CN105234325A - 一种高颈法兰的锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高颈法兰的锻造工艺，包括以下步骤：a、将镶块模具的第一上模(1)安装固定在第一压机的下端，第一下模(2)安装固定在操作平台上；b、将经过高温保温的坯料置于第一下模(2)上，第一上模(1)对坯料施压，得到法兰毛坯；c、将快装模具的第二上模(3)安装固定在第二压机的下端，第二下模(4)安装固定在操作平台上；d、将法兰毛坯(10)置于第二下模(4)上，将冲头(44)置于法兰毛坯(10)的中心部分(103)，第二上模(3)对冲头(44)和法兰毛坯(10)施压，将余料边缘(102)和中心部分(103)去除。通过本发明，法兰的盘部和颈部均在模具中成形，锻件外形尺寸精确，缩短制造周期。
Description
技术领域
本发明涉及法兰的制造领域，特别是指一种高颈法兰的锻造工艺。
背景技术
高颈法兰由盘部和颈部构成，目前，锻造行业针对规格小的高颈法兰，采用先锻压生产毛坯，再通过机械加工成所需的形状。
由于现有的锻造工艺不易操作的缘故，生产的法兰毛坯的盘部直径需要比工艺尺寸大，以通过机械加工的手段(如销、铣)将毛坯改造为所需的尺寸，且采用的模具生产出的法兰毛坯其颈部为实心，再经后处理将实心去掉；因此机械加工余量大，料比高，导致原材料利用率低，给下一步机加工工序带来非常大的困难，且环形件尺寸不稳定，锻造的高颈法兰合格率低。
发明内容
本发明提出一种高颈法兰的锻造工艺，解决了现有技术中机械加工余量大，生产的高颈法兰合格率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高颈法兰的锻造工艺，包括以下步骤：
a、将镶块模具的第一上模安装固定在第一压机的下端，第一下模安装固定在操作平台上；
第一上模，其一面的中间设有剖面为梯形的第一凸台，所述第一凸台的上表面高于所述第一上模的表面；沿所述第一凸台的下边沿的四周开设有圆环形的第一凹槽；沿所述第一凹槽的外边沿的四周设有圆环形的第一折台；和，第一下模，其一面的中间与所述第一凸台对应，设有剖面为梯形的第二凸台，所述第二凸台的上表面低于所述第一下模的表面，沿所述第二凸台的下边沿的四周开设有圆环形的第二凹槽，沿所述第二凹槽的外边沿设有圆环形的第二折台，所述第一凹槽的外径与所述第二折台的外径相同，沿所述第二折台的外边沿设有圆环形的第三折台；所述第一上模和所述第一下模扣合形成法兰毛坯所在的空腔：所述第一凹槽与所述第二凹槽形成的空腔对应于所述法兰的颈部；所述第一凹槽与所述第二折台形成的空腔对应于所述法兰的盘部；所述第一折台与所述第三折台形成的空腔，用于容纳余料；所述第一凸台与所述第二凸台之间留有距离；
b、将经过高温保温的坯料置于第一下模上，启动第一压机，带动第一上模向下运动，第一上模对坯料施压，直至第一上模的下端面与第一下模的上端面接触，第一压机停止施压，得到法兰毛坯；
c、将快装模具的第二上模安装固定在第二压机的下端，第二下模安装固定在操作平台上；
所述第二上模，其底面开设有第六凹槽，外围形成第三凸台；
所述第二下模，包括：中空的模座，沿其内壁的四周，设有第四折台和第五折台；中空的第一模具，位于所述模座内，卡在所述第四折台上；沿所述第一模具内壁的四周，设有第六折台，用于固定法兰毛坯的上沿；和，中空的第二模具，其内径大于所述第一模具的内径，位于所述模座内，卡在所述第五折台上，其高度高于所述模座的表面；其上端开口的边缘为凸缘，用于支撑所述法兰毛坯盘部的余料边缘；
d、将所述法兰毛坯置于所述第二下模上，将冲头置于所述法兰毛坯的中心部分，启动所述第二压机，带动第二上模向下运动，第二上模对所述冲头和所述法兰毛坯施压，直至所述第三凸台与所述凸缘接触，将所述余料边缘和所述中心部分去除；
所述冲头，一端为圆柱形，其外径与所述中心部分的直径相等。
本发明的有益效果为：
1、采用本发明，法兰的盘部和颈部均在模具中成形，所以锻件外形规则、尺寸精确，提高了合格率；锻件余量大为减少，无需通过机械后续加工，最大限度的节省了原材料，降低了生产成本；同时也节省了机加工工时，缩短制造周期。
