CN109365598A - 一种铜镍合金凸缘翻边成型方法 - Google Patents

一种铜镍合金凸缘翻边成型方法 Download PDF

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Abstract

一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，包括下料、预制孔、加热、翻边成型和机加工，在翻边成型中先通过模具顶杆进行翻边到一定高度，然后再进行正挤压一定的距离，解决了翻边成型工艺中高度不足、密封面处有圆角两大技术瓶颈，凸缘各项指标满足船舶管路系统中凸缘的技术要求。本发明所述工艺方法，材料利用率在现有基础上提高了约90%，节约原材料40%以上。

Description

一种铜镍合金凸缘翻边成型方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工工艺制造方法，尤其是涉及一种铜镍合金凸缘翻边成型方法。
背景技术
铜镍合金具有优良的耐腐蚀性能、抗海生物污损及其它综合性能，广泛应用于船舶管路系统中。船舶管路用于输送船舶所需的压载水、消防水、冷却水等流体，是船舶设计和施工过程中的重要环节，其中凸缘是船舶管路系统中重要连接附件之一。
目前凸缘生产工艺多采用坯料热挤压成型，受模具及工艺限制，DN30以下规格的凸缘选用棒料正挤压热成型，得到实心毛坯后机加工成凸缘。此种方法机加工余量大，材料利用率低，据统计DN25规格凸缘材料利用率仅为25%左右。
在钢制凸缘管件行业中，常采用薄板坯料进行翻边加工，但此翻边成型加工工艺有一定的局限性，凸缘成型毛坯高度不足，且底盘密封面与内孔过渡处有一定的圆角，不能满足船舶管路系统中铜镍合金凸缘的技术要求。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术中N30以下规格的凸缘选用棒料正挤压热成型，得到实心毛坯后机加工成凸缘。此种方法机加工余量大，材料利用率低，据统计DN25规格凸缘材料利用率仅为25%左右的问题，提供一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，通过该方法可得到一种小规格（DN30以下）凸缘空心毛坯，大大提高材料利用率，节约生产成本，且翻边成型后凸缘毛坯底盘无圆角，高度尺寸满足技术要求。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，包括如下步骤：
步骤一、下料：计算坯料的尺寸，定义坯料的外径为D，定义坯料的厚度为C，定义坯料上的预制孔内径为d0，则D=d+▽d，C= h+(H-0.5(d1-d0)+r)×(d-d1)/(D-d0)+ ▽C，d0≥0.48（d1-3），其中d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，▽d为外径调整系数， 3mm≤▽d≤5mm，H为待加工铜镍合金凸缘的总高度，h为待加工铜镍合金凸缘中底盘的高度，d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，d1为待加工铜镍合金凸缘中心孔的内径，d2为待加工铜镍合金凸缘远离底盘一端的外径，▽C为厚度调整系数， 3mm≤▽C≤5mm，根据坯料外径D选取铜镍合金圆棒料，用切割装置将选取的铜镍合金圆棒料切割为厚度为C的圆片，制备得到所需坯料；
步骤二、预制孔：取步骤一中的坯料安装在钻床上，并在坯料的中心位置加工内径等于步骤一中计算得到的预制孔内径d0的通孔；
步骤三、加热：取步骤二中加工过预制孔的坯料用丙酮去除表面的油污，然后将坯料送入加热装置中，调整加热温度为950~980℃，保温20~40min；
步骤四、翻边成型：调整液压机，将待加工铜镍合金凸缘所用的上模固定在液压机压杆的下端，将下模固定在液压机工作台上，取步骤三中加热好的坯料放入下模模腔，控制上模下行，上模顶杆穿入坯料预制圆孔并下压扩大直至翻起形成竖边，上模继续下行对翻边后的坯料进行正挤压成型至设定高度，然后上模上行脱离坯料，顶出杆把成型毛坯脱离下模；
步骤五、机加工：将步骤四中加工的成型毛坯按技术要求尺寸和表面粗糙度进行机加工，制得铜镍合金凸缘。
所述的步骤一中的切割装置采用锯床。
所述的步骤三中的加热装置采用电加热炉。
本发明的有益效果是：1、采用本发明所述工艺制作的铜镍合金凸缘，先通过模具顶杆进行翻边到一定高度，然后再进行正挤压一定的距离，解决了翻边成型工艺中高度不足、密封面处有圆角两大技术瓶颈，凸缘各项指标满足船舶管路系统中凸缘的技术要求。
2、本发明所述工艺方法，材料利用率在现有基础上提高了约90%，节约原材料40%以上。
附图说明
图1为钻孔后坯料示意图。
图2为坯料放入模具翻边前示意图。
图3为坯料翻边示意图。
图4为坯料翻边完成示意图。
图5为铜镍凸缘管件成型毛坯示意图。
图示标记：1、坯料；2、预制孔； 3、上模；4、下模；5、翻边坯料；6、铜镍凸缘管件成型毛坯；7、顶出杆。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，包括如下步骤：
