CN105013908B - 用于翻边短节成型的组合模具及制造工艺 - Google Patents

用于翻边短节成型的组合模具及制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于翻边短节成型的组合模具及制造工艺。其中一种翻边短节成型的组合模具,本发明为了解决所述技术问题而制作的组合模具包括:外模具、内模具、第一顶头、第二顶头和压饼;其中一种用于翻边短节成型的制造工艺而言,是为了较好的实现前述翻边成型的组合模具的使用效果。其特点在于,管件在成型时,钢管不会因压力过大而导致钢管起皱,管件在成型后,钢管扩张后与钢管未受部分呈90度垂直状态。同时费用低廉,加工成本低,产品成品率高,品质优良,操作简单,便于规模化生产制造。

Description

用于翻边短节成型的组合模具及制造工艺
技术领域
本发明涉及管件中翻边短节液压成型时使用的模具,具体涉及一种用于翻边短节成型的组合模具。
本发明还涉及在一种翻边短节成型的制造工艺,用来较好的实现前述翻边成型的组合模具的使用效果。
背景技术
翻边短节是钢制对焊管件里面的一种,一般是松套法兰里面的一段。
松套法兰俗称活套法兰,分焊环活套法兰,翻边活套法兰和对焊活套法兰。常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时,法兰接触介质的部分即翻边短节为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料,而外部则利用低等级材料如碳钢材料
在传统的翻边短节生产工艺中,一种是翻边短节上端用钢管,下端采用钢板,钢管插焊于钢板之中的形式对翻边短节进行成型。此种加工方式出来的产品,在使用性能方面不安全,而且在焊接溶合部位出现气孔、夹渣等缺陷,给产品在使用上造成极大的安全隐患。同时,此种形式加工时间长,也增加了企业的生产成本。
经过多年的研究和探讨,翻边短节的的生产工艺技巧和相关的设备随着工程设施的需要一直在进行着不断的探索和研发。中国实用新型专利CN200520025501.1公开了一种无定心旋压翻边机;中国发明专利CN201510130894.7也公开了一种管子翻边装置;翻边制造工艺发展比较缓慢[孙光远,孙巍. 翻边式松套法兰管制作技巧[J]. 给水排水,2007,33(5):99-100. DOI:10.3969/j.issn.1002-8471.2007.05.028.]。
最近的报道有一种针对翻边短节专门设计出的滚压机床[鲁永进. 翻边短节搭接边滚压机床设计[J]. 石油化工设备,2014, (3):24-26. DOI:10.3969/j.issn.1000-7466.2014.03.006.]在一定程度上提升了管件制造技术,但是通过细致的分析发现,在制造工艺上对于预热处理的步骤,容易造成管件的碳化,影响产品的品质,而这样滚压设备容易造成工件表面产生硬化层,此层与内部材料有明显的分层现象,也容易造成表层脱落;同时由于由于刚性力的存在,对机床传动机构导轨、损伤很大,严重损伤机床精度和寿命;另外压头的使用寿命实际使用中相对轿短,易损坏,经常需要更换,综合使用成本高;最后也无法满足细长杆、薄壁管件等刚性差的零件的加工。
发明人正是在生产实践过程中需要更加适合企业生产的技术来提高产品质量,提高生产效率,同时加工成本低廉,操作简便。有鉴于此,所以有必要提出一种具有用于翻边短节成型的组合模具和相应的制造工艺。
发明内容
为了弥补目前管件翻边短节成型技术的缺乏,本发明索要解决的技术问题是提供一种能够用于翻边短节成型的组合模具,生产出的管件产品质量佳,加工成本低廉,操作简便,提高生产效率。
与此相应的,本发明另一个要解决的问题是提出一种用于翻边短节成型的制造工艺,用来较好的实现前述翻边成型的组合模具的使用效果。
就一种能够用于翻边短节成型的组合模具而言,本发明为了解决所述技术问题而制作的组合模具包括:外模具、内模具、第一顶头、第二顶头和压饼。具体而言,对于本发明所述的一种翻边短节成型的组合模具:
所述外模具上具有一个竖直方向上的圆柱形洞槽,该圆柱形洞槽的直径与加工钢管的外径相适配;
所述内模具为圆柱体且直径与加工钢管的内径相适配,所述内模具比所述外模具的圆柱形洞槽高出1cm至5cm,高出部位呈一个圆锥台;
所述第一顶头和所述第二顶头各自都是由T形部位和圆锥台部位组成,其中T形部位与圆锥台部位的上平面中心相连,其中所述第一顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为45度,其中所述第二顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为20度,所述第一顶头和所述第二顶头的下平面和所述内模具的高出部位的上平面相同;
所述压饼为一个中心具有和加工钢管内径一致的圆形洞的矩形块,优选的,所述压饼的厚度为15cm;
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进,在所述外模具的圆柱形洞槽中心设置有一个凸出的定位柱,相应的,在所述内模具下平面中心设置有一个凹形的定位孔。
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进或进一步改进,所述外模具的圆柱形洞槽底部平面设置为液压升降台,以适合不同长度规格系列的钢管的加工,显而易见的,所述内模具也按照规格系列而设计相应规格即可。
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进或进一步改进,在所述内模具上设计有内径调整套管,该内径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好套在所述内模具上,用以适合加工不同内径的加工管件,这样的内径调整套管的厚度可以根据需要设计出多个不同的规格;实际操作中,当确定好加工钢管的内径后,还需要考虑加工钢管外径即确定厚度,因而,在所述外模具的圆柱形洞槽内设计有外径调整套管,该外径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好插进所述外模具的圆柱形洞槽,用以调整加工钢管的外径。
