CN104759849A - 用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法 - Google Patents

用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,包括以下步骤:1)毛坯的制备:用锻造法或轧制法准备原料毛坯;原料毛坯变形比不小于3;2)对上述原料毛坯进行机加工;3)在原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔;4)对上述原料毛坯进行挤压;扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180℃,保温时间5-10分钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在挤压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850℃,挤压机压力14-63MN,挤压速度为80-120mm/s;5)对挤压后的原料毛坯进行机加工。本方法加工便捷、效率高,并大大降低成本。

Description

用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法
技术领域
[0001] 本发明所要保护的技术方案涉及一种汽车尾气控制的法兰零件制作方法,属于热 加工、机械制造等领域。
背景技术
[0002] 用于汽车尾气控制的法兰零件材质多为不锈钢和其它特殊的低碳钢,要求具有导 热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点。目前该类产品通过传统模锻 或者冲压制作而成。模锻技术主要包括:乳制圆棒、下料、拍扁、成型、冲孔、去边、热处理、喷 丸、矫直、机加工等工序完成;冲压技术主要包括:乳制板材、冷冲、矫直、机加工。模锻方法 制作的锻造毛坯加工件虽机械加工余量小,但为了提高合格率,多台液压机同时作业(拍 扁、成型、冲孔、去边),效率低下造成加工成本相对较高,另外变形比相对较小,还需要进一 步热处理,又增加了矫直等工序。冲压方法虽然制作方法简单,但成材率很低,冲出的底边 还需要矫直,切削加工量大,同时还受材料的限制,特殊材质板材很难外购,这种方法制作 出的产品品种受限。
[0003] 寻求一种能够提供满足客户需求、成本又低的新型加工技术,用于汽车尾气控制 的法兰零件此类产品,代替传统的模锻技术和冲压技术,成为一个亟需解决的难题。
发明内容
[0004] 本发明提供一种汽车尾气控制法兰零件新的制作工艺,本方法加工便捷、效率高, 同时能大幅度降低加工成本。
[0005] 为了完成本申请的发明目的,本申请采用以下技术方案:
[0006] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:包括以下步骤:
[0007] 1)毛坯的制备:用锻造法或轧制法准备原料毛坯;原料毛坯的变形比不小于3 ;
[0008] 2)对上述原料毛坯进行机加工;
[0009] 3)在上述原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔;
[0010] 4)对上述原料毛坯进行挤压;
[0011] 扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180°C,保温时间5-10 分钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在 挤压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850°C,挤压机压力14-63MN,挤压速度 为 80_120mm/s;
[0012] 5)对挤压后的原料毛坯进行机加工。
[0013] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤1)中用锻造 法制备毛坯的步骤包括:
[0014] A.根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且锻造变形比不小于3的锻 造钢徒原材料;
[0015] B.将上述钢锭在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小 时;
[0016] C.将上述钢锭保温均匀后,使用一火次或者多火次,在快锻机上将上述钢锭直接 成型或者在快锻开坯和精锻联合成型机将上述钢锭成型,得到所需锻造原料毛坯。
[0017] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤1)中用轧制 法制备毛坯的步骤包括:
[0018] A.根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且轧制变形比不小于4的轧 制用的钢坯原材料;
[0019] B.将上述钢坯在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小 时;
[0020] C.将上述钢坯保温均匀后,使用一火次,经轧机直接成型,得到所需轧制原料毛 坯。
[0021]本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤2)原料毛坯 进行机加工包括:将上述原料毛坯表面通过车光,将其光洁度加工至在▽ 3. 2以下,并用锯 床切成厚度为300至800mm -段。
