CN112878873A - 一种具有偏航结构的人防工程安全防护门及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有偏航结构的人防工程安全防护门，包括门板，于门板侧面设置有若干个用于改变外来打击物轨迹的偏航结构。还提供了一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，包括铸造、锻造、板材成形、工作面成形，锻造步骤包括将铸造生成的钢锭制坯冲孔，然后加工成待轧筒坯，板材成形包括以下步骤：将待轧筒坯返炉加热，然后将待轧筒坯通过碾环机加工到要求尺寸，以形成待切筒坯；将待切筒坯的筒壁沿轴向切割以形成待展筒坯；将待展筒坯加热后，使用碾环机将待展筒坯展成原始平面板坯。本发明能够改变外来打击物的轨迹而避免门板受损，节约材料，生产效率高，该具有偏航结构的人防工程安全防护门的强度高性能好，抗打击能力强。
Description
技术领域
本发明涉及人防工程技术领域，具体而言，涉及一种具有偏航结构的人防工程安全防护门及其制造工艺。
背景技术
人防工程安全防护门是指人民防护工程出入口的门，一般有普通单、双扇防护密闭门，活门槛单、双扇防护密闭门等。人防工程可用于防空袭、抗灾救灾等活动，人防工程安全防护门属人民防护设备，因此对其制造质量有更高的要求。
现有的人防工程安全防护门多采用大型钢件制成，结构简单、强度低，导致其抗打击能力差，难以达到人防工程的安全防护需要。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的第一个目的在于提供一种具有偏航结构的人防工程安全防护门，该人防工程安全防护门的偏航结构能够改变外来打击物的轨迹，使其偏离人防工程安全防护门区域，安全性高。
本发明的第二个目的在于提供一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，工艺简单，效率高，能够使该具有偏航结构的人防工程安全防护门的强度提高，抗打击能力大大增强。
本发明的实施例中提供了一种具有偏航结构的人防工程安全防护门，包括门板，于所述门板侧面设置有若干个用于改变外来打击物轨迹的偏航结构。
根据一种优选实施方式，所述偏航结构的远离所述门板的端部呈球面状。
根据一种优选实施方式，所述偏航结构与所述门板一体成型。
本发明的实施例还提供了一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，包括铸造、锻造、板材成形、工作面成形，所述锻造步骤包括将铸造生成的钢锭制坯冲孔，然后加工成待轧筒坯，所述板材成形包括以下步骤：
A1：将待轧筒坯返炉加热，然后将待轧筒坯通过碾环机加工到要求尺寸，以形成待切筒坯；
A2：将待切筒坯的筒壁沿轴向切割以形成待展筒坯；
A3：将待展筒坯加热后，使用碾环机将待展筒坯展成原始平面板坯。
根据一种优选实施方式，所述A1步骤中，将所述待轧筒坯套设在碾环机的芯辊外，由碾环机的碾压辊对待轧筒坯的外侧面沿碾压辊至芯辊方向施加挤压力，使得待轧筒坯转变为所述待切筒坯；所述A3步骤中，将所述待展筒坯套设在碾环机的碾压辊外，由碾环机的碾压辊对待轧筒坯的内侧面沿碾压辊至芯辊方向施加挤压力，使得待切筒坯展成所述原始平面板坯。
根据一种优选实施方式，所述工作面成形包括以下步骤：
B1：对所述原始平面板坯加热并保温，然后使用模具热压原始平面板坯的侧面，以使得所述原始平面板坯的侧面形成偏航结构；
B2：对B1步骤后的原始平面板坯的侧面进行校平。
根据一种优选实施方式，所述锻造包括以下步骤：
C1：第一火次，滚圆所述钢锭后进行墩粗以形成鼓状坯，对鼓状坯的侧面进行清伤处理，然后返炉加热；
C2：第二火次，对鼓状坯的端面沿轴向进行冲孔以形成原始筒坯，将原始筒坯返炉加热；
