CN112024811A - 一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺 - Google Patents
一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，属于法兰盘锻造领域，一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，通过在成型模腔内壁设置的内双层阻变环，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，与凸点对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，在膨胀力作用下，可从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，进而有效提高法兰盘成品的质量和饱满度，同时有效提高法兰盘的生产效率，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，提高使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及法兰盘锻造领域，更具体地说，涉及一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺。
背景技术
法兰(flange)又叫法兰盘或突缘盘。是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰管件(flangedpipefittings)指带有法兰(突缘或接盘)的管件。它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。法兰连接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使连接严密不漏。法兰连接是一种可拆连接。按所连接的部件可分为容器法兰及管法兰。按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。平焊法兰的刚性较差，适用于压力p ≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。法兰密封面的型式有三种：平面型密封面，适用于压力不高、介质无毒的场合；凹凸密封面，适用于压力稍高的场合；榫槽密封面，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合。垫片是一种能产生塑性变形、并具有一定强度的材料制成的圆环。大多数垫片是从非金属板裁下来的，或由专业工厂按规定尺寸制作，其材料为石棉橡胶板、石棉板、聚乙烯板等；也有用薄金属板(白铁皮、不锈钢)将石棉等非金属材料包裹起来制成的金属包垫片；还有一种用薄钢带与石棉带一起绕制而成的缠绕式垫片。普通橡胶垫片适用于温度低于120℃的场合；石棉橡胶垫片适用于对水蒸气温度低于450℃，对油类温度低于350℃，压力低于5MPa的场合，对于一般的腐蚀性介质，最常用的是耐酸石棉板。在高压设备及管道中，采用铜、铝、10号钢、不锈钢制成的透镜型或其他形状的金属垫片。高压垫片与密封面的接触宽度非常窄(线接触)，密封面与垫片的加工光洁度较高。
在现有法兰盘的锻造成型过程中，法兰盘内腔以及出现凹点，由于凹点的存在导致法兰盘的外壁出现凸点，然而凸点的存在一方面影响法兰盘的饱满度，使得法兰盘质量较差，另一方面，凸点导致法兰盘后续的机加工无法正常完成，需要将凹点消除后，才能进行下一步工作，严重影响了法兰盘的成型效率。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，通过在成型模腔内壁设置的内双层阻变环，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，与凸点对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，在膨胀力作用下，可从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，进而有效提高法兰盘成品的质量和饱满度，同时有效提高法兰盘的生产效率，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，提高使用寿命。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，包括以下步骤：
S1、首先根据目标法兰盘的尺寸，进行下料，得到粗料；
S2、将粗料先进行退火处理，再进行镦粗处理，之后再进行抛丸磷皂化处理，得到镦粗料；
S3、将上一步骤中的得到的镦粗料放入到上凹模和下凹模的组合凹模的成型模腔内，然后通过冲头对镦粗料进行镦粗锻造，组合凹模内的双层阻变环对镦粗料外壁进行免凸点防护，脱模后得到表面很少甚至没有凸点的T形轴；
S4、将T形轴放入到精整凹模的成型模腔内，之后通过凸模进行压制锻造成型，同样在精整凹模内内双层阻变环的防护作用下，得到很少甚至没有凸点的成型；
S5、脱模后进行表面打磨以及边缘无毛刺处理，并进行孔的车削操作，得到饱满的法兰盘成品。
