CN109578720A - 螺纹法兰及其加工方法 - Google Patents

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向冰
韩峰
杨军
李以钦
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/032—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the shape or composition of the flanges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

一种螺纹法兰，包括相互独立的法兰盘、连接管，所述法兰盘的中心设有贯穿的内螺纹孔，法兰盘上设有多个连接孔，多个连接孔沿法兰盘的周向均匀分布，所述连接管的外周侧壁为阶梯段，阶梯段的小径段、大径段上分别设有外螺纹段，大径段和小径段之间的连接环面与连接管的中心线垂直，该连接环面上设有咬合齿，阶梯段的小径段长度与法兰盘的内螺纹孔长度相同，连接管的小径段螺纹配合在法兰盘的内螺纹孔中，连接管的连接环面与法兰盘的侧壁紧贴，形成螺纹法兰。本发明螺纹法兰的法兰盘和连接管分别加工后经螺纹配合连接构成整体，避免了传统整体式螺纹法兰加工过程中存在的原材料浪费严重、加工工艺复杂的缺陷，有效降低螺纹法兰的生产成本。

Description

螺纹法兰及其加工方法
技术领域
本发明涉及法兰领域，特别涉及一种螺纹法兰及其加工方法。
背景技术
螺纹法兰是采用螺纹与管道连接的一种法兰。螺纹法兰具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的管线上使用，因此螺纹法兰广泛应用在给水、排水、消防系统管道连接中。
目前广泛使用的螺纹法兰，通常是整体式法兰。生产整体式法兰是利用下料件通过车削加工出整体的法兰，原材料浪费严重，且加工工艺复杂，导致螺纹法兰造价较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种螺纹法兰，该螺纹法兰的法兰盘和连接管分别加工后经螺纹配合连接构成整体，避免了传统整体式螺纹法兰加工过程中存在的原材料浪费严重、加工工艺复杂的缺陷，有效降低螺纹法兰的生产成本。
本发明还提供了加工上述螺纹法兰的方法，该方法工艺参数常规，加工成本低，法兰盘和连接管的连接方式使得加工得到的螺纹法兰连接密封性好，符合螺纹法兰验收标准。
本发明的技术方案是：一种螺纹法兰，包括相互独立的法兰盘、连接管，所述法兰盘的中心设有贯穿的内螺纹孔，法兰盘上设有多个连接孔，多个连接孔沿法兰盘的周向均匀分布，所述连接管的内管孔设有内螺纹段，所述连接管的外周侧壁为阶梯段，阶梯段的小径段上设有外螺纹段，大径段和小径段之间的连接环面与连接管的中心线垂直，该连接环面上设有螺纹，阶梯段的小径段长度与法兰盘的内螺纹孔长度相同，连接管的小径段螺纹配合在法兰盘的内螺纹孔中，连接管的连接环面与法兰盘的侧壁紧贴，形成螺纹法兰。
设置在连接环面上的螺纹由多个不同直径的同心环构成。
上述螺纹法兰的加工方法，具有以下步骤：
1)选择坯料切割下料，得到尺寸符合加工要求的法兰盘下料件、连接管下料件；
2)法兰盘下料件、连接管下料件经热锻加工，热锻加工的加热温度为860-1060℃，经锻压得到盘状的法兰盘粗锻件，以及棒状的连接管粗锻件；
3)将步骤2)得到的法兰盘粗锻件进行车削加工出两个侧壁以及圆周外壁，将连接管粗锻件进行车削加工出大径段、连接环面、小径段，切削完毕后，进行第一次退火处理消除应力；
4)步骤3)退火处理的法兰盘粗锻件经抛光处理后，进行第二次退火处理；
5)对步骤4)第二次退火处理的法兰盘粗锻件粗加工出内孔、连接孔，连接管粗锻件粗加工出内管孔；
6)对步骤5)中法兰盘粗锻件粗的内孔、连接孔铣削加工，铣削加工后的内孔攻丝，得到内螺纹孔，淬火，得到法兰盘，连接管粗锻件的内管孔、小径段、大径段铣削加工，连接环面、铣削加工后的小径段、内孔管分别攻丝，淬火，得到连接管；
7)法兰盘经高温膨胀，连接管经低温收缩后，将连接管的小径段螺纹配合在法兰盘的内螺纹孔中，且连接管连接环面上的螺纹咬入法兰盘侧壁上，放置至室温，得到螺纹法兰。
步骤7)所述高温膨胀是在860-1060℃环境中加热，所述低温收缩是在液氮环境中冷却。
步骤7)连接管与法兰盘螺纹配合连接，放置至室温后，连接管的连接环面与法兰盘的侧壁经焊接固定。
