CN110328298B - 一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法。包括以下步骤：a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；b、对A品管件进行固熔处理，得B品；c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；d、使用束管夹具夹持C品管件，用扩口顶锥对C品管件进行逐步扩口成形，得D品；e、对D品管件进行去应力处理，得E品；f、对E品管件进行平磨，得F品；g、将F品管件扩口成形的管子放入校正模中校正内锥面，得成品。本发明具有扩口成形至74°锥度的管件管口直径、扩口面锥度、管口平面度能够满足设计要求，产品合格率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及到一种材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，具体涉及不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度的加工方法。
背景技术
不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度，由于航空用1Cr18Ni9Ti管件空间结构复杂，管件无法在机床上进行装夹，导致无法使用机械加工的方法对管件进行扩口成形，只能采用手工加工的方法对管件进行扩口成形。又由于管子夹持问题、扩口部分出现裂纹、扩口部位厚薄不均等缺陷及尺寸不合格问题，导致管件成形后产品合格率很低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形夹具及其加工方法。本发明具有扩口成形至74°±0.5°锥度的管件管口直径、扩口面锥度、管口平面度能够满足设计要求，产品合格率大大提高的特点。
本发明的技术方案：一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，包括以下步骤：
a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；
b、对A品进行固熔处理，得B品；
c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；
d、使用束管夹具夹持C品管件，用扩口顶锥对C品管件进行逐步扩口成形，得D品；
e、对D品管件进行去应力处理，得E品；
f、对E品管件进行平磨，保证管口平面度，得F品；
g、将F品管件扩口成形的管子放入校正模中校正内锥面，得成品。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述管件的材料为1Cr18Ni9Ti。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述步骤a中，所述管件的壁厚为0.5～1mm，且管件的外径为4～12mm。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述步骤b中,对A品进行固熔处理，固熔处理的温度为250～300℃、保温时间为3.5～4.5h,随炉冷却，使管件软化，去除内应力，得B品。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述步骤d中,束管夹具沿长轴线分为两部分组成，束管夹具长轴线的中心上设有束管孔，束管孔上端设有锥度扩口，将C品管件夹持在束管夹具的束管孔内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具锥度扩口上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°，采用该角度主要是为了在锤击时，扩口顶锥能与管壁良好接触，使管壁充分扩展，达到成型目的；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具上的锥度扩口完全贴合，得D品。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述锥度扩口的锥度为74°±0.5°。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述步骤e中，对D品管件进行去应力处理，去应力处理的温度为300～350℃、保温时间为3.5～4.5h,随炉冷却，去除零件加工过程中的应力集中和加工硬化，得E品。
前述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法中，所述步骤g中，是将F品管件扩口成形的管子放入校正模中校正内锥面，使用校正模的校正孔夹持管件，使管件扩口端陷入校正模的锥口槽内，校正模的锥口槽锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模的锥口槽完全贴合，得成品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；对A品管件进行固熔处理，固熔处理的温度为250～300℃、保温时间3.5～4.5h,随炉冷却，得B品，对管件进行固熔处理，使管件软化，降低材料内应力能有效的减少扩口过程中的残余应力集中和加工硬化，从而减小扩口时产生裂纹的机率；去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；束管夹具沿长轴线分为两部分组成，束管夹具长轴线的中心上设有束管孔，束管孔上端设有锥度扩口，将C品管件夹持在束管夹具的束管孔内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具锥度扩口上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°，采用该角度主要是为了在锤击时，扩口顶锥能与管壁良好接触，使管壁充分扩展，达到成型目的；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具上的锥度扩口完全贴合，得D品；由于材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢薄壁小管径管件进行扩口，由于管件的壁厚