CN105710155A - 一种管件加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管件加工工艺,用于制造航空无人机上的三通管件,包括以下步骤:a)预成型、b)退火处理、c)冷挤压、d)整形、e)表面抛丸处理;本发明采用先进热模锻和冷挤压加工,尺寸精度高、表面粗糙度小、内部金属流动性好,可以形成合理的纤维流线性分布,其抗拉强度、耐磨性能、机械性能大幅提升;制成的无缝三通管件可有效防止漏气、漏液现象的发生,安全系数高,使用效果好,能确保液压油路不渗漏;其公差和表面粗糙度均可达到航空行业标准,并节省原材料40%,有效降低生产成本,可配套应用于我国无人驾驶飞机配套,具有先进技术,具有市场前景。

Description

一种管件加工工艺
【技术领域】
本发明涉及管件加工的技术领域,特别是管件加工工艺的技术领域。
【背景技术】
管件是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件的统称,是将管子连接管路的重要组成部分,根据连接方法可分为承插式管件、螺纹管件、法兰管件和焊接管件四类。管件多用与管子相同的材料制成,有弯头、法兰、三通管、四通管和异径管等。管件一般用来传输流体,为防止流体泄露,一般要求管件之间为无缝连接,要求相连的管件具有相互配合的尺寸,并且通过一定的结合方式连接管件。
在航空制造业中,在飞机零部件加工中,有大量的油气管路零件。这些管件的尺寸精度要求很高,管件的连接也要求完全避免渗漏,尤其是在航空无人机上,因为无人驾驶和操作,而是通过无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的。据统计,在无人机的坠机事件中,机械原因造成的飞行事故约占23.2%。所以油气管路的连接安全起到至关重要的作用。
三通管件在油气管路系统中可以起到分流、改变液体流向、缓解管路系统局部应力等重要作用,目前,液压胀形是制造三通管件常用方法,但其在胀形过程中,主要存在以下缺陷:(1)多通管件的主管中部严重增厚。(2)多通管件的支管高度不够且出现过度减薄。另外制造三通管件常用的方法还有铸造法,而采用铸造的方法制造三通管件的缺点是不利焊接,不能满足焊接场合。对于承压管道元件,焊接、铸造工艺带来的漏气、漏液的现象时有发生,造成许多不确定的安全隐患。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种管件加工工艺,采用先进热模锻和冷挤压加工,管件尺寸精度高、表面粗糙度小、内部金属流动性好,其抗拉强度、耐磨性能、机械性能大幅提升。
为实现上述目的,本发明提出了一种管件加工工艺,包括预成型、退火处理、冷挤压、整形、表面抛丸处理;
a)预成型:将坯料加热,将坯料剥皮制成毛坯,然后使用中频加热炉将毛坯加热,利用热模锻对坯料进行预成型处理。
b)退火处理:将预成型的毛坯进行退火处理,去除锻造过程中的组织缺陷以及残余应力。
c)冷挤压:将模具、顶杆装上冷挤压三通机,进行模具位置的调整,使顶杆在模腔内运动正常,将上模与设备连接牢固,装入脱模杆,调试其上下运行正常,全部调整好后,空运转一至三次,保证其正常工作,装入管坯,先点动成型,后自动成型;
d)整形、抛光:装设模具并调整各行程位置至正确的位置,必要时对半成品进行涂保护层,三通管件需要先进行扁压整形,再进行模压整形;然后对三通管件内外都进行抛光;
e)表面抛丸处理:小管径的管配件在履带式抛丸机内抛丸,中等管径的管件在吊钩式抛丸机内抛丸;喷砂作业是针对大管件而采用的表面处理方法;
作为优选,所述a)步骤中,加热温度至1000℃以上,在热模锻压力机上进行。
作为优选,所述b)步骤中,退火处理的温度在780℃~920℃范围内,保温时间在5~25分钟范围内。
作为优选,所述c)步骤中,模具、顶杆装上冷挤压机时,有孔的顶杆装入带内注油的一端,将下模与设备连接牢固,再调整上模,使其与下模合模适宜。
作为优选,所述e)步骤中,小管件的管径为1/16″以下,中等管件的管径为1/16″~1″,大管件的管径为1″以上。
作为优选,所述e)步骤中,小管件的喷丸时间为24~25分钟,中等管件和大管件的喷丸时间为29~30分钟。
作为优选,所述e)步骤中,抛丸机的钢丸采用0.5mm的合金钢丸;喷砂作业的砂粒采用江砂。
作为优选,所述表面抛丸处理之后,还需要对管件进行表面磷皂化处理。
热模锻,是锻造工艺技术的一种,一般是指将金属毛坯加热至高于材料再结晶温度后,利用模具将金属毛坯塑性成形为锻件形状和尺寸的精密锻造方法。
