連續最大長 度為IOm左右。下面根據圖1 圖8，對本發明的優選實施例進行具體說明。另外，對于用于在下 面說明的實施例的各附圖，同一組成部分原則上采用同一標號，并且重復的說明省略。實施例首先，對制造中空的拉拔鋼管的鋼管拉拔裝置的普通結構進行說明。圖1為普通 鋼管拉拔裝置的側視圖，圖2為表示圖1的A部的細部的縱向剖視圖。象圖1和圖2所示 的那樣，在固定于地板上的支架1的基本中間部，設置固定沖模2的沖模支承臺3。另外，設 置模塞4和支承該模塞4的模塞支承桿5，該模塞支承桿5經由圖中未示出的液壓缸等，固 定于模塞支承臺6上。另外，坯材鋼管7嵌入模塞4和模塞支承桿5的外徑側，該坯材鋼管 7的前端部通過設置于拉拔機構9上的夾具8夾持。另外，該拉拔機構9的爪10通過借助 圖中未示出的強力的驅動源驅動的鏈條11，強力地拉伸，由此，坯材鋼管7在沖模2和模塞 4之間受到夾壓，對其進行拉拔，制造拉拔鋼管7b。本發明的鋼管拉拔裝置按照下述方式構成，該方式為在制造具有多個內徑和外 徑的帶有臺階的拉拔鋼管7b的場合，將具有多個部位的支承面的沖模2和具有多個部位的 支承面的模塞4組合，可將該沖模2和該模塞4相對拉拔方向，相對地沿正反方向移動。由 此，可制造即使在拉拔鋼管7b為小內徑管的情況下，在內部仍不產生褶皺，并且韌性高，尺寸精度高的拉拔鋼管。為了實現這樣的鋼管拉拔裝置，由于沖模2和模塞4的關聯保持的方式與過去不 同，故首先對這些方案進行說明。圖3為用于本發明的鋼管拉拔裝置的沖模支承臺的側視 圖，圖4為表示圖3B部的細部的縱向剖視圖。象圖3所示的那樣，將止動件16牢固地固定而設置于支架1上，通過增強部件17 而對其進行增強。另一方面，安裝驅動沖模2的第1液壓缸20的沖模支承臺30以可移動 的方式安裝于臺車12上，臺車12在軌12a上移動。另外，沖模支承臺固定撞桿(ram) 15的 一端固定于止動件16上。具體來說，象圖4所示的那樣，在沖模支承臺30中的圓筒形凹部 30c的底部30a，沖模支承臺固定撞桿(ram) 15的一端的大直徑凸緣部15b的面15a經由耳 環24，借助第1液壓缸20的壓力而按壓，該耳環24從通過活塞桿23和銷25連接的沖模支 承臺固定撞桿(ram) 15突出。此時，在第1液壓缸20中產生的按壓力為抵抗缸拉拔力的力，第1液壓缸20的按 壓力必須大于管拉拔力(比如，150 200t)。為了通過這樣的強大的力，固定于空間上所 存在的點上，按壓于止動件16上而固定的方法為最簡單的方法。另外，沖模2安裝于沖模支承臺30上。于是，對于沖模2的固定位置，在沖模支承 臺30的右側的固定位置和止動件16的16d面上，沖模支承臺30的面30b所接觸的位置為 與左側的固定位置相對應的位置。圖5為用于本發明的鋼管拉拔裝置的模塞支承臺的橫向剖視圖。象圖5所示的那 樣，止動件16a牢固地固定而設置于支架1上，另外，止動件16通過增強部件17a而增強。 另外，模塞支承桿5嵌入中空調節螺桿18中，在卡扣而支承該模塞支承桿5的端部的凸緣 部5a的中空調節螺桿18的外周，車有螺紋，擰有螺母式止動件19。螺母式止動件19可按 照對應于拉拔鋼管的要求尺寸的方式進行螺紋調整。左側的螺母式止動件19中的，與止動件16a的面16b接觸的位置為右側固定位 置，在止動件16a的面16c上右側的螺母式止動件19接觸的位置為左側固定位置。另外， 固定于支架1上的模塞驅動用的第2液壓缸20a的按壓或拉力當然產生大于管拉拔壓力的 壓力。另外，撞桿(ram)21嵌入中空調節螺桿18端，將撞桿固定螺母22擰入該撞桿21的 前端的外螺紋，固定于中空調節螺桿18上。