C3：第三火次，使用马杠对原始筒坯进行预扩孔处理以形成过渡筒坯，随后对过渡筒坯的外表面进行清伤，然后返炉加热；
C4：第四火次，使用芯棒对过渡筒坯进行拔长以形成拔长筒坯，然后返炉加热；
C5：第五火次，使用马杠对拔长筒坯扩孔以形成所述待轧筒坯，然后对待轧筒坯的外表面进行清伤。
根据一种优选实施方式，所述C2步骤中，使用冲子对鼓状坯的两个端面冲孔，两端面的冲孔位置对正且均处于端面的中心处。
根据一种优选实施方式，所述锻造步骤中的锻造温度为1180℃-1230℃，终锻温度为800℃。
根据一种优选实施方式，所述清伤的方式为待鼓状坯、过渡筒坯和待轧筒坯空冷后使用砂轮机修磨清伤。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本发明设计的具有偏航结构的人防工程安全防护门强度高，设置的偏航结构的呈球面状的端部能够使高速运行的外来打击物的运行轨迹发生偏移，从而使其偏离门板，避免了门板因遭受打击而受损。此外，于门板的侧面设置偏航结构还能够增大人防工程安全防护门整体的强度，使得人防工程安全防护门的安全性大大提高。在对具有偏航结构的人防工程安全防护门进行加工制造时，因其板面尺寸大，因此采用锻压机和碾环机配合的方式将钢锭最终加工成板，此过程中，碾环机均匀地作用于待轧筒坯的内外侧壁，从待轧筒坯至原始平面板坯成形这一过程中，待展筒坯的内外侧壁，即原始平面板坯的两侧面经过多道轧制变形，使得平面板坯的两侧面原来粗大的晶粒度得到极大的改善，其强度和硬度得以提升，塑性和韧性也得到提升，并且使得原始平面板坯的两侧面变形均匀，避免了锻造成形的不均匀性，可有效提高原始平面板坯的使用寿命，并且通过碾环机加工的方式将待展筒坯展开成原始平面板坯的过程效率高，节约了加工时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的仰视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的待轧筒坯与碾环机的安装示意图；
图4为本发明实施例提供的待切筒坯与碾环机的安装示意图；
图5为本发明实施例提供的待展筒坯与碾环机的安装示意图；
图6为本发明实施例提供的待展筒坯转变为原始平面板坯的示意图；
图7为本发明实施例提供的模具的立体结构示意图。
图标：1-门板，2-偏航结构，3-待切筒坯，4-芯辊，5-碾压辊，6-待展筒坯，7-待轧筒坯，8-槽，9-原始平面板坯，10-模具本体，11-偏航凹陷。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。
请参照图1至图2，一种具有偏航结构的人防工程安全防护门，包括呈长方体状的门板1，如图1所示，于门板1侧面设置有若干个用于改变外来打击物轨迹的偏航结构2。本实施例中，若干个偏航结构2等距均布。如图2所示，偏航结构2的远离门板1的端部呈球面状。为了增加该人防工程安全防护门的强度，本实施例中，偏航结构2与门板1一体成型，具体的，可以是通过模锻的形式一体成型。
具体的，本实施例中，偏航结构2呈半球状，当外来打击物以高速度撞击在偏航结构2表面时，呈半球状的结构能够使得外来打击物的运行轨迹发生偏移，从而使其偏离门板1，避免了门板1因遭受打击而受损。此外，于门板1的侧面设置偏航结构2还能够增大人防工程安全防护门整体的强度，使得人防工程安全防护门的安全性大大提高。
在本发明的某些实施例中，偏航结构2可以是凸台状，其远离门板1的一端呈球面状。这种设计增大了偏航结构2的球面状的端部与门板1之间的距离，使得外来打击物直接撞击至门板1表面的概率减小，更好地对门板1起保护作用。