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中,在室温下,通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力,使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。如果毛坯不经加热就进行挤压,便称为冷挤压。冷挤压是无切屑、少切屑零件加工工艺之一,所以是金屑塑性加工中一种先进的工艺方法。
特点有:1)尺寸准确,目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8~9级,若采用理想的润滑可达(指纯铝和紫铜零件),仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件,一般不需要再加工,少量的只需精加工(磨削)。2)节约材料,冷挤压件材料利用率通常可以达到80%以上。如解放牌汽车活塞销动切削加工材料利用率为43.3%,而用冷挤压时材料利用率提高到92%;又如万向节轴承套改用冷挤压后,材料利用率由过去的27.8%提高到64%。可见,采用冷挤压方法生产机械零件,可以节约大量钢材和有色金属材料。3)生产效率高,用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的,特别是生产批量大的零件,用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。例如,汽车活塞销用冷挤压方法比用切削加工制造提高3.2倍,当前又用冷挤压活塞销自动机,使生产率进一步提高。一台冷挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。4)适用面广,如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等,这些零件采用其它加工法难以完成,用冷挤压加工却十分方便。5)强度高,由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性,即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态,变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向,因而制件的强度有较大提高。这样就可用低强度材料代替高强度材料。例如过去采用20Cr钢经切削加工制造解放牌活塞销,现改用20号钢经冷挤压制造活塞销,经性能测定各项指标,冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。从以上特点,可以看出,冷挤压技术与当前各种加工方法比较,具有突出的优越性。这就为冷挤压代替切削加工、锻造、铸造和拉深工艺来制造机器零件,开辟了一条广阔的道路。
本发明的有益效果:本发明毛坯采用先进热模锻和冷挤压加工,尺寸精度高、表面粗糙度小、内部金属流动性好,可以形成合理的纤维流线性分布,其抗拉强度、耐磨性能、机械性能大幅提升;制成的无缝三通管件可有效防止漏气、漏液现象的发生,安全系数高,使用效果好;可以适应输入和输出不同流量,以达到较高的输出工作压力要求,能确保液压油路不渗漏;其公差和表面粗糙度均可达到航空行业标准,并节省原材料40%,有效降低生产成本,可配套应用于我国无人驾驶飞机配套,具有先进技术,具有市场前景。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
本发明,包括预成型、退火处理、冷挤压、整形、表面抛丸处理;
a)预成型:将坯料加热,将坯料剥皮制成毛坯,然后使用中频加热炉将毛坯加热,利用热模锻对坯料进行预成型处理。
b)退火处理:将预成型的毛坯进行退火处理,去除锻造过程中的组织缺陷以及残余应力。
c)冷挤压:将模具、顶杆装上冷挤压三通机,进行模具位置的调整,使顶杆在模腔内运动正常,将上模与设备连接牢固,装入脱模杆,调试其上下运行正常,全部调整好后,空运转一至三次,保证其正常工作,装入管坯,先点动成型,后自动成型;
d)整形、抛光:装设模具并调整各行程位置至正确的位置,必要时对半成品进行涂保护层,三通管件需要先进行扁压整形,再进行模压整形;然后对三通管件内外都进行抛光;
e)表面抛丸处理:小管径的管配件在履带式抛丸机内抛丸,中等管径的管件在吊钩式抛丸机内抛丸;喷砂作业是针对大管件而采用的表面处理方法;