步骤3)第一次退火处理为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至600-650℃，保温2-3h后，取出风冷至室温。
步骤4)第二退火处理为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至650-700℃，保温2-3h后，取出风冷至室温。
采用上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的螺纹法兰由相互独立的法兰盘和连接管通过螺纹配合连接构成整体，法兰盘、连接管分别由不同的下料件经加工制成，法兰盘、连接管各自浪费的材料少、工艺简单，可有效降低生产螺纹法兰的成本和难度，尤其是有利于小型企业加工生产。
2、本发明设置在连接管连接环面上的螺纹由多个不同直径的同心环构成，连接管的小径段与法兰盘的内螺纹孔通过螺纹配合相连后，连接管的连接环面上螺纹咬入法兰盘侧壁，形成多个线密封，有效保证法兰盘和连接管之间的密封性能。
3、本发明制备方法法兰盘和连接管通过螺纹配合相连时，法兰盘经高温膨胀，该状态下，内螺纹孔的孔径略大于室温下法兰盘内螺纹孔的孔径，连接管经低温收缩，该状态下，连接管的外径略小于室温下连接管的外径，在这种状态螺纹配合连接的法兰盘和连接管恢复至室温后，内螺纹孔孔径缩小、连接管外径扩大，形成紧密的固定配合关系，有效保证法兰盘和连接管的连接紧固程度和密封性能。
下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明螺纹法兰的结构示意图。
附图中，1为法兰盘，11为内螺纹孔，12为连接孔，2为连接管，21为小径段，22为大径段，23为连接环面。
具体实施方式
如图1所示，为本发明螺纹法兰的剖视图，根据实际需求，法兰盘的厚度、直径、连接管的长度可适当调整。螺纹法兰包括相互独立的法兰盘1、连接管2，所述法兰盘1的中心设有贯穿的内螺纹孔11，法兰盘1上设有六个连接孔12，这六个连接孔12沿法兰盘1的周向均匀分布，所述连接管的内管孔设有内螺纹段，连接管2的外周侧壁为阶梯段，阶梯段的小径段21上设有外螺纹段，大径段22和小径段21之间的连接环面23与连接管2的中心线垂直，该连接环面23上设有螺纹，阶梯段的小径段21长度与法兰盘1的内螺纹孔11长度相同，连接管2的小径段21螺纹配合在法兰盘1的内螺纹孔11中，连接管2的连接环面23与法兰盘1的侧壁紧贴，形成螺纹法兰。
该螺纹法兰采用以下步骤制得：
1)选择坯料切割下料，得到尺寸符合加工要求的法兰盘下料件、连接管下料件；
2)法兰盘下料件、连接管下料件经热锻加工，热锻加工的加热温度为860-1060℃，采用200T级别的锻压机锻压得到盘状的法兰盘粗锻件，以及棒状的连接管粗锻件；
3)将步骤2)得到的法兰盘粗锻件进行车削加工出两个侧壁以及圆周外壁，将连接管粗锻件进行车削加工出大径段、连接环面、小径段，切削完毕后，进行第一次退火处理消除应力，退火工艺为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至600-650℃，保温2-3h后，取出风冷至室温；
4)步骤3)退火处理的法兰盘粗锻件经抛光处理后，进行第二次退火处理，退火工艺为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至650-700℃，保温2-3h后，取出风冷至室温；
5)对步骤4)第二次退火处理的法兰盘粗锻件粗加工出内孔、连接孔，连接孔的数量为六个，连接管粗锻件粗加工出内管孔；
6)对步骤5)中法兰盘粗锻件粗的内孔、连接孔铣削加工，铣削加工后的内孔攻丝，得到内螺纹孔，淬火，得到法兰盘，淬火工艺为常规的工艺，连接管粗锻件的内管孔、小径段、大径段铣削加工，连接环面、铣削加工后的小径段、内管孔分别攻丝，淬火，得到连接管，淬火工艺为常规的工艺，连接环面上的攻丝出的螺纹为多个同心环；
7)法兰盘在860-1060℃环境中加热膨胀，连接管在液氮环境中冷却收缩后，将连接管的小径段螺纹配合在法兰盘的内螺纹孔中，且连接管连接环面上的螺纹咬入法兰盘侧壁上，放置至室温，得到螺纹法兰。
进一步的，为了保证法兰盘与连接管之间的密封性，步骤7)连接管与法兰盘螺纹配合连接，放置至室温后，连接管的连接环面与法兰盘的侧壁经焊接固定。
经申请人生产验证，本发明加工方法制备得到的分体式螺纹法兰相对于目前生产的整体式螺纹法兰盘节约原材料50％以上，加工成本明显降低。