[0022] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤3)中对原料 毛坯的中心处进行镗和扩孔步骤包括:
[0023] i)将原料毛坯的中心镗成通孔,镗孔直径为30-45mm;
[0024] ii)采用感应加热对上述原料毛坯进行一次加热,加热温度为1120~1150°C,保 温时间10-15分钟;
[0025] iii)加热完毕以后,首先进行对原料毛坯的表面进行除磷和润滑处理,再使用扩 孔机对上述的通孔进行扩孔得到中心孔,扩孔后的中心孔内径尺寸略大于挤压时使用的芯 棒尺寸,芯棒的尺寸比零件成品件内径小于3mm±0. 5mm为宜。
[0026] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤5)中对挤压 后的毛坯进行机加工步骤包括:
[0027] a)对挤压后的原料毛坯进行检验和校直,达到标准的原料毛坯使用数控锯床进行 锯切,锯切的厚度比零件厚度厚1-2_ ;
[0028] b)用数控车床对原料毛坯的外轮廓及中心孔进行精加工。
[0029] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:在步骤4)中,挤压 机的挤压筒成型用的模具厚度为40mm±10mm厚度。具体厚度根据挤压力和成型形状有关, 对于非对称外形,要适当的加厚,以保证外形的精准。
[0030] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:所述钢锭为304号、 430号或441号不锈钢,或者Q34®低碳钢材料。
[0031] 本发明一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其中:所述法兰零件的截 面为圆形截面、三角形截面或特殊异形截面。
[0032] 与传统工艺比较,本制作方法主要流程包括锻造(轧制)制坯、挤压、扩孔、挤压、 下料、机加工等工序。对于孔径特别小的法兰(小于25_)或者是实心法兰,可以省去步骤 3工序,直接挤压成型,孔径通过机械加工完成。因此本发明保护的内容不光涉及空心法兰, 也包括实心法兰。本方法不仅适合304、430、441等不锈钢以及Q34®等低碳钢等材料,另 外所加工产品不局限于圆形截面法兰,还适用于三角形截面、特殊异形截面(包含实心件) 加工。
[0033] 采用了以上制作方法,成本不仅降低,效率还会大大提高,特别适用于大批量的生 产,该方法尤其适用于汽车尾气控制的法兰零件的生产,完全能代替其他传统的模锻、冲压 和轧碾工艺。
附图说明
[0034] 图1是圆形法兰不意图;
[0035] 图2是三角形法兰示意图;
[0036] 图3是特殊异形法兰示意图。
具体实施方式
[0037] 本发明采取的主要实施方式为钢锭通过锻造机等设备开坯并锻造成圆棒或者连 铸坯通过轧制成圆棒,经过相应机加工,加热等相关工序后再用大型挤压机进行挤压,形成 空心管状毛坯,经过下料、机加工等工序完成加工。下面对本发明的实施例作详细说明,本 实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过 程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0038] 实施例1
[0039] 材质为304圆形法兰制作方法:
[0040] 1)毛坯的制备:
[0041] 它包括以下步骤:
[0042] A.图1所示,根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且锻造变形比不 小于3的锻造钢锭,选择20英寸的钢锭,毛坯的外轮廓的直径控制在99±0. 5mm,选择直径 为250mm的挤压筒;
[0043] B.将上述钢锭在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小 时;
[0044] C.将上述钢锭保温均匀后,在5-20分钟内,使用一火次或者多火次,因坯料为方 坯,需要通过快锻机开坯至4>350mm后吊运至精锻机成型,成型尺寸为(i>255mm±2mm,得到 所需锻造原料毛坯锻造成直径为255mm;
[0045] 2)对上述原料毛坯进行机加工包括;将上述原料毛坯表面通过车光,将其光洁度 加工至在▽ 3. 2以下,并用锯床切成厚度为500_ -段;
[0046] 3)在上述原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔;它 包括以下步骤:
[0047] i)将原料毛还的中心键成通孔,键孔直径为35mm±0. 5mm ;
[0048] ii)采用感应加热对上述原料毛坯进行一次加热,加热温度为1120~1150°C,保 温时间10-15分钟;
[0049] iii)加热完毕以后,首先进行对原料毛坯的表面进行除磷和润滑处理,再使用扩 孔机对上述的通孔进行扩孔得到中心孔,扩孔后的中心孔内径尺寸略大于挤压时使用的芯 棒尺寸,扩孔后的内径尺寸80 ± 0. 5mm;
[0050] 4)对上述原料毛坯进行挤压;
[0051] 扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180°C,保温时间5-10 分钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在 63丽挤压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850°C,挤压机压力14~26丽,挤 压速度为80-120mm/s。制作出原料毛坯尺寸为外径:®98. 50~99. 5mm,内径:(670. 50~ 7L 50mm,