2、本发明通过改进模具，使毛坯的套锻减小，原材料利用率高，比现有技术的工艺提高40％。
3、本发明生产的毛坯法兰各部位尺寸统一规范、精度高、质量稳定，毛坯公差±0.8mm，在目前其质量和技术能达到毛坯法兰出口的标准；人力物力减少30％，套锻法兰毛坯库存废品率比现有技术减少90％。
4、本发明一次锻压切边，冲孔，无需进一步通过机械加工，提高了生产效率，减少人力；单班锻造产量比现有技术提高2倍以上；能直接在数控机床上进行精加工，机加工产量比目前增加30％
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高颈法兰精锻镶块模具装配后一个实施例的剖面结构示意图；
图2为本发明高颈法兰精锻镶块模具装配后另一个实施例的剖面结构示意图；
图3为本发明精锻法兰快装模具上模的一个实施例的剖面结构示意图；
图4为本发明精锻法兰快装模具上模装配后的一个实施例的剖面结构示意图；
图5为本发明精锻法兰快装模具下模的一个实施例的剖面结构示意图；
图6为本发明冲头模具的一个实施例的剖面结构示意图。
图中：
1、第一上模；11、第一凸台；12、第三凹槽；13、第一凹槽；14、第一折台；15、第四凹槽；16、缺口；2、第一下模；21、第二凸台；22、第二凹槽；23、第二折台；24、第三折台；25、第五凹槽；3、第二上模；31、第六凹槽；32、第三凸台；33、第四凸台；4、第二下模；41、模座；411、第四折台；412、第五折台；42、第一模具；421、第六折台；43、第二模具；431、凸缘；44、冲头；10、法兰毛坯；101、上沿；102、余料边缘；103、中心部分。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一些说明性的实施例中，高颈法兰的锻造工艺包括以下步骤：
a、将镶块模具的第一上模1安装固定在第一压机的下端，第一下模2安装固定在操作平台上；
如图1所示，为根据一些说明性实施例的高颈法兰精锻镶块模具装配后的剖面结构示意图；一些说明性实施例的高颈法兰镶块模具，包括：第一上模1，其一面的中间设有剖面为梯形的第一凸台11，第一凸台11的上表面高于第一上模1的表面；沿第一凸台11的下边沿的四周开设有圆环形的第一凹槽13；沿第一凹槽13的外边沿的四周设有圆环形的第一折台14；和，第一下模2，其一面的中间与第一凸台11对应，设有剖面为梯形的第二凸台21，第二凸台21的上表面低于第一下模2的表面，沿第二凸台21的下边沿的四周开设有圆环形的第二凹槽22，沿第二凹槽22的外边沿设有圆环形的第二折台23，第一凹槽13的外径与第二折台23的外径相同，沿第二折台23的外边沿设有圆环形的第三折台24；第一上模1和第一下模2扣合形成法兰毛坯所在的空腔：第一凹槽13与第二凹槽22形成的空腔对应于法兰的颈部；第一凹槽13与第二折台23形成的空腔对应于法兰的盘部；第一折台14与第三折台24形成的空腔，用于容纳余料；第一凸台11与第二凸台21之间留有距离；
b、将经过高温保温的坯料置于第一下模2上，启动第一压机，带动第一上模1上下运动，第一上模1对坯料施压，直至第一上模1的下端面与第一下模2的上端面接触，第一压机停止施压，得到法兰毛坯；
c、将快装模具的第二上模3安装固定在第二压机的下端，第二下模4安装固定在操作平台上；
如图3～5所示，图3为根据一些说明性实施例的精锻法兰快装模具上模的剖面结构示意图，图4为根据一些说明性实施例的精锻法兰快装模具上模装配后的剖面结构示意图；图5为根据一些说明性实施例的精锻法兰快装模具下模的剖面结构示意图；一些说明性实施例的精锻法兰快装模具，包括：第二上模3，其底面开设有第六凹槽31，外围形成第三凸台32；第二下模4，包括：中空的模座41，沿其内壁的四周，设有第四折台411和第五折台412；中空的第一模具42，位于模座41内，卡在第四折台411上；沿第一模具42内壁的四周，设有第六折台421，用于固定法兰毛坯10的上沿101；和，中空的第二模具43，其内径大于第一模具42的内径，位于模座41内，卡在第五折台412上，其高度高于模座41的表面；其上端开口的边缘为凸缘431，用于支撑法兰毛坯10盘部的余料边缘102；