通过在成型模腔内壁设置的内双层阻变环，当成型模腔内的镦粗料或者T 形轴表面触点凸点时，与凸点对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，在膨胀力作用下，可从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，进而有效提高法兰盘成品的质量和饱满度，同时有效提高法兰盘的生产效率，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，提高使用寿命。
进一步的，所述凸模的体积大于T形轴以及精整凹模的成型模腔的体积。
进一步的，所述镦粗料的最大径大于组合凹模中成型模腔的最小径，所述T形轴的最大径大于精整凹模的最小径。
进一步的，所述下凹模包括下凹外模以及套设在下凹外模内部的下凹内模，所述上凹模包括上凹外模以及套设在上凹外模内部的上凹内模，所述下凹外模和上凹外模相互卡接匹配，所述精整凹模包括精整外模以及套设在精整外模内部的精整内模，所述组合凹模和精整凹模上的内双层阻变环分别嵌设在下凹内模、上凹内模和精整内模的内壁上，本法兰盘的模具结构是可调节的，使得适用范围更广，通过更换具有不同成型模腔的下凹内模、上凹内模和精整内模，可以生产不同尺寸的法兰盘。
进一步的，所述下凹内模、上凹内模和精整内模的外边缘截面处均向外倾斜设置，且与垂竖直方向的倾斜角度为1-3°。
进一步的，所述内双层阻变环包括内隔热环、与成型模腔内壁平齐的贴壁修正环以及分别与内隔热环和贴壁修正环固定连接的两个自热膨胀层，两个所述自热膨胀层之间的空隙填充有自热夹层，成型时，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，产生凸点部分对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，从而从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用。
进一步的，所述贴壁修正环包括贴壁层以及连接在贴壁层靠近自热膨胀层一侧的多个力变柱，多个所述力变柱远离贴壁层的一端与自热膨胀层固定连接。
进一步的，所述力变柱为内部填充有非牛顿流体的空心软质结构，贴壁修正环受到凸点的挤压力后，与其对应的力变柱相应也会受力，从而变硬，变硬的力变柱刺破附近的隔热气柱，便于致热材料的释放，从而与自热夹层反应，使其发热。
进一步的，所述自热膨胀层包括多个相间分布承载膨胀柱和隔热气柱，所述隔热气柱内部填充有致热材料，所述自热夹层为自发热材料制成。
进一步的，所述承载膨胀柱为硬质实心结构，使得承载膨胀柱具有一定的承载力，使得在受到凸点的挤压力时，内双层阻变环不易发生较大的形变，从而降低后期热膨胀半球点膨胀对内双层阻变环自身的修正难度，所述承载膨胀柱端部开凿有多个点槽，所述点槽内部填充有热膨胀半球点。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过在成型模腔内壁设置的内双层阻变环，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，与凸点对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，在膨胀力作用下，可从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，进而有效提高法兰盘成品的质量和饱满度，同时有效提高法兰盘的生产效率，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，提高使用寿命。
(2)凸模的体积大于T形轴以及精整凹模的成型模腔的体积。
(3)镦粗料的最大径大于组合凹模中成型模腔的最小径，T形轴的最大径大于精整凹模的最小径。
(4)下凹模包括下凹外模以及套设在下凹外模内部的下凹内模，上凹模包括上凹外模以及套设在上凹外模内部的上凹内模，下凹外模和上凹外模相互卡接匹配，精整凹模包括精整外模以及套设在精整外模内部的精整内模，组合凹模和精整凹模上的内双层阻变环分别嵌设在下凹内模、上凹内模和精整内模的内壁上，本法兰盘的模具结构是可调节的，使得适用范围更广，通过更换具有不同成型模腔的下凹内模、上凹内模和精整内模，可以生产不同尺寸的法兰盘。
(5)下凹内模、上凹内模和精整内模的外边缘截面处均向外倾斜设置，且与垂竖直方向的倾斜角度为1-3°。
(6)内双层阻变环包括内隔热环、与成型模腔内壁平齐的贴壁修正环以及分别与内隔热环和贴壁修正环固定连接的两个自热膨胀层，两个自热膨胀层之间的空隙填充有自热夹层，成型时，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，产生凸点部分对应的贴壁修正环处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层处释放致热材料，使得自热夹层发热，进而使得热膨胀半球点受热膨胀，从而从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，同时贴壁修正环的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用。