本发明实施例还提供了上述一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，包括冶炼、铸造、锻造、板材成形、锻后热处理、粗加工超声波探伤、工作面成形、性能热处理、消应、打磨抛光，锻造步骤包括将铸造生成的钢锭制坯冲孔，然后加工成待轧筒坯7，板材成形包括以下步骤：
A1：将待轧筒坯7返炉加热至1230℃，然后将待轧筒坯7通过碾环机加工到要求尺寸，即外径为Φ3100mm，内径为Φ2500mm，长度为5400mm，以形成待切筒坯3；
A2：当待切筒坯3冷却至650℃时，将待切筒坯3的筒壁沿轴向切割出槽8以形成待展筒坯6；
A3：将待展筒坯6再次加热至1230℃后，使用碾环机将待展筒坯6展成原始平面板坯9。
在本步骤中，在对钢锭进行锻造的基础上，采用碾环机对锻造形成的待轧筒坯7进行轧制直至最终形成原始平面板坯9，在这一过程中，碾环机均匀地作用于待轧筒坯7的内外侧壁，具体的如图3至图6所示，从待轧筒坯7至原始平面板坯9成型这一过程中，待展筒坯6的内外侧壁，即原始平面板坯9的两侧面经过多道轧制变形，使得平面板坯9的两侧面原来粗大的晶粒度得到极大的改善，其强度和硬度得以提升，塑性和韧性也得到提升，并且使得原始平面板坯9的两侧面变形均匀，避免了锻造成形的不均匀性，可有效提高原始平面板坯9的使用寿命，并且通过碾环机加工的方式将待展筒坯6展开成原始平面板坯9的过程效率高，节约了加工时间。
具体的，A1步骤中，将待轧筒坯7套设在碾环机的芯辊4外，由碾环机的碾压辊5对待轧筒坯7的外侧面沿碾压辊5至芯辊4方向施加挤压力，使得待轧筒坯7转变为待切筒坯3；此过程如图3至图4所示。A1步骤中，待轧筒坯7转变为待切筒坯3的过程中，待轧筒坯7的内外径同时扩大，壁厚变薄。
A3步骤中，将待展筒坯6套设在碾环机的碾压辊5外，由碾环机的碾压辊5对待轧筒坯7的内侧面沿碾压辊5至芯辊4方向施加挤压力，使得待切筒坯3展成原始平面板坯。此过程如图5至图6所示。待展筒坯6转变为原始平面板坯9的过程中，由于待切筒坯3被槽8切断形成待展筒坯6，并且碾压辊5处于待展筒坯6的内侧，如图5所示，因此在此过程中，待展筒坯6的内径比外径增大块，以使得待展筒坯6逐渐转变为原始平面板坯9。本实施例中，原始平面板坯9的尺寸为8400mm×5400mm×300mm。
为了使原始平面板坯9转变为图1所示的具有偏航结构的人防工程安全防护门结构，对原始平面板坯9进行工作面成形步骤的操作，工作面成形包括以下步骤：
B1：对原始平面板坯9加热并保温，然后使用如图7所示的模具热压原始平面板坯的侧面，以使得原始平面板坯9的侧面形成上述一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的偏航结构2；此步骤中，将原始平面板坯9加热至1230℃，并保温8h。本实施例中，模具包括呈长方体状的模具本体10，模具本体10的侧面设置有多个如图7所示的偏航凹陷11，偏航凹陷11与偏航结构2的呈球面状的端部的外形一致。本实施例中，由于原始平面板坯9的尺寸较大，因此采用模具对原始平面板坯9侧面的不同部位进行多次锻压以形成偏航结构2。在某些实施例中，若原始平面板坯9的尺寸小，则可以通过与原始平面板坯9尺寸相匹配的模具一次性锻压而成。
B2：对B1步骤后的原始平面板坯9的侧面进行校平。
前述的锻造包括以下步骤：
C1：C1：第一火次，压钳把，轻滚钢锭外圆，可消除钢锭表面的气孔，防止其在加工过程中开裂。滚圆钢锭后进行镦粗以形成鼓状坯，对鼓状坯的侧面进行清伤处理，然后返炉加热；在滚圆后先切除水冒口，在滚圆过程中使用上平下V的砧子压实钢锭芯部，本实施例中，将钢锭滚圆至直径为2500mm，长度为3000mm镦粗过程的锻造比为2.16。
C2：第二火次，对鼓状坯的端面沿轴向进行冲孔以形成原始筒坯，将原始筒坯返炉加热；使用Φ650mm的冲子对鼓状坯的两个端面冲孔，两端面的冲孔位置对正且均处于端面的中心处。