为0.5-1mm，且管件的外径为4-12mm，管件夹持问题成为困扰管件扩口的首要问题，若对管件夹持太紧，管件夹持部位受挤压力过大而使管件夹持部位变椭从而造成管件报废，而按一般夹持方式对管件夹持，由于管件与夹具的摩擦力小于在管端施加的向下的冲击力，管件在扩口过程中会不断下缩，致使管件扩口无法完成，过不断的试验和改进，通过本发明的束管夹具能够解决以上问题；对D品管件进行去应力处理，得E品，对管件进行去应力处理，扩口后管件应及时进行热处理，释放加工过程中产生的应力，避免加工后由于应力释放不及时导致的扩口后裂纹，去除零件加工过程中的应力集中和加工硬化；对E品管件进行平磨保证管口平面度，得F品；为保证扩口成形后管口呈平面状，满足设计图纸要求，需对管件扩口端进行平磨，以保证管口直径和平面度能够满足产品图要求；将F品管件扩口成形的管子放入校正模中校正内锥面，得G品；扩口成形后内锥面校正模的设计，为管件扩口成形后内锥面74°±0.5°锥度的要求，需对初步扩口成形后的扩口端进行最后的校正，将F品管件扩口成形的管子放入校正模中校正内锥面，使用校正模的校正孔夹持管件，使管件扩口端陷入校正模的锥口槽内，校正模的锥口槽锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模的锥口槽完全贴合，得G品，能够满足管件扩口成形后内锥面74°±0.5°锥度要求。
2、通过不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度的工艺流程的确定，解决了管件扩口过程中管口出现裂纹、扩口后管件管口平面度无法保证以及管件扩口成形后内锥面74°±0.5°锥度难以保证等问题，提高了不锈钢小管径管件扩口成形至74°±0.5°锥度的产品合格率。
3、本发明通过束管夹具，解决了空间结构复杂的不锈钢小管径薄壁管件夹持难以及管件扩口成形后内锥面74°±0.5°锥度难以保证问题。
实验数据：
申请人通过对本发明的实施例加工得到的成品分别进行以下检测：
其中：成品管件扩口后的内锥面进行着色检测、密封性试验和锥度检测,具体是对G品管件的内锥面进行着色检测，着色后内锥面的着色面积应达到80％以上，且无间断的着色环带宽度应不低于1.5mm，即满足着色检测；,对G品管件扩口后的内锥面进行密封性试验，具体是将管件一端用74°的管接头堵死，另一端连接试验器，通入4Mp煤油，管件与管接头以及管件与试验器连接端不允许渗油，保持3min，管件无渗油，即满足密封性试验；对G品管件扩口后的内锥面进行锥度检测，G品管件扩口后的内锥面锥度为74°±0.5°，即满足锥度检测。
未使用本发明加工的管件检测结果如下：
使用本发明加工的管件检测结果如下：
综上所述，本发明具有扩口成形至74°±0.5°锥度的管件管口直径、扩口面锥度、管口平面度能够满足设计要求，产品合格率由25％提升至96％的有益效果。
附图说明
图1是本发明束管夹具的结构示意图；
图2是本发明束管夹具的俯视图；
图3是本发明不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的结构示意图；
图4是本发明校正模的结构示意图。
附图中的标记为：1-束管夹具，2-锥度扩口，3-束管孔，4-校正模，5-锥口槽，6-校正孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，构成如图1-4所示，对某不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度；
某材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢小管径薄壁管件为航空油路管件，管件外径为φ8，内径为φ6，管件壁厚仅为1mm，其空间结构复杂，可用于管件夹持管件直段不足13mm。
对该不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，包括以下步骤：
a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；
b、对A品管件进行固熔处理，固熔处理的温度为280℃、保温时间为4h,随炉冷却，得B品；
c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；
d、束管夹具1沿长轴线分为两部分组成，束管夹具1长轴线的中心上设有束管孔3，束管孔3上端设有锥度扩口2，将C品管件夹持在束管夹具1的束管孔3内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具1锥度扩口2上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74±0.2°°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具1上的锥度扩口2完全贴合，得D品；所述锥度扩口2锥度为74°±0.5°；
e、对D品管件进行去应力处理，去应力处理的温度为320℃、保温时间为4h,随炉冷却，得E品；
f、对E品管件进行平磨保证管口平面度，得F品；
g、是将F品管件扩口成形的管子放入校正模4中校正内锥面，使用校正模4的校正孔6夹持管件，使管件扩口端陷入校正模4的锥口槽5内，校正模4的锥口槽5锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模4的锥口槽5完全贴合，得成品。
实施例2。一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，构成如图1-4所示，对某不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度；
某材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢小管径薄壁管件为航空油路管件，管件外径为φ4，内径为φ3，管件壁厚仅为0.5mm，其空间结构复杂，可用于管件夹持管件直段不足12mm。
对该不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，包括以下步骤：
a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；
b、对A品管件进行固熔处理，固熔处理的温度为250℃、保温时间为3.5h,随炉冷却，得B品；