(7)贴壁修正环包括贴壁层以及连接在贴壁层靠近自热膨胀层一侧的多个力变柱，多个力变柱远离贴壁层的一端与自热膨胀层固定连接。
(8)力变柱为内部填充有非牛顿流体的空心软质结构，贴壁修正环受到凸点的挤压力后，与其对应的力变柱相应也会受力，从而变硬，变硬的力变柱刺破附近的隔热气柱，便于致热材料的释放，从而与自热夹层反应，使其发热。
(9)自热膨胀层包括多个相间分布承载膨胀柱和隔热气柱，隔热气柱内部填充有致热材料，自热夹层为自发热材料制成。
(10)承载膨胀柱为硬质实心结构，使得承载膨胀柱具有一定的承载力，使得在受到凸点的挤压力时，内双层阻变环不易发生较大的形变，从而降低后期热膨胀半球点膨胀对内双层阻变环自身的修正难度，承载膨胀柱端部开凿有多个点槽，点槽内部填充有热膨胀半球点。
附图说明
图1为本发明的主要的流程示意图；
图2为本发明的法兰盘成品的结构示意图；
图3为本发明的精整内模截面的结构示意图；
图4为本发明的内双层阻变环截面的结构示意图；
图5为图4中A处的结构示意图。
图中标号说明：
11下凹外模、12下凹内模、21上凹外模、22上凹内模、31精整外模、 32精整内模、4凸模、5内双层阻变环、51内隔热环、52贴壁修正环、521 贴壁层、522力变柱、53自热膨胀层、531承载膨胀柱、532隔热气柱、6自热夹层、7热膨胀半球点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，包括以下步骤：
S1、首先根据目标法兰盘的尺寸，进行下料，得到粗料；
S2、将粗料先进行退火处理，再进行镦粗处理，之后再进行抛丸磷皂化处理，得到镦粗料；
S3、将上一步骤中的得到的镦粗料放入到上凹模和下凹模的组合凹模的成型模腔内，然后通过冲头对镦粗料进行镦粗锻造，组合凹模内的双层阻变环对镦粗料外壁进行免凸点防护，脱模后得到表面很少甚至没有凸点的T形轴；
S4、将T形轴放入到精整凹模的成型模腔内，之后通过凸模4进行压制锻造成型，同样在精整凹模内内双层阻变环5的防护作用下，得到很少甚至没有凸点的成型；
S5、脱模后进行表面打磨以及边缘无毛刺处理，并进行孔的车削操作，请参阅图2，得到饱满的法兰盘成品。
凸模4的体积大于T形轴以及精整凹模的成型模腔的体积，镦粗料的最大径大于组合凹模中成型模腔的最小径，T形轴的最大径大于精整凹模的最小径。
请参阅图1，下凹模包括下凹外模11以及套设在下凹外模11内部的下凹内模12，上凹模包括上凹外模21以及套设在上凹外模21内部的上凹内模22，下凹外模11和上凹外模21相互卡接匹配，精整凹模包括精整外模31以及套设在精整外模31内部的精整内模32，请参阅图3，组合凹模和精整凹模上的内双层阻变环5分别嵌设在下凹内模12、上凹内模22和精整内模32的内壁上，本法兰盘的模具结构是可调节的，使得适用范围更广，通过更换具有不同成型模腔的下凹内模12、上凹内模22和精整内模32，可以生产不同尺寸的法兰盘，下凹内模12、上凹内模22和精整内模32的外边缘截面处均向外倾斜设置，且与垂竖直方向的倾斜角度为1-3°。
请参阅图4，内双层阻变环5包括内隔热环51、与成型模腔内壁平齐的贴壁修正环52以及分别与内隔热环51和贴壁修正环52固定连接的两个自热膨胀层53，两个自热膨胀层53之间的空隙填充有自热夹层6，成型时，当成型模腔内的镦粗料或者T形轴表面触点凸点时，产生凸点部分对应的贴壁修正环52处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环52发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层53处释放致热材料，使得自热夹层6发热，进而使得热膨胀半球点7受热膨胀，从而从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，同时贴壁修正环52的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，请参阅图5，贴壁修正环52包括贴壁层521以及连接在贴壁层521靠近自热膨胀层53一侧的多个力变柱522，多个力变柱522 远离贴壁层521的一端与自热膨胀层53固定连接，力变柱522为内部填充有非牛顿流体的空心软质结构，贴壁修正环52受到凸点的挤压力后，与其对应的力变柱522相应也会受力，从而变硬，变硬的力变柱522刺破附近的隔热气柱532，便于致热材料的释放，从而与自热夹层6反应，使其发热，自热膨胀层53包括多个相间分布承载膨胀柱531和隔热气柱532，隔热气柱532内部填充有致热材料，自热夹层6为自发热材料制成，承载膨胀柱531为硬质实心结构，使得承载膨胀柱531具有一定的承载力，使得在受到凸点的挤压力时，内双层阻变环5不易发生较大的形变，从而降低后期热膨胀半球点7 膨胀对内双层阻变环5自身的修正难度，承载膨胀柱531端部开凿有多个点槽，点槽内部填充有热膨胀半球点7。