液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺,如:锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等,用途根据需要是多种多样的。一般而言,液压机上压设备中心有和其他需要一起工作的工件的连接结构,我们采用的液压机是上压设备中心有和所述第一顶头和所述第二顶头的T形部位相适配的T形槽。
而就一种用于翻边短节成型的制造工艺而言,是为了较好的实现前述翻边成型的组合模具的使用效果。具体而言,本发明所公开的一种翻边短节成型组合模具的制造工艺的步骤是:
(1)将所述外模具放置于液压机液压平台中心位置,将加工钢管套在所述内模具外,然后将套入所述内模具的钢管整体套入所述外模具的圆柱形洞槽;
(2)将所述第一顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第一顶头,将所述第一顶头的T形部位下端对准钢管内;
(3)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s,压力设置为6至8 Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈45至55度角;
(4)提起液压机的上压设备,将所述第一顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述第二顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第二顶头,将所述第二顶头的T形部位下端对准钢管内;
(5)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s ,或者压力设置为8至10Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈20至30度角;
(6)提起液压机的上压设备,将所述第二顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述压饼置于钢管上,所述压饼的圆形洞和所述内模具的中心位置一致;
(7)开启液压机,对所述压饼施压,直至钢管紧贴于所述外模具上平面,钢管扩张部分与竖直方向呈90度直角时,则翻边短节压制形成。
本发明提供的一种用于翻边短节成型的组合模具及制造工艺特点在于,管件在成型时,钢管不会因压力过大而导致钢管起皱,管件在成型后,钢管扩张后与钢管未受部分呈90度垂直状态。同时费用低廉,加工成本低,产品成品率高,品质优良,操作简单,便于规模化生产制造。
附图说明
图1示出本发明一种翻边短节成型组合模具一个过程的结构示意图。
图2示出本发明一种翻边短节成型组合模具一个过程的结构示意图。
图3示出本发明一种翻边短节成型组合模具一个过程的结构示意图。
图4示出本发明一种翻边短节成型组合模具一个过程的结构示意图。
图5示出本发明一种翻边短节成型组合模具的压饼的结构示意图。
图6示出本发明一种翻边短节成型组合模具一个过程的结构示意图。
图7示出本发明一种翻边短节成型组合模具的一个改进的结构示意图。
图8示出本发明一种翻边短节成型组合模具的一个改进的结构示意图。
图9示出本发明一种翻边短节成型组合模具的一个改进的结构示意图。
图10示出本发明一种翻边短节成型组合模具的一个改进的结构示意图。
具体实施方式
下面参照各个附图对本发明进行更全面的描述,其中说明本发明的示例性实施例。
本发明提供一种翻边短节成型的组合模具,本发明为了解决所述技术问题而制作的组合模具包括:外模具、内模具、第一顶头、第二顶头和压饼。具体而言,对于本发明所述的一种翻边短节成型的组合模具:
所述外模具上具有一个竖直方向上的圆柱形洞槽,该圆柱形洞槽的直径与加工钢管的外径相适配;
所述内模具为圆柱体且直径与加工钢管的内径相适配,所述内模具比所述外模具的圆柱形洞槽高出1cm至5cm,高出部位呈一个圆锥台;
所述第一顶头和所述第二顶头各自都是由T形部位和圆锥台部位组成,其中T形部位与圆锥台部位的上平面中心相连,其中所述第一顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为45度,其中所述第二顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为20度;
所述压饼为一个中心具有和加工钢管内径一致的圆形洞的矩形块,优选的,所述压饼的厚度为15cm;
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进,在所述外模具的圆柱形洞槽中心设置有一个凸出的定位柱,相应的,在所述内模具下平面中心设置有一个凹形的定位孔。
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进或进一步改进,所述外模具的圆柱形洞槽底部平面设置为液压升降台,以适合不同长度规格系列的钢管的加工,显而易见的,所述内模具、所述内径调整套管、所述外径调整套管也按照规格系列而设计相应规格即可。
作为本发明用于翻边短节成型的组合模具的一种改进或进一步改进,在所述内模具上设计有内径调整套管,该内径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好套在所述内模具上,用以适合加工不同内径的加工管件,这样的内径调整套管的厚度可以根据需要设计出多个不同的规格;实际操作中,当确定好加工钢管的内径后,还需要考虑加工钢管外径即确定厚度,因而,在所述外模具的圆柱形洞槽内设计有外径调整套管,该外径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好插进所述外模具的圆柱形洞槽,用以调整加工钢管的外径。