另外，對于沖模2或模塞4的固定或管拉拔中的移動，象圖3所示的那樣，來自第 1液壓組件13的液壓通過管14，供給第1液壓缸20，通過該第1液壓缸20驅動沖模2。另 外，象圖5所示的那樣，第2液組件13a的液壓通過管14a，供給第2液壓缸20a，通過該第 2液壓缸20a驅動模塞4。S卩，圖3的第1液壓缸20為沖模驅動用的液壓缸，圖5的第2液 壓缸20a為模塞驅動用的液壓缸。另外，由于模塞4安裝于模塞支承桿5的前端上，故其在 圖5中未示出。在這里，本發明的特征方面在于象圖5所示的那樣，在模塞驅動用的第2液壓缸 20a中，設置位置檢測傳感器20b。具體來說，位置檢測傳感器20b可設置于第2液壓缸20a 和撞桿21之間。另外，該位置檢測傳感器20b按照下述方式構成，該方式為其構成控制系 統的反饋閉環(loop)，檢測第2液壓缸20a的行程位置，將位置檢測信號反饋給計算機，對 應于第2液壓缸20a的行程位置，進行移動速度的控制。此時，由于對于拉拔鋼管的拉拔速度和第2液壓缸20a的移動速度，具有互換性(即，1對1的對應關系)，故對應于第2液壓缸20a的行程位置，控制拉拔鋼管的拉拔速度。 另外，位置檢測傳感器20b可通過比如，計算機等而容易實現。圖6(a)、(b)、(c)為表示用于本發明的鋼管拉拔裝置的沖模和模塞的拉拔狀態的 縱向剖視圖，圖7(a)、(b)、(c)為表示通過本發明的鋼管拉拔裝置制造的拉拔鋼管的例子 的縱向剖視圖。象圖6(a)、(b)、(c)所示的那樣，本發明的模塞4和沖模2具有2級的直 徑。模塞4的前端緊接在小直徑的支承直徑d3之后，在根側具有大直徑的支承直徑d4，在 沖模2中，面對模塞4的各支承直徑d3、d4，夾壓坯材鋼管7的小直徑的支承直徑d2形成 于模塞4的根方向側，面對模塞4的大直徑的支承直徑d4，夾壓坯材鋼管7的大直徑的支承 直徑dl形成于模塞4的前端方向側。于是，拉拔鋼管7b的內外直徑可形成通過模塞4的支承直徑d3 (小直徑)和沖 模2的支承直徑d2(小直徑)確定的圖6(a)所示的狀態；通過模塞4的支承直徑d4(大直 徑)和沖模2的支承直徑d2 (小直徑)確定的圖6 (b)所示的狀態；通過模塞4的支承直徑 d4(大直徑)和沖模2的支承直徑dl (大直徑)確定的圖6(c)所示的狀態。下面對采用前述的鋼管拉拔裝置，通過沖模2和模塞4而實施的鋼管拉拔作用進 行說明。圖7為表示鋼管拉拔狀態的縱向剖視圖，圖7(a)表示沖模支承臺30在通過圖3說 明的左側固定位置，針對模塞4的支承，通過圖5說明的右側固定位置固定而拉拔的狀態， 表示按照沖模2的支承直徑d2 (小直徑)，模塞4的支承直徑d3 (小直徑)，規定坯材鋼管 7的尺寸而成形的狀態。圖6 (b)表示沖模支承臺30在通過圖3說明的左側固定位置，針對模塞4的支承， 通過圖5說明的左側固定位置固定而拉拔的狀態，表示按照沖模2的支承直徑d2(小直 徑)，模塞4的支承直徑d4 (大直徑)，規定坯材鋼管7的尺寸而成形的狀態。圖6 (c)表示沖模支承臺30在通過圖3說明的右側固定位置、針對模塞4的支承， 通過圖5說明的左側固定位置固定而拉拔的狀態，表示按照沖模2的支承直徑dl (大直 徑)、模塞4的支承直徑d4(大直徑)，矯正坯材鋼管7的尺寸而成形的狀態。S卩，在按照順序連續進行圖6(a)、(b)、(c)的作業的場合，制造圖7 (b)所示的拉 拔鋼管7b，在按照順序連續進行圖6(a)、(b)、(a)的作業的場合，制造圖7 (a)所示的拉拔 鋼管，在按照順序連續進行圖6(c)、(b)、(c)的作業的場合，制造圖7(c)所示的拉拔鋼管。 另外，為了在拉拔的作業中，移動沖模支承臺30或模塞4的支承位置，考慮鋼管的拉拔速度 與沖模2或模塞4的移動速度的關系，通過組裝于內部的第1液壓組件13驅動的第1液壓 缸20、與通過第2液壓組件13a驅動的第2液壓缸20a而進行。