通过在成型模腔内壁设置的内双层阻变环5，当成型模腔内的镦粗料或者 T形轴表面触点凸点时，与凸点对应的贴壁修正环52处，会受到来自凸点的挤压力，受力后贴壁修正环52发生一定的形变，导致其内部对应的自热膨胀层53处释放致热材料，使得自热夹层6发热，进而使得热膨胀半球点7受热膨胀，在膨胀力作用下，可从内部对凸点处产生反向的挤压力，从而达到修正凸点的效果，进而有效提高法兰盘成品的质量和饱满度，同时有效提高法兰盘的生产效率，同时贴壁修正环52的形变在该挤压力作用下，同样被修正，便于下次使用，提高使用寿命。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先根据目标法兰盘的尺寸，进行下料，得到粗料；
S2、将粗料先进行退火处理，再进行镦粗处理，之后再进行抛丸磷皂化处理，得到镦粗料；
S3、将上一步骤中的得到的镦粗料放入到上凹模和下凹模的组合凹模的成型模腔内，然后通过冲头对镦粗料进行镦粗锻造，组合凹模内的双层阻变环对镦粗料外壁进行免凸点防护，脱模后得到表面很少甚至没有凸点的T形轴；
S4、将T形轴放入到精整凹模的成型模腔内，之后通过凸模(4)进行压制锻造成型，同样在精整凹模内内双层阻变环(5)的防护作用下，得到很少甚至没有凸点的成型；
S5、脱模后进行表面打磨以及边缘无毛刺处理，并进行孔的车削操作，得到饱满的法兰盘成品。
2.根据权利要求1所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述凸模(4)的体积大于T形轴以及精整凹模的成型模腔的体积。
3.根据权利要求1所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述镦粗料的最大径大于组合凹模中成型模腔的最小径，所述T形轴的最大径大于精整凹模的最小径。
4.根据权利要求1所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述下凹模包括下凹外模(11)以及套设在下凹外模(11)内部的下凹内模(12)，所述上凹模包括上凹外模(21)以及套设在上凹外模(21)内部的上凹内模(22)，所述下凹外模(11)和上凹外模(21)相互卡接匹配，所述精整凹模包括精整外模(31)以及套设在精整外模(31)内部的精整内模(32)，所述组合凹模和精整凹模上的内双层阻变环(5)分别嵌设在下凹内模(12)、上凹内模(22)和精整内模(32)的内壁上。
5.根据权利要求4所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述下凹内模(12)、上凹内模(22)和精整内模(32)的外边缘截面处均向外倾斜设置，且与垂竖直方向的倾斜角度为1-3°。
6.根据权利要求5所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述内双层阻变环(5)包括内隔热环(51)、与成型模腔内壁平齐的贴壁修正环(52)以及分别与内隔热环(51)和贴壁修正环(52)固定连接的两个自热膨胀层(53)，两个所述自热膨胀层(53)之间的空隙填充有自热夹层(6)。
7.根据权利要求6所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述贴壁修正环(52)包括贴壁层(521)以及连接在贴壁层(521)靠近自热膨胀层(53)一侧的多个力变柱(522)，多个所述力变柱(522)远离贴壁层(521)的一端与自热膨胀层(53)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述力变柱(522)为内部填充有非牛顿流体的空心软质结构。
9.根据权利要求7所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述自热膨胀层(53)包括多个相间分布承载膨胀柱(531)和隔热气柱(532)，所述隔热气柱(532)内部填充有致热材料，所述自热夹层(6)为自发热材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种可减少法兰盘不饱满的锻造工艺，其特征在于：所述承载膨胀柱(531)为硬质实心结构，所述承载膨胀柱(531)端部开凿有多个点槽，所述点槽内部填充有热膨胀半球点(7)。
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2020
- 2020-07-03 CN CN202010636135.2A patent/CN112024811B/zh active Active
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Denomination of invention: A forging process that can reduce the fullness of flange plates Effective date of registration: 20230530 Granted publication date: 20220318 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinghua branch Pledgor: JIANGSU HAIYU MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980042277 |