c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；
d、束管夹具1沿长轴线分为两部分组成，束管夹具1长轴线的中心上设有束管孔3，束管孔3上端设有锥度扩口2，将C品管件夹持在束管夹具1的束管孔3内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具1锥度扩口2上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74±0.2°°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具1上的锥度扩口2完全贴合，得D品；所述锥度扩口2锥度为74°±0.5°；
e、对D品管件进行去应力处理，去应力处理的温度为300℃、保温时间为3.5h,随炉冷却，得E品；
f、对E品管件进行平磨保证管口平面度，得F品；
g、是将F品管件扩口成形的管子放入校正模4中校正内锥面，使用校正模4的校正孔6夹持管件，使管件扩口端陷入校正模4的锥口槽5内，校正模4的锥口槽5锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模4的锥口槽5完全贴合，得成品。
实施例3。一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，构成如图1-4所示，对某不锈钢小管径薄壁管件扩口成形至74°±0.5°锥度；
某材料为1Cr18Ni9Ti的不锈钢小管径薄壁管件为航空油路管件，管件外径为φ12，内径为φ10，管件壁厚仅为1mm，其空间结构复杂，可用于管件夹持管件直段不足13mm。
对该不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，包括以下步骤：
a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；
b、对A品管件进行固熔处理，固熔处理的温度为300℃、保温时间为4.5h,随炉冷却，得B品；
c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；
d、束管夹具1沿长轴线分为两部分组成，束管夹具1长轴线的中心上设有束管孔3，束管孔3上端设有锥度扩口2，将C品管件夹持在束管夹具1的束管孔3内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具1锥度扩口2上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74±0.2°°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具1上的锥度扩口2完全贴合，得D品；所述锥度扩口2锥度为74°±0.5°；
e、对D品管件进行去应力处理，去应力处理的温度为350℃、保温时间为4.5h,随炉冷却，得E品；
f、对E品管件进行平磨保证管口平面度，得F品；
g、是将F品管件扩口成形的管子放入校正模4中校正内锥面，使用校正模4的校正孔6夹持管件，使管件扩口端陷入校正模4的锥口槽5内，校正模4的锥口槽5锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模4的锥口槽5完全贴合，得成品。
Claims (3)
1.一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、切平管件端面，管件切面与管件轴心线成90°±0.2°直角，得A品；
b、对A品进行固熔处理，得B品；
c、去除B品管件孔口及孔内毛刺，并将管子待扩口部位清理干净，得C品；
d、使用束管夹具(1)夹持C品管件，用扩口顶锥对C品管件进行逐步扩口成形，得D品；
e、对D品管件进行去应力处理，得E品；
f、对E品管件的管口进行平磨，得F品；
g、将F品管件扩口成形的管子放入校正模(4)中校正内锥面，得成品；
所述管件的材料为1Cr18Ni9Ti；
所述步骤a中，所述管件的壁厚为0.5～1mm，且管件的外径为4～12mm；
所述步骤b中,对A品进行固熔处理，固熔处理的温度为250～300℃、保温时间为3.5～4.5h,随炉冷却，得B品；
所述步骤d中,束管夹具(1)沿长轴线分为两部分组成，束管夹具(1)长轴线的中心上设有束管孔(3)，束管孔(3)上端设有锥度扩口(2)，将C品管件夹持在束管夹具(1)的束管孔(3)内后，依次采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°、30°±0.2°、45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°的扩口顶锥对束管夹具(1)锥度扩口(2)上的管件进行逐步扩口成形；其中在管件扩口初期，采用锥度为8°±0.2°、15°±0.2°和30°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，用扩口顶锥锤击管壁，且扩口顶锥与管口的角度为60-75°；其中采用锥度为45°±0.2°、60°±0.2°和74°±0.2°扩口顶锥进行扩口成形时，再将扩口顶锥摆正施加正向锤击力，使管口均匀的扩张，然后按角度依次增加的方式选用扩口顶锥对管件进行扩口，直至管件扩口与束管夹具(1)上的锥度扩口(2)完全贴合，得D品；
所述步骤e中，对D品管件进行去应力处理，去应力处理的温度为300～350℃、保温时间为3.5～4.5h,随炉冷却，得E品。
2.根据权利要求1所述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，其特征在于：所述锥度扩口(2)的锥度为74°±0.5°。
3.根据权利要求1所述的不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法，其特征在于：所述步骤g中，是将F品管件扩口成形的管子放入校正模(4)中校正内锥面，使用校正模(4)的校正孔(6)夹持管件，使管件扩口端陷入校正模(4)的锥口槽(5)内，校正模(4)的锥口槽(5)锥度为74°±0.5°，选用74°±0.2°顶锥正向垂直锤击管件内锥面，使管件锥口与校正模(4)的锥口槽(5)完全贴合，得成品。
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