d、将法兰毛坯10置于第二下模4上，将冲头44置于法兰毛坯10的中心部分103，启动第二压机，带动第二上模3向下运动，第二上模3对冲头44和法兰毛坯10施压，直至第三凸台32与凸缘431接触，将余料边缘102和中心部分103去除；
如图6所示，为根据一些说明性实施例的冲头模具的剖面结构示意图；冲头44，一端为圆柱形，其外径与中心部分103的直径相等。
为了提高原材料的利用率，减少套锻的体积，第一凸台11与第二凸台21之间的距离为3～10mm。优选地，第一凸台11与第二凸台21之间的距离为5mm，经实验，该距离为5mm时，既能最好地保护模具，又能最大程度地利用原材料。
优选地，为了便于安装和更换模具，第一上模1和第一下模2的外形为圆柱形。更优选地，第一上模1和第一下模2的下部分别开设有缺口16，以便于安装和更换模具。
如图2所示，为根据另一些说明性实施例的高颈法兰精锻镶块模具装配后的剖面结构示意图。
有些法兰的盘部要求有RF面，一些说明性实施例的高颈法兰镶块模具，沿第一凸台11的下边沿的四周，在第一凹槽13上开设有圆环形的第三凹槽12，第三凹槽12与法兰的RF面对应。
一些说明性实施例的高颈法兰镶块模具，分别在第一折台14和第三折台24上，开设有第四凹槽15和第五凹槽25，余料先通过所述第一折台14和所述第三折台24形成的窄通道，以便于成型时原材料走向合理。
一些说明性实施例的高颈法兰镶块模具，第一凸台11和第二凸台21的边和角均为圆弧形，以便于脱模。
一些说明性实施例的高颈法兰镶块模具，第一凹槽13的深度大于第二折台23的深度，其目的一是为了减少对原料的锻压，提高效率；二是为了使第一上模1的空腔和第一下模2的空腔的容积相等，以增加模具的精度。
一些说明性实施例的第二上模3的顶端设有第四凸台33，用于与第二压机连接。
为了减少模具的用料，一些说明性实施例的第六凹槽31为圆形，第四折台411、第五折台412和第六折台421均为圆环形，第一模具42和第二模具43的外形为圆柱形。
一些说明性实施例的第一模具42的上开口的口径大于第六折台421的直径，两者之间的内壁为斜面。
一些说明性实施例的第二模具43的中空内芯的剖面为梯形。
一些说明性实施例的冲头44为中空，以便于对其夹取。
为了减少模具的用料，一些说明性实施例的冲头44的另一端为圆柱形，其外径小于中心部分103的直径。
本发明加工的毛坯法兰加工余量小，各部位尺寸统一规范、无套锻，各部位直接成型、精度高、质量稳定；原材料利用率高比目前的工艺提高40％，锻造料比减少30％，人力减少30％；和套锻法兰毛坯库存废品率比目前减少90％，套锻毛坯库存减少100％，；单班锻造产量比现有技术提高2倍以上；所产毛坯工件尺寸、精度、质量给机加工生产线减少一道工序，能直接在数控机床上进行加工，机加工产量比目前增加30％；生产成本减少30％，单班产量提高40％，毛坯法兰(工件)精度技术水平提高40％，毛坯质量、生产技术能达到国际水平，毛坯可以直接出口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高颈法兰的锻造工艺，包括以下步骤：
a、将镶块模具的第一上模(1)安装固定在第一压机的下端，第一下模(2)安装固定在操作平台上；
第一上模(1)，其一面的中间设有剖面为梯形的第一凸台(11)，所述第一凸台(11)的上表面高于所述第一上模(1)的表面；沿所述第一凸台(11)的下边沿的四周开设有圆环形的第一凹槽(13)；沿所述第一凹槽(13)的外边沿的四周设有圆环形的第一折台(14)；和，
第一下模(2)，其一面的中间与所述第一凸台(11)对应，设有剖面为梯形的第二凸台(21)，所述第二凸台(21)的上表面低于所述第一下模(2)的表面，沿所述第二凸台(21)的下边沿的四周开设有圆环形的第二凹槽(22)，沿所述第二凹槽(22)的外边沿设有圆环形的第二折台(23)，所述第一凹槽(13)的外径与所述第二折台(23)的外径相同，沿所述第二折台(23)的外边沿设有圆环形的第三折台(24)；