[0052] 5)对挤压后的原料毛坯进行机加工的步骤包括:
[0053] a)对挤压后的原料毛坯进行检验和校直,达到标准的原料毛坯使用数控锯床进行 锯切,锯切的厚度比零件厚度厚l_2mm,即厚度为11. 5mm±0. 5mm;
[0054] b)用数控车床对原料毛坯的外轮廓及中心孔进行精加工,即用数控车床加工出成 品,先车削左端,用数控车床三爪夹住右端,车左端外圆和内孔;然后用软爪夹住已加工好 的一端,车削另一端。
[0055] 实施例2
[0056] 材质为Q34®三角形法兰的制作方法:
[0057] 1)毛坯的制备:
[0058] 它包括以下步骤:
[0059] A.图2所示,根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且轧制变形比不 小于4的乳制钢还,挤压毛还的外轮廓尺寸以控制单边余量+0. 5mm为基准,选择450mm连 铸还,选择直径为185mm的挤压筒;
[0060] B.将上述钢坯在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小 时;C.将上述钢坯保温均匀后,在5-20分钟内,使用一火次或者多火次,因坯料为方坯,需 要通过快锻机开坯至4>350mm后吊运至精锻机成型,成型尺寸为(i>255mm±2mm,得到所需 轧制原料毛坯直径为255mm;
[0061] 2)对上述原料毛坯进行机加工包括;将上述原料毛坯表面通过车光,将其光洁度 加工至在▽ 3. 2以下,并用锯床切成厚度为800_ -段;
[0062]3)在上述原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔;它 包括以下步骤:
[0063] i)将原料毛坯的中心镗成通孔,镗孔直径为35mm;
[0064] ii)采用感应加热对上述原料毛坯进行一次加热,加热温度为1120~1150°C,保 温时间10-15分钟;
[0065] iii)加热完毕以后,首先进行对原料毛坯的表面进行除磷和润滑处理,再使用扩 孔机对上述的通孔进行扩孔得到中心孔,扩孔后的中心孔内径尺寸略大于挤压时使用的芯 棒尺寸,扩孔后的内径尺寸62 ± 0. 5mm;
[0066] 4)对上述原料毛坯进行挤压;
[0067] 扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180°C,保温时间5-10 分钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在 63MN挤压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850°C,挤压机压力14~26MN,挤压 速度为80-120mm/s。挤压后外轮廓尺寸以所示图纸单边增加0. 5mm为基准,内径:®58~ 59mm,
[0068]5)对挤压后的原料毛坯进行机加工的步骤包括:
[0069] a)对挤压后的原料毛坯进行检验和校直,达到标准的原料毛坯使用数控锯床进行 锯切,锯切的厚度比零件厚度厚l_2mm,即厚度为9mm±0. 5mm;
[0070] b)用数控车床对原料毛坯的外轮廓及中心孔进行精加工,即用数控车床加工出成 品,用数控车床三爪夹住右端,车左端外圆和内孔;然后用软爪夹住已加工好的一端,车削 另一端。并用钻床加工三个安装孔。
[0071] 实施例3
[0072] 材质为430特殊异形法兰制作方法
[0073] 1)毛坯的制备:
[0074] 它包括以下步骤:
[0075] A.图3所示,根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且锻造变形比不 小于3的锻造钢锭,挤压毛坯的外轮廓尺寸以控制单边余量+0. 5mm为基准,选择20英寸的 钢锭,选择直径为250mm的挤压筒;
[0076] B.将上述钢锭在双室式加热炉内进行加热,在加热热炉内的温度升温至1180~ 1220°C,保温6-7小时;C.将上述钢锭保温均匀后,在5-20分钟内,使用一火次或者多 火次,因坯料为方坯,需要通过快锻机开坯至巾350mm后吊运至精锻机成型,成型尺寸为 <i>255mm±2mm,得到所需乳制原料毛还直径为255mm±2mm;
[0077] 2)对上述原料毛坯进行机加工包括;将上述原料毛坯表面通过车光,将其光洁度 加工至在▽3. 2以下,并用锯床切成厚度为500_-段;
[0078] 3)在上述原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔;它 包括以下步骤:
[0079] i)将原料毛还的中心键成通孔,键孔直径为30mm±0. 5mm ;
[0080] ii)采用感应加热对上述原料毛坯进行一次加热,加热温度为1120~1150°C,保 温时间10-15分钟;
[0081] iii)加热完毕以后,首先进行对原料毛坯的表面进行除磷和润滑处理,再使用扩 孔机对上述的通孔进行扩孔得到中心孔,扩孔后的中心孔内径尺寸略大于挤压时使用的芯 棒尺寸,扩孔后的内径尺寸90mm±0. 5mm;
[0082] 4)对上述原料毛坯进行挤压;