但是，在沿正反方向使沖模2和模塞4相對移動，制造圖7所示的那樣的帶有臺階的 拉拔鋼管的場合，具有在于鋼管內，壁厚變化的帶有臺階的部分，壁厚坡面產生塌邊的危險。 特別是在使液壓缸往復1次，制造單管件的拉拔鋼管時，如果移動速度(vl)與移動速度(v2) 為相同的速度(vl = v2)，則與前進的行程的拉拔鋼管的壁厚變化坡面相比較，返回的行程的 拉拔鋼管的壁厚變化坡面產生塌邊。移動速度(vl)為在前進的行程中，模塞4從小直徑支承 (d3)變為大直徑支承(d4)時的第2液壓缸20a的移動速度，移動速度(v2)為在返回的行程 中，模塞4從大直徑支承(d4)，變為小直徑支承(d3)時的第2液壓缸20a的移動速度。由此，在從通過鋼管拉拔裝置，連續生成的拉拔鋼管，切斷單管件的拉拔鋼管的場 合，在連續的拉拔鋼管的壁厚大的區域的中心位置為切斷位置時，前進的行程的切斷位置和返回的行程的切斷位置的對應關系錯開，無法正確地確定切斷位置。于是，在過去，通過 采用超聲波壁厚儀，測定拉拔鋼管的各部位的壁厚，進行切斷位置的定位。但是，在這樣的 方法中，由于必須通過超聲波壁厚儀，測定多個部位的壁厚，故測定切斷位置的作業要求較 多的時間，這樣，拉拔鋼管的生產效率低下。于是，按照本發明，象圖5所示的那樣，設置于第2液壓缸和撞桿(ram)21之間的 位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的行程位置，將其作為位置檢測信號，反饋給計算 機。接著，計算機將位置檢測信號(即，已檢測到的行程位置)換算為與模塞支承桿5的前 端連接的模塞的移動位置(即，拉拔鋼管的拉拔位置)。另外，計算機根據該位置檢測信號 (已檢測到的行程位置)，進行對應于第2液壓缸20a的行程位置的移動速度的控制。換言 之，該位置檢測傳感器20b構成控制系統的反饋閉環，將第2液壓缸20a的行程位置作為模 塞的移動位置而檢測，將位置檢測信號反饋給計算機，計算機進行與第2液壓缸20a的行程 位置相對應的移動速度的控制。此時，由于拉拔鋼管的拉拔速度和第2液壓缸20a的移動速度之間具有互換性，故 對應于第2液壓缸20a的位置，控制拉拔鋼管的拉拔速度。另外，位置檢測傳感器20b可容 易通過比如，編碼器等而實現。圖8為在本發明的鋼管拉拔裝置中，通過采用位置檢測傳感器的反饋控制制造的 單管件的拉拔鋼管的縱向剖視圖。象圖5的模塞支承臺的橫向剖視圖所示的那樣，如果設 置于第2液壓缸20a中的位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的行程位置，將其反饋 給計算機(圖中未示出)，則該計算機對應于第2液壓缸20a的行程位置，進行該第2液壓 缸20a的移動速度的控制。由此，象圖8所示的那樣，拉拔鋼管的各壁厚部分的尺寸精度顯 者提尚。通過圖8，進行更具體地說明，在拉拔鋼管的壁厚大的a區域(即，采用模塞4的小 直徑支承(d3)的區域)，位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的對應的行程位置a，將 其反饋給計算機，由此，通過計算機的速度控制，第2液壓缸20a按照規定的移動速度進行 驅動。由此，由于拉拔鋼管按照規定的移動速度拉拔，這樣，在拉拔鋼管的a區域，形成一定