C3：第三火次，使用Φ650mm的马杠对原始筒坯进行预扩孔处理以形成过渡筒坯，随后对过渡筒坯的外表面进行清伤，然后返炉加热；本过程成形的过渡筒坯内径为1500mm，外径为3000mm，长为3200mm，预扩孔的锻造比为1.22。
C4：第四火次，使用Φ1450mm的芯棒对过渡筒坯进行拔长以形成拔长筒坯，然后返炉加热；拔长的锻造比为1.84，具体的，拔长筒坯的内径为1450mm，外径为2500mm，长为5300mm，在拔长时，需要在芯棒表面涂抹石墨和水的混合液，可减小芯棒和过渡筒坯之间的摩擦，提高拔长效率。并且由于过渡筒坯的两端降温快，在拔长过程中应先压两端再压中间。
C5：第五火次，使用Φ1450mm的马杠对拔长筒坯扩孔以形成待轧筒坯7，然后对待轧筒坯7的外表面进行清伤。本过程成形的待轧筒坯7的内径为2100mm，外径为2950mm，长为5400mm，锻造比为1.79。
锻造步骤中的锻造温度为1180℃-1230℃，终锻温度均为800℃。具体的，第一火次、第二火次、第三火次和第四火次的锻造温度均为1230℃，第五火次的锻造温度为1180℃。每火次之间的加热保温时间均为2h。
锻造过程中的清伤的方式为待鼓状坯、过渡筒坯和待轧筒坯7空冷后使用砂轮机修磨清伤。在某些实施例中，也可以不待鼓状坯、过渡筒坯和待轧筒坯7冷却而对其进行氧气热烧清伤。相较于氧气热烧的方式，本实施例中采用的砂轮机修磨清伤的方式效果更佳，可直观地识别裂纹是否还存在。
本实施例中的冶炼步骤：使用碱性电炉粗炼钢水，随后使用钢包精炼炉精炼钢水并真空脱气。
本实施例中的铸造步骤：将冶炼的钢水真空浇注成钢锭。
本实施例中的锻后热处理步骤：将原始平面板坯9进行正火和回火。细化晶粒，提高切削性能。
本实施例中的粗加工超声波探伤步骤：对锻后热处理的原始平面板坯9进行粗加工，并在各面留有加工余量，然后按照JB/T5000.15-1998标准进行超声波探伤，满足3级要求。
本实施例中的性能热处理步骤：对校平后的原始平面板坯9进行调制热处理，使其达到力学性能要求，在调制过程中尽量降低水温，以确保淬火效果。
本实施例中的消应步骤：对原始平面板坯9热处理以消除应力。
本实施例中的打磨抛光步骤：对偏航结构2的呈球面状的端部进行打磨抛光以形成如图1所示的具有偏航结构的人防工程安全防护门。
综上，本发明实施例提供的一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺包括以下步骤：
冶炼：使用碱性电炉粗炼钢水，随后使用钢包精炼炉精炼钢水并真空脱气；
铸造：将冶炼的钢水真空浇注成钢锭；
板材成形：将待切筒坯3的筒壁沿轴向切割以形成待展筒坯6；将待展筒坯6加热后，使用碾环机将待展筒坯6展成原始平面板坯9；
锻后热处理：将原始平面板坯9进行正火和回火。细化晶粒，提高切削性能；
粗加工超声波探伤：对锻后热处理的原始平面板坯9进行粗加工，并在各面留有加工余量，然后按照JB/T5000.15-1998标准进行超声波探伤，满足3级要求；
工作面成形：对原始平面板坯9加热并保温，然后使用模具热压原始平面板坯9的侧面，以使得原始平面板坯9的侧面形成偏航结构2；对原始平面板坯9的侧面进行校平；
性能热处理：对校平后的原始平面板坯9进行调制热处理，使其达到力学性能要求；
消应：对原始平面板坯9热处理以消除应力；
打磨抛光：对偏航结构2的呈球面状的端部进行打磨抛光以形成如图1所示的具有偏航结构的人防工程安全防护门。
