CN109261802A - 一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法，属于板料冲压技术领域。该模具包括凸模具、凹模具和挤压模具，坯料置于凸模具和凹模具之间，挤压模具置于凹模具另一侧，凸模具的冲头外径尺寸与法兰的内径尺寸一致，凸模具小圆面直径和坯料内径相等或稍小。该方法按以下步骤加工：1)制坯；2)加热；3)冲压；4)挤压；5)机加工。本发明改变了以往法兰加工的工艺，提出了用轧制圆钢板冲压法兰的加工方法，有效提高了生产率，提高了材料利用率，加工余量小，大大降低了生产成本；经过冲压和挤压成形和对表面、飞边等的机加工，没有破坏法兰“金属纤维”的完整性，保证了法兰的力学性能，提高了强度。

Description

一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法
技术领域
本发明涉及板料冲压技术领域，特别是指一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法。
背景技术
法兰是广泛使用的一种连接装置，一般情况下，法兰加工主要采用铸造、锻造，然后机加工成形。存在的主要问题是：铸造法材料利用率低，且铸件内部容易产生缩孔、疏松等成形缺陷；锻造法质量好，但存在生产工序多、能耗高、生产效率低、加工余量大等缺点；此外，还有车削法等也存在此类问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法，该方法以轧制圆钢板为坯料，加工效率高，材料利用率高。
该冲压成形法兰的模具包括凸模具、凹模具和挤压模具，坯料置于凸模具和凹模具之间，挤压模具置于凹模具另一侧。
凸模具的冲头外径尺寸与目标法兰内径尺寸一致，凸模具小圆面直径不大于坯料内径。
采用该轧制钢板冲压成形法兰的模具冲压成形法兰的方法，包括步骤如下：
(一)制坯：取外径、厚度均与目标法兰大台阶圆的外径、厚度相同的轧制圆钢板，加热后置于冲孔机上进行冲孔加工，冲孔后的坯料体积比目标法兰的体积大4％-8％；
(二)加热：把步骤(一)中得到的坯料置入加热炉内进行加热处理，将坯料加热到1000℃±50℃；
(三)冲压：将步骤(二)中加热后的坯料移到凹模具上，凸模具沿中心线向坯料方向冲压，当凸模具大台阶圆下表面到达法兰盘厚度位置时停止运动；
(四)挤压：凸模具保持不动，挤压模具反向沿中心线向坯料挤压，直至模具间的法兰盘空腔被金属充满为止，停止运动；
(五)机加工：去飞边、表面加工，制得法兰成品。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明改变了以往法兰加工的情况，提出了用圆钢板冲压法兰的加工方法，有效地提高了生产率，提高了材料利用率，加工余量小，降低了生产成本。成形的法兰“金属纤维”流向完整，提高了法兰的力学性能。
附图说明
图1为本发明的轧制钢板冲压成形法兰的模具结构示意图；
图2为本发明的凸模具冲压结束时的示意图；
图3为本发明成形后的示意图；
图4为本发明轧制圆钢板所制的坯料结构示意图；
图5为本发明成形后带飞边的法兰结构示意图。
其中：1-凸模具；2-坯料；3-凹模具；4-挤压模具。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种轧制钢板冲压成形法兰的模具及加工方法。
如图1所示，该模具包括凸模具1、凹模具3和挤压模具4，坯料2置于凸模具1和凹模具3之间，挤压模具4置于凹模具3另一侧。
凸模具1的冲头外径尺寸与目标法兰内径尺寸一致，凸模具1小圆面直径与坯料2内径相等或稍小。
使用该模具的加工方法步骤如下：