的壁厚。接著，在沿拉拔鋼管的壁厚變小的方向，具有壁厚坡面的b區域(即，模塞4從小 直徑支承(d3)，變為大直徑支承(d4)的區域)，位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a 的對應的行程位置b，將其反饋給計算機，由此，通過計算機的速度控制，第2液壓缸20a按 照移動速度vl驅動。由此，由于在移動速度vl的場合，模塞4從小直徑支承(d3)變為大 直徑支承(d4) ( BP,由于拉拔鋼管按照移動速度Vl拉拔)，故在拉拔鋼管的b區域，在不產 生塌邊的規定的壁厚坡面，壁厚減小。然后，在拉拔鋼管的壁厚小的c區域(即，模塞4采用大直徑支承(d4)的區域)， 位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的對應的行程位置c，將其反饋給計算機，由此，通 過計算機的速度控制，第2液壓缸20a按照規定的移動速度驅動。由此，拉拔鋼管按照規定 的移動速度拉拔，這樣，在拉拔鋼管的c區域，形成一定的壁厚。之后，沿拉拔鋼管的壁厚變大的方向，具有壁厚坡面的d區域(即，模塞4從大直 徑支承(d4)變為小直徑支承(d3)的區域)，位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的對 應的行程位置d，將其反饋給計算機，由此，通過計算機的速度控制，第2液壓缸20a按照移動速度v2驅動。此時，如果上述b區域的移動速度Vl和該d區域的移動速度v2相同，則 在拉拔鋼管的d區域，在壁厚坡面產生塌邊。于是，計算機根據d區域的位置檢測信號，按 照使第2液壓缸20a的移動速度v2大于b區域的移動速度vl (即，v2 > vl)的方式，進行 速度控制。由此，在d區域，第2液壓缸20a按照大于移動速度vl的移動速度v2而移動(即， 由于在較大的移動速度v2的場合，模塞4從大直徑支承(d4)變為小直徑支承(d3))，故拉 拔鋼管按照較大的移動速度v2拉拔，沒有在拉拔鋼管的d區域，在壁厚坡面產生塌邊的危險。接著，在拉拔鋼管的壁厚大的e區域(即，模塞4采用小直徑支承(d3)的區域)， 位置檢測傳感器20b檢測第2液壓缸20a的對應的行程位置e，將其反饋給計算機，由此，通 過計算機的速度控制，第2液壓缸20a按照規定的移動速度驅動。由此，拉拔鋼管按照規定 的移動速度拉拔，這樣，在拉拔鋼管的e區域，形成一定的壁厚。在通過象上述那樣的計算機的對應于行程位置的速度控制，反復進行拉拔步驟， 產生一系列的連續的長尺寸工件的拉拔鋼管之后，針對各單管件，將拉拔鋼管的壁厚大的 區域的中心位置作為切斷位置，進行標記，按照尺寸f的長度，切斷單管件量的拉拔鋼管。象這樣，通過計算機的控制，按照與第2液壓缸20a的行程位置相對應的移動速 度，進行拉拔控制，這樣，與第2液壓缸20a的前進的行程位置a的移動速度vl相比較，可 按照所需的程度增加返回的行程位置d的移動速度v2。其結果是，可使前進的行程位置a 的壁厚變化坡面和返回的行程位置d的壁厚變化坡面相同。由此，可高精度地確定連續地 制造的拉拔鋼管的切斷位置。另外，由于連續的拉拔鋼管的全長具有鋼管拉拔裝置的尺寸 上的限制等的原因，故其大約在10m。在這里，對壁厚為2級的拉拔鋼管進行了說明，但是，顯然，并不限于此，同樣對于 壁厚為多級的拉拔鋼管，本發明也適用。此外，本發明對作為具體的一個實例的上述實施例 進行了說明，但是，只要不脫離本發明的精神，可進行各種改變，另外，當然，本發明涉及該 改變的方案。產業上的利用可能性本發明的鋼管拉拔裝置可高精度、低價格地生產長尺寸工件、短尺寸件的拉拔鋼 管，這樣，可有效地用于汽車產業、建筑機械產業等的領域。
權利要求