液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺,如:锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等,用途根据需要是多种多样的。一般而言,液压机上压设备中心有和其他需要一起工作的工件的连接结构,我们采用的液压机是上压设备中心有和所述第一顶头和所述第二顶头的T形部位相适配的T形槽。
而就一种用于翻边短节成型的制造工艺而言,是为了较好的实现前述翻边成型的组合模具的使用效果。具体而言,本发明所公开的一种翻边短节成型组合模具的制造工艺的步骤是:
(1)将所述外模具放置于液压机液压平台中心位置,将加工钢管套在所述内模具外,然后将套入所述内模具的钢管整体套入所述外模具的圆柱形洞槽;
(2)将所述第一顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第一顶头,将所述第一顶头的T形部位下端对准钢管内;
(3)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s,压力设置为6至8 Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈45至55度角;
(4)提起液压机的上压设备,将所述第一顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述第二顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第二顶头,将所述第二顶头的T形部位下端对准钢管内;
(5)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s ,或者压力设置为8至10Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈20至30度角;
(6)提起液压机的上压设备,将所述第二顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述压饼置于钢管上,所述压饼的圆形洞和所述内模具的中心位置一致;
(7)开启液压机,对所述压饼施压,直至钢管紧贴于所述外模具上平面,钢管扩张部分与竖直方向呈90度直角时,则翻边短节压制形成。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种翻边短节成型的组合模具,其特征在于,包括外模具、内模具、第一顶头、第二顶头和压饼,
所述外模具上具有一个竖直方向上的圆柱形洞槽,该圆柱形洞槽的直径与加工钢管的外径相适配;
所述内模具为圆柱体且直径与加工钢管的内径相适配,所述内模具比所述外模具的圆柱形洞槽高出1cm至5cm,高出部位呈一个圆锥台;
所述第一顶头和所述第二顶头各自都是由T形部位和圆锥台部位组成,其中T形部位与圆锥台部位的上平面中心相连,其中所述第一顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为45度,其中所述第二顶头圆锥台部位的梯形截面的底角角度为20度;
所述压饼为一个中心具有和加工钢管内径一致的圆形洞的矩形块,所述压饼的厚度为15cm;所述内模具上设计有内径调整套管,该内径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好套在所述内模具上,用以适合加工不同内径的加工管件;
所述外模具的圆柱形洞槽中心设置有一个凸出的定位柱,相应的,在所述内模具下平面中心设置有一个凹形的定位孔,所述外模具的圆柱形洞槽底部平面设置为液压升降台。
2.按照权利要求1所述的一种翻边短节成型的组合模具,其特征在于,所述外模具的圆柱形洞槽内设计有外径调整套管,该外径调整套管长度与所述外模具的圆柱形洞槽的高度一致,可恰好插进所述外模具的圆柱形洞槽,用以调整加工钢管的外径。
3.一种用于翻边短节成型的制造工艺,是为了实现权利要求1的翻边成型的组合模具的使用效果,其特征在于,步骤是:
(1)将所述外模具放置于液压机液压平台中心位置,将加工钢管套在所述内模具外,然后将套入所述内模具的钢管整体套入所述外模具的圆柱形洞槽;
(2)将所述第一顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第一顶头,将所述第一顶头的T形部位下端对准钢管内;
(3)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s,压力设置为6至8Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈45至55度角;
(4)提起液压机的上压设备,将所述第一顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述第二顶头的T形部位置于液压机上压设备的T形槽内,竖直方向下降所述第二顶头,将所述第二顶头的T形部位下端对准钢管内;
(5)开启液压机,对钢管进行施压,使钢管端部处于向外扩张姿势,施压一次的时间持续5至10秒,下压速率1至2cm/s,压力设置为8至10Mpa,并立即升起所述第一顶头,如此反复4~5次,钢管边与所述外模具上平面夹角呈20至30度角;
(6)提起液压机的上压设备,将所述第二顶头从液压机的上压设备上拆下,将所述压饼置于钢管上,所述压饼的圆形洞和所述内模具的中心位置一致;
(7)开启液压机,对所述压饼施压,直至钢管紧贴于所述外模具上平面,钢管扩张部分与竖直方向呈90度直角时,则翻边短节压制形成。
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