Claims (7)

1.一种螺纹法兰，其特征在于，包括相互独立的法兰盘(1)、连接管(2)，所述法兰盘(1)的中心设有贯穿的内螺纹孔(11)，法兰盘(1)上设有多个连接孔(12)，多个连接孔(12)沿法兰盘(1)的周向均匀分布，所述连接管(2)的内管孔设有内螺纹段，连接管(2)的外周侧壁为阶梯段，阶梯段的小径段(21)上设有外螺纹段，大径段(22)和小径段(21)之间的连接环面(23)与连接管(2)的中心线垂直，该连接环面(23)上设有螺纹，阶梯段的小径段(21)长度与法兰盘(1)的内螺纹孔(11)长度相同，连接管(2)的小径段(21)螺纹配合在法兰盘(1)的内螺纹孔(11)中，连接管(2)的连接环面(23)与法兰盘(1)的侧壁紧贴，形成螺纹法兰。
2.根据要求1所述的螺纹法兰，其特征在于，设置在连接环面(23)上的螺纹由多个不同直径的同心环构成。
3.权利要求1或2所述螺纹法兰的加工方法，其特征在于，具有以下步骤：
1)选择坯料切割下料，得到尺寸符合加工要求的法兰盘下料件、连接管下料件；
2)法兰盘下料件、连接管下料件经热锻加工，热锻加工的加热温度为860-1060℃，经锻压得到盘状的法兰盘粗锻件，以及棒状的连接管粗锻件；
3)将步骤2)得到的法兰盘粗锻件进行车削加工出两个侧壁以及圆周外壁，将连接管粗锻件进行车削加工出大径段、连接环面、小径段，切削完毕后，进行第一次退火处理消除应力；
4)步骤3)退火处理的法兰盘粗锻件经抛光处理后，进行第二次退火处理；
5)对步骤4)第二次退火处理的法兰盘粗锻件粗加工出内孔、连接孔，连接管粗锻件粗加工出内管孔；
6)对步骤5)中法兰盘粗锻件粗的内孔、连接孔铣削加工，铣削加工后的内孔攻丝，得到内螺纹孔，淬火，得到法兰盘，连接管粗锻件的内管孔、小径段、大径段铣削加工，连接环面、铣削加工后的小径段、内管孔分别攻丝，淬火，得到连接管；
7)法兰盘经高温膨胀，连接管经低温收缩后，将连接管的小径段螺纹配合在法兰盘的内螺纹孔中，且连接管连接环面上的螺纹咬入法兰盘侧壁上，放置至室温，得到螺纹法兰。
4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，步骤7)所述高温膨胀是在860-1060℃环境中加热，所述低温收缩是在液氮环境中冷却。
5.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，步骤7)连接管与法兰盘螺纹配合连接，放置至室温后，连接管的连接环面与法兰盘的侧壁经焊接固定。
6.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，步骤3)第一次退火处理为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至600-650℃，保温2-3h后，取出风冷至室温。
7.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，步骤4)第二退火处理为，将法兰盘粗锻件、连接管粗锻件加热至650-700℃，保温2-3h后，取出风冷至室温。
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