1.一種鋼管拉拔裝置，其相對鋼管拉拔方向，沿正反方向使沖模和模塞相對移動，制造 帶有臺階的拉拔鋼管，其特征在于該鋼管拉拔裝置至少包括對應于上述鋼管拉拔方向，使上述沖模相對移動的第1液壓缸；相對上述沖模的移動方向，沿相反方向使上述模塞相對移動的第2液壓缸；位置檢測傳感器，其檢測上述第2液壓缸的行程位置；計算機，其接收上述位置檢測傳感器檢測的位置信息，根據該位置信息，控制上述第2 液壓缸的移動速度。
2.根據權利要求1所述的鋼管拉拔裝置，其特征在于在上述第2液壓缸在往復的1個 行程中，形成單管件量的上述拉拔鋼管時，上述計算機按照在前進的行程中使上述模塞的 支承從小直徑向大直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度，與在返回行程中使 上述模塞的支承從大直徑向小直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度相等的 方式，進行上述第2液壓缸的移動速度的控制。
3.根據權利要求2所述的鋼管拉拔裝置，其特征在于上述計算機按照相對第1移動速 度Vl使第2移動速度v2更大的方式進行速度控制，該第1移動速度Vl為使上述模塞的支 承從小直徑向大直徑移動時的上述第2液壓缸的移動速度，該第2移動速度v2為使上述模 塞的支承從大直徑向小直徑移動時的第2液壓缸的移動速度。
4.一種拉拔鋼管的制造方法，該方法相對鋼管拉拔方向，沿正反方向使沖模和模塞相 對移動，制造帶有臺階的拉拔鋼管，其特征在于該方法包括下述的步驟第1步驟，其中，對應于上述鋼管拉拔方向，在通過第1液壓缸使上述沖模相對移動的 同時，通過第2液壓缸相對上述沖模的移動方向，沿相反方向使上述模塞相對移動；第2步驟，其中，位置檢測傳感器檢測上述第2液壓缸的行程位置；第3步驟，其中，計算機接收上述位置檢測傳感器檢測的位置信息，根據該位置信息， 控制上述第2液壓缸的移動速度。
5.根據權利要求4所述的拉拔鋼管的制造方法，其特征在于上述第2液壓缸在上述第 1步驟，針對往復的1個行程，形成單管件量的上述拉拔鋼管；上述計算機在上述第3步驟，按照在前進的行程使上述模塞的支承從小直徑向大直徑 移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度，與在返回的行程使上述模塞的支承從大直 徑向小直徑移動時的上述拉拔鋼管的壁厚坡面的傾斜角度相同的方式對上述第2液壓缸 的移動速度進行控制。
6.根據權利要求5所述的制造方法，其特征在于上述計算機在上述第3步驟，按照相對 第1移動速度ν 1使第2移動速度v2較高的方式進行速度控制，該第1移動速度ν 1為使 上述模塞的支承從小直徑向大直徑移動時的上述第2液壓缸的移動速度，該第2移動速度 v2為使上述模塞的支承從大直徑向小直徑移動時的第2液壓缸的移動速度。
全文摘要
本發明涉及一種鋼管拉拔裝置和拉拔鋼管的制造方法。本發明的課題在于實現可提高拉拔鋼管的各壁厚部分和切斷位置的尺寸精度，并且可高精度且高速地生產長尺寸工件的拉拔鋼管的鋼管拉拔裝置。在相對鋼管拉拔方向，沿正反方向使沖模和模塞相對移動，制造帶有臺階的拉拔鋼管時，通過第1液壓缸，對應于鋼管拉拔方向，使沖模相對移動，通過第2液壓缸，相對上述沖模的移動方向，沿相反方向使模塞相對移動。此時，位置檢測傳感器檢測第2液壓缸的行程位置，計算機接收位置檢測傳感器檢測的位置信息，控制第2液壓缸的移動速度。于是，以較大的移動速度v2，對拉拔鋼管進行拉拔，這樣，在d區域，在壁厚坡面不產生塌邊。
文檔編號B21C1/22GK102000708SQ20091025885
公開日2011年4月6日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年8月28日
發明者井上敏雄, 鈴木明 申請人:山和鋼管株式會社