所述a)步骤中,加热温度至1000℃以上,在热模锻压力机上进行。所述b)步骤中,退火处理的温度在780℃~920℃范围内,保温时间在5~25分钟范围内。所述c)步骤中,模具、顶杆装上冷挤压机时,有孔的顶杆装入带内注油的一端,将下模与设备连接牢固,再调整上模,使其与下模合模适宜。所述e)步骤中,小管件的管径为1/16″以下,中等管件的管径为1/16″~1″,大管件的管径为1″以上。所述e)步骤中,小管件的喷丸时间为24~25分钟,中等管件和大管件的喷丸时间为29~30分钟。所述e)步骤中,抛丸机的钢丸采用0.5mm的合金钢丸;喷砂作业的砂粒采用江砂。所述表面抛丸处理之后,还需要对管件进行表面磷皂化处理。
实施例:不锈钢三通管件
使用中频加热炉将毛坯加热,加热至1100℃,在热模锻压力机上进行预成型处理;预成型的毛坯在退火炉内进行退火处理,退火温度800℃,保温时间20分钟,置于空气中自然冷却。之后将毛坯放入冷挤压机中进行冷挤压成型,放在上模、下模组合成模具的型腔内,用1000吨压力机闭合模具,左芯轴、右芯轴分别在管件两端用500吨力对填料施压,依靠左芯轴、右芯轴推压填料,使管件在左芯轴、右芯轴压力作用下,中间段的管件向模型方向拉伸,成型后,左芯轴、右芯轴退出,打开上模、下模,取出已成型的三通管件,进行整形抛光;需要先进行扁压整形,再进行模压整形,然后对三通管件内外都进行抛光;再进行表面抛丸处理和表面磷皂化处理。
本发明工作过程:
本发明一种管件加工工艺在工作过程中,毛坯采用先进热模锻和冷挤压加工,尺寸精度高、表面粗糙度小、内部金属流动性好,可以形成合理的纤维流线性分布,其抗拉强度、耐磨性能、机械性能大幅提升;制成的无缝三通管件可有效防止漏气、漏液现象的发生,安全系数高,使用效果好;可以适应输入和输出不同流量,以达到较高的输出工作压力要求,能确保液压油路不渗漏;其公差和表面粗糙度均可达到航空行业标准,并节省原材料40%,有效降低生产成本,可配套应用于我国无人驾驶飞机配套,具有先进技术,具有市场前景。
上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种管件加工工艺,其特征在于:包括预成型、退火处理、冷挤压、整形、表面抛丸处理;
a)预成型:将坯料加热,将坯料剥皮制成毛坯,然后使用中频加热炉将毛坯加热,利用热模锻对坯料进行预成型处理。
b)退火处理:将预成型的毛坯进行退火处理,去除锻造过程中的组织缺陷以及残余应力。
c)冷挤压:将模具、顶杆装上冷挤压三通机,进行模具位置的调整,使顶杆在模腔内运动正常,将上模与设备连接牢固,装入脱模杆,调试其上下运行正常,全部调整好后,空运转一至三次,保证其正常工作,装入管坯,先点动成型,后自动成型;
d)整形、抛光:装设模具并调整各行程位置至正确的位置,必要时对半成品进行涂保护层,三通管件需要先进行扁压整形,再进行模压整形;然后对三通管件内外都进行抛光;
e)表面抛丸处理:小管径的管配件在履带式抛丸机内抛丸,中等管径的管件在吊钩式抛丸机内抛丸;喷砂作业是针对大管件而采用的表面处理方法。
2.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述a)步骤中,加热温度至1000℃以上,在热模锻压力机上进行。
3.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述b)步骤中,退火处理的温度在780℃~920℃范围内,保温时间在5~25分钟范围内。
4.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述c)步骤中,模具、顶杆装上冷挤压机时,有孔的顶杆装入带内注油的一端,将下模与设备连接牢固,再调整上模,使其与下模合模适宜。
5.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述e)步骤中,小管件的管径为1/16″以下,中等管件的管径为1/16″~1″,大管件的管径为1″以上。
6.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述e)步骤中,小管件的喷丸时间为24~25分钟,中等管件和大管件的喷丸时间为29~30分钟。
7.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述e)步骤中,抛丸机的钢丸采用0.5mm的合金钢丸;喷砂作业的砂粒采用江砂。
8.如权利要求1所述的一种管件加工工艺,其特征在于:所述表面抛丸处理之后,还需要对管件进行表面磷皂化处理。
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