步骤一、下料：计算坯料的尺寸，定义坯料的外径为D，定义坯料的厚度为C，定义坯料上的预制孔内径为d0，则D=d+▽d，C= h+(H-0.5(d1-d0)+r)×(d-d1)/(D-d0)+ ▽C，d0≥0.48（d1-3），其中d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，▽d为外径调整系数， 3mm≤▽d≤5mm，H为待加工铜镍合金凸缘的总高度，h为待加工铜镍合金凸缘中底盘的高度，d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，d1为待加工铜镍合金凸缘中心孔的内径，d2为待加工铜镍合金凸缘远离底盘一端的外径，▽C为厚度调整系数， 3mm≤▽C≤5mm，根据坯料外径D选取铜镍合金圆棒料，用锯床将选取的铜镍合金圆棒料切割为厚度为C的圆片，制备得到所需坯料；
步骤二、预制孔：取步骤一中的坯料安装在钻床上，并在坯料的中心位置加工内径等于步骤一中计算得到的预制孔内径d0的通孔；
步骤三、加热：取步骤二中加工过预制孔的坯料用丙酮去除表面的油污，然后将坯料送入电加热炉中，调整加热温度为950~980℃，保温20~40min；
步骤四、翻边成型：调整液压机，将待加工铜镍合金凸缘所用的上模固定在液压机压杆的下端，将下模固定在液压机工作台上，取步骤三中加热好的坯料放入下模模腔，控制上模下行，上模顶杆穿入坯料预制圆孔并下压扩大直至翻起形成竖边，上模继续下行对翻边后的坯料进行正挤压成型至设定高度，然后上模上行脱离坯料，顶出杆把成型毛坯脱离下模；
步骤五、机加工：将步骤四中加工的成型毛坯按技术要求尺寸和表面粗糙度进行机加工，制得铜镍合金凸缘。
结合附图以下面以DN25规格凸缘为例，结合附图对本发明内容作进一步描述：
通过计算和选料，将φ60光棒用锯床锯成长度为15mm的圆片坯料，并用钻床在坯料中心钻φ10mm的通孔，如图1所示。
用丙酮去除坯料表面的油污，将电炉升温至950~980℃，将坯料放入电炉中，保温30min。
将上模固定于双动拉伸液压机压杆，将下模固定于双动拉伸液压机的工作台上，将加热后的坯料放入下模模腔中，油压机压杆下行，将上模顶杆对准坯料预制孔，如图2所示。上模顶杆继续下行，进入坯料预制孔下压，预制孔逐渐被扩大并变形，待整个顶杆穿过孔后，坯料变形区翻边成竖直部分，如图3所示。之后上模部分继续下行对坯料进行正挤压，挤压变形的坯料向下模腔运动，补充凸缘高度，同时将翻边后的坯料压平，如图4所示。挤压完成后由顶出杆把毛坯脱离下模，得到高度为50mm的凸缘空心毛坯，如图5所示。按企业标准要求，将铜镍凸缘毛坯加工成成品。
本发明通过翻边成型工艺制作的铜镍合金空心凸缘毛坯，下料尺寸由原来的φ60×27mm降低到φ60×15mm，节约原材料44%。原实心毛坯加工成凸缘成品后，原材料利用率为25%，现空心毛坯加工成凸缘成品后，原材料利用率为47%，材料利用率提高88%，生产效率保持不变，经济效益非常明显。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、下料：计算坯料的尺寸，定义坯料的外径为D，定义坯料的厚度为C，定义坯料上的预制孔内径为d0，则D=d+▽d，C= h+(H-0.5(d1-d0)+r)×(d-d1)/(D-d0)+ ▽C，d0≥0.48（d1-3），其中d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，▽d为外径调整系数， 3mm≤▽d≤5mm，H为待加工铜镍合金凸缘的总高度，h为待加工铜镍合金凸缘中底盘的高度，d为待加工铜镍合金凸缘的底盘外径，d1为待加工铜镍合金凸缘中心孔的内径，d2为待加工铜镍合金凸缘远离底盘一端的外径，▽C为厚度调整系数， 3mm≤▽C≤5mm，根据坯料外径D选取铜镍合金圆棒料，用切割装置将选取的铜镍合金圆棒料切割为厚度为C的圆片，制备得到所需坯料；
步骤二、预制孔：取步骤一中的坯料安装在钻床上，并在坯料的中心位置加工内径等于步骤一中计算得到的预制孔内径d0的通孔；
步骤三、加热：取步骤二中加工过预制孔的坯料用丙酮去除表面的油污，然后将坯料送入加热装置中，调整加热温度为950~980℃，保温20~40min；
步骤四、翻边成型：调整液压机，将待加工铜镍合金凸缘所用的上模固定在液压机压杆的下端，将下模固定在液压机工作台上，取步骤三中加热好的坯料放入下模模腔，控制上模下行，上模顶杆穿入坯料预制圆孔并下压扩大直至翻起形成竖边，上模继续下行对翻边后的坯料进行正挤压成型至设定高度，然后上模上行脱离坯料，顶出杆把成型毛坯脱离下模；
步骤五、机加工：将步骤四中加工的成型毛坯按技术要求尺寸和表面粗糙度进行机加工，制得铜镍合金凸缘。
2.根据权利要求1所述的一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，其特征在于：所述的步骤一中的切割装置采用锯床。
3.根据权利要求1所述的一种铜镍合金凸缘翻边成型方法，其特征在于：所述的步骤三中的加热装置采用电加热炉。
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