[0083] 扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180°C,保温时间5-10 分钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在 63丽挤压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850°C,挤压机压力14~26丽, 挤压速度为80-120mm/s。挤压后外轮廓尺寸以所示图纸单边增加0. 5mm为基准,内径: ®86mm±0. 5mm,为了保证外轮廓基本尺寸,成型的模具厚度为50mm,比正常模具厚20mm。
[0084] 5)对挤压后的原料毛坯进行机加工的步骤包括:
[0085] a)对挤压后的原料毛坯进行检验和校直,达到标准的原料毛坯使用数控锯床进行 锯切,锯切的厚度比零件厚度厚l_2mm,即厚度为12mm±0. 5mm;
[0086] b)用数控车床对原料毛坯的外轮廓及中心孔进行精加工,即用数控车床三爪夹住 右端,车左端外圆和内孔;然后用软爪夹住已加工好的一端,车削另一端,并用钻床加工1 个安装孔。
[0087] 上述对本发明进行了实例性描述,显然本发明并不受上述方式的限制。只要采用 了本发明的方法构思和技术方案进行的非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技 术方案直接应用于其他场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:包括以下步骤: 1) 毛坯的制备:用锻造法或轧制法准备原料毛坯;原料毛坯的变形比至少不小于3 ; 2) 对上述原料毛坯进行机加工; 3) 在上述原料毛坯的中心处进行镗孔后,再进行扩孔,得到原料毛坯中心孔; 4) 对上述原料毛坯进行挤压; 扩孔后的原料毛坯用电磁感应加热,加热至温度为1150~1180°C,保温时间5-10分 钟后快速对原料毛坯表面进行除磷和润滑处理,然后将芯棒置入坯料中心孔中,最后在挤 压机的挤压筒中进行挤压,此时挤压温度不低于850°C,挤压机压力14-63MN,挤压速度为 8〇-120mm/s ; 5) 对挤压后的原料毛坯进行机加工。
2. 如权利要求1所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:在步 骤1)中用锻造法制备毛坯的步骤包括: A. 根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且锻造变形比不小于3的锻造用 的钢徒原材料; B. 将上述钢锭在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小时; C. 将上述钢锭保温均匀后,使用一火次或者多火次,在快锻机上将上述钢锭直接成型 或者在快锻开坯和精锻联合成型机将上述钢锭成型,得到所需锻造原料毛坯。
3. 如权利要求1所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:在步 骤1)中用轧制法制备毛坯的步骤包括: A. 根据挤压筒的直径,选择相等或略大于挤压筒直径且轧制变形比不小于4的轧制用 的钢坯原材料; B. 将上述钢坯在加热炉内加热,热炉内的温度升温至1180~1220°C,保温6-7小时; C. 将上述钢坯保温均匀后,使用一火次,经轧机直接成型,得到所需轧制原料毛坯。
4. 如权利要求1或2所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于: 在步骤2)原料毛坯进行机加工包括:将上述原料毛坯表面通过车光,将其光洁度加工至在 ▽ 3. 2以下,并用锯床切成厚度为300至800mm -段。
5. 如权利要求1所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:在步 骤3)中对原料毛坯的中心处进行镗和扩孔步骤包括: i) 将原料毛坯的中心镗成通孔,镗孔直径为30-45mm ; ii) 采用感应加热对上述原料毛坯进行一次加热,加热温度为1120~1150°C,保温时 间10-15分钟; iii) 加热完毕以后,首先进行对原料毛坯的表面进行除磷和润滑处理,再使用扩孔机 对上述的通孔进行扩孔得到中心孔,扩孔后的中心孔内径尺寸略大于挤压时使用的芯棒尺 寸,芯棒的尺寸比零件成品件内径小于3mm±0. 5mm为宜。
6. 如权利要求1所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:在步 骤5)中对挤压后的毛坯进行机加工步骤包括: a) 对挤压后的原料毛坯进行检验和校直,达到标准的原料毛坯使用数控锯床进行锯 切,锯切的厚度比零件厚度厚1-2_ ; b) 用数控车床对原料毛坯的外轮廓及中心孔进行精加工。
7. 如权利要求1所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:在步 骤4)中,挤压机的挤压筒成型用的模具厚度为40mm± IOm厚度。
8. 如权利要求2或3所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于: 所述钢锭为304号、430号或441号不锈钢,或者Q34®低碳钢材料。
9. 如权利要求4至7之一权利要求所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法, 其特征在于:所述法兰零件的截面为圆形截面、三角形截面或特殊异形截面。
10. 如权利要求8所述的用于汽车尾气控制的法兰零件的制作方法,其特征在于:所述 法兰零件的截面为圆形截面、三角形截面或特殊异形截面。
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