所述第一上模(1)和所述第一下模(2)扣合形成法兰毛坯所在的空腔：所述第一凹槽(13)与所述第二凹槽(22)形成的空腔对应于所述法兰的颈部；所述第一凹槽(13)与所述第二折台(23)形成的空腔对应于所述法兰的盘部；所述第一折台(14)与所述第三折台(24)形成的空腔，用于容纳余料；所述第一凸台(11)与所述第二凸台(21)之间留有距离；
b、将经过高温保温的坯料置于第一下模(2)上，启动第一压机，带动第一上模(1)向下运动，第一上模(1)对坯料施压，直至第一上模(1)的下端面与第一下模(2)的上端面接触，第一压机停止施压，得到法兰毛坯；
c、将快装模具的第二上模(3)安装固定在第二压机的下端，第二下模(4)安装固定在操作平台上；
所述第二上模(3)，其底面开设有第六凹槽(31)，外围形成第三凸台(32)；
所述第二下模(4)，包括：
中空的模座(41)，沿其内壁的四周，设有第四折台(411)和第五折台(412)；
中空的第一模具(42)，位于所述模座(41)内，卡在所述第四折台(411)上；沿所述第一模具(42)内壁的四周，设有第六折台(421)，用于固定法兰毛坯(10)的上沿(101)；和，
中空的第二模具(43)，其内径大于所述第一模具(42)的内径，位于所述模座(41)内，卡在所述第五折台(412)上，其高度高于所述模座(41)的表面；其上端开口的边缘为凸缘(431)，用于支撑所述法兰毛坯(10)盘部的余料边缘(102)；
d、将所述法兰毛坯(10)置于所述第二下模(4)上，将冲头(44)置于所述法兰毛坯(10)的中心部分(103)，启动所述第二压机，带动第二上模(3)向下运动，第二上模(3)对所述冲头(44)和所述法兰毛坯(10)施压，直至所述第三凸台(32)与所述凸缘(431)接触，将所述余料边缘(102)和所述中心部分(103)去除；
所述冲头(44)，一端为圆柱形，其外径与所述中心部分(103)的直径相等。
2.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，沿所述第一凸台(11)的下边沿的四周，在所述第一凹槽(13)上开设有圆环形的第三凹槽(12)，所述第三凹槽(12)与所述法兰的RF面对应。
3.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第一凸台(11)与所述第二凸台(21)之间的距离为3～10mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的锻造工艺，其特征在于，分别在所述第一折台(14)和所述第三折台(24)上，开设有第四凹槽(15)和第五凹槽(25)。
5.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第一上模(1)的空腔和所述第一下模(2)的空腔的容积相等。
6.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第一上模(1)和所述第一下模(2)的下部分别开设有缺口(16)，以便于安装和更换。
7.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第二上模(3)的顶端设有第四凸台(33)，用于与所述第二压机连接。
8.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第六凹槽(31)为圆形，所述第四折台(411)、所述第五折台(412)和所述第六折台(421)均为圆环形，所述第一模具(42)和所述第二模具(43)的外形为圆柱形。
9.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述第二模具(43)的中空内芯的剖面为梯形。
10.根据权利要求1所述的锻造工艺，其特征在于，所述冲头(44)为中空，以便于对其夹取。
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| GR01 | Patent grant | ||
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