(一)制坯：取外径、厚度均与目标法兰大台阶圆的外径、厚度相同的轧制圆钢板，加热后置于冲孔机上进行冲孔加工，冲孔后的坯料体积比目标法兰的体积大4％-8％；大规模生产时此圆板是经过特殊轧机轧制出来的。
(二)加热：把步骤(一)中得到的坯料置入加热炉内进行加热处理，将坯料加热到1000℃±50℃；大规模生产时此工序布置在轧制线后，利用轧制余热生产，冲孔和切圆边在一台机床上一次完成。
(三)冲压：将步骤(二)中加热后的坯料移到凹模具(3)上，凸模具(1)沿中心线向坯料方向冲压，当凸模具(1)大台阶圆下表面到达法兰盘厚度位置时停止运动；
(四)挤压：凸模具(1)保持不动，挤压模具(4)反向沿中心线向坯料挤压，直至模具间的法兰盘空腔被金属充满为止，停止运动；
(五)机加工：去飞边、表面加工，制得法兰成品。
下面结合具体实施例予以说明。
在实际生产中，首先，制坯：取外径、厚度均与法兰大台阶圆的外径、厚度相同的轧制圆钢板，大规模生产时此轧制圆钢板是经过特殊轧机轧制出来的，参见专利“用于轧制圆形板的纺形组合轧辊”。将轧制圆钢板加热冲中心孔，根据体积关系，冲孔后坯料的体积的要大于法兰体积，取冲孔后坯料体积比目标法兰的体积大4％-8％，这样冲压成型后机加工余量小，节省原料，由此确定坯料的内孔直径。大规模生产时此工序布置在轧制线后，利用轧制余热生产，冲孔和切圆边在一台机床上一次完成，冲孔后所制的坯料结构示意图如图4；
其次，加热：把加工后的坯料置入加热炉内进行加热处理，将坯料加热到1000℃±50℃；
然后，冲压：将加热后的坯料移到凹模具3上，如图1所示，冲压模具固定在冲压机上，凸模具1的冲头外径尺寸与法兰的内径尺寸一致，小圆面直径和坯料内径相等或稍小。凸模具沿中心线向坯料2方向冲压，当凸模具大台阶圆下表面移到法兰盘厚度位置时停止运动，如图2所示；
接着，挤压：凸模具保持不动，挤压模具4反向沿中心线向坯料2挤压，直至模具间的法兰盘空腔被金属充满为止，停止运动，如图3所示；
最后，机加工：挤压后得到的带飞边的法兰结构如图5所示，可见用上述的冲压模具和本发明的冲压加工方法得到的法兰尺寸外形良好，飞边少，经过去飞边、表面加工，可制得法兰成品。
本发明的一种冲压成形法兰加工方法，工艺简单；用于加工的冲压模具，尺寸简单易设计，适用于大规模生产，因此能够有效地提高生产效率；本发明的成材率比较高，能够有效减少原材料的损失，降低了能耗，进而降低了生产成本，成形的法兰“金属纤维”流向完整，提高了法兰的力学性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种轧制钢板冲压成形法兰的模具，其特征在于：包括凸模具(1)、凹模具(3)和挤压模具(4)，坯料(2)置于凸模具(1)和凹模具(3)之间，挤压模具(4)置于凹模具(3)另一侧。
2.根据权利要求1所述的轧制钢板冲压成形法兰的模具，其特征在于：凸模具(1)的冲头外径尺寸与目标法兰内径尺寸一致，凸模具(1)小圆面直径不大于坯料(2)内径。
3.采用权利要求1所述的轧制钢板冲压成形法兰的模具冲压成形法兰的方法，其特征在于：包括步骤如下：
(一)制坯：取外径、厚度均与目标法兰大台阶圆的外径、厚度相同的轧制圆钢板，加热后置于冲孔机上进行冲孔加工，冲孔后的坯料体积比目标法兰的体积大4％-8％；
(二)加热：把步骤(一)中得到的坯料置入加热炉内进行加热处理，将坯料加热到1000℃±50℃；
(三)冲压：将步骤(二)中加热后的坯料移到凹模具(3)上，凸模具(1)沿中心线向坯料方向冲压，当凸模具(1)大台阶圆下表面到达法兰盘厚度位置时停止运动；
(四)挤压：凸模具(1)保持不动，挤压模具(4)反向沿中心线向坯料挤压，直至模具间的法兰盘空腔被金属充满为止，停止运动；
(五)机加工：去飞边、表面加工，制得法兰成品。
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