进一步的，本实施例中使用的材料为30CrN i 3MoV，其主要的化学成分为：碳C：0.26～0.32，硅Si：0.15～0.35，锰Mn：0.30～0.50，磷P：≤0.015，硫S：≤0.010，铬Cr：0.60～1.00，镍N i：2.80～3.20，钼Mo：0.40～0.50，钒V：0.06～0.13；其余成分为铁。使用30CrNi 3MoV加工后其屈服强度≥1280Mpa，抗拉强度≥1600Mpa，断面收缩率≥40％，延伸率≥8％，冲击功≥30J(-40℃)。因此使用30CrN i 3MoV加工生产的具有偏航结构的人防工程安全防护门的安全性能高，能够满足人防工程的安全防护需要。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有偏航结构的人防工程安全防护门，其特征在于：包括门板，于所述门板侧面设置有若干个用于改变外来打击物轨迹的偏航结构。
2.根据权利要求1所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门，其特征在于：所述偏航结构的远离所述门板的端部呈球面状。
3.根据权利要求2所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门，其特征在于：所述偏航结构与所述门板一体成型。
4.一种具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，包括铸造、锻造、板材成形、工作面成形，其特征在于：所述锻造步骤包括将铸造生成的钢锭制坯冲孔，然后加工成待轧筒坯，所述板材成形包括以下步骤：
A1：将待轧筒坯返炉加热，然后将待轧筒坯通过碾环机加工到要求尺寸，以形成待切筒坯；
A2：将待切筒坯的筒壁沿轴向切割以形成待展筒坯；
A3：将待展筒坯加热后，使用碾环机将待展筒坯展成原始平面板坯。
5.根据权利要求4所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述A1步骤中，将所述待轧筒坯套设在碾环机的芯辊外，由碾环机的碾压辊对待轧筒坯的外侧面沿碾压辊至芯辊方向施加挤压力，使得待轧筒坯转变为所述待切筒坯；
所述A3步骤中，将所述待展筒坯套设在碾环机的碾压辊外，由碾环机的碾压辊对待轧筒坯的内侧面沿碾压辊至芯辊方向施加挤压力，使得待切筒坯展成所述原始平面板坯。
6.根据权利要求4所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述工作面成形包括以下步骤：
B1：对所述原始平面板坯加热并保温，然后使用模具热压原始平面板坯的侧面，以使得所述原始平面板坯的侧面形成偏航结构；
B2：对B1步骤后的原始平面板坯的侧面进行校平。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述锻造包括以下步骤：
C1：第一火次，滚圆所述钢锭后进行墩粗以形成鼓状坯，对鼓状坯的侧面进行清伤处理，然后返炉加热；
C2：第二火次，对鼓状坯的端面沿轴向进行冲孔以形成原始筒坯，将原始筒坯返炉加热；
C3：第三火次，使用马杠对原始筒坯进行预扩孔处理以形成过渡筒坯，随后对过渡筒坯的外表面进行清伤，然后返炉加热；
C4：第四火次，使用芯棒对过渡筒坯进行拔长以形成拔长筒坯，然后返炉加热；
C5：第五火次，使用马杠对拔长筒坯扩孔以形成所述待轧筒坯，然后对待轧筒坯的外表面进行清伤。
8.根据权利要求7所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述C2步骤中，使用冲子对鼓状坯的两个端面冲孔，两端面的冲孔位置对正且均处于端面的中心处。
9.根据权利要求7所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述锻造步骤中的锻造温度为1180℃-1230℃，终锻温度为800℃。
10.根据权利要求7所述的具有偏航结构的人防工程安全防护门的制造工艺，其特征在于：所述清伤的方式为待鼓状坯、过渡筒坯和待轧筒坯空冷后使用砂轮机修磨清伤。
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