CN114589241A - 一种带法兰深筒形件的制造装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管材法兰加工领域，尤其涉及一种带法兰深筒形件的制造装置及其制造方法。带法兰深筒形件的制造装置包括：第一压模组件，包括第一压模型腔和第一冲头，第一冲头可滑动地设置在第一压模型腔中；第二压模组件，包括第二压模型腔和第二冲头，第二冲头可滑动地设置在第二压模型腔中；加热环，设置在第一压模组件和第二压模组件之间，管材依次穿过第一压模型腔、加热环和第二压模型腔，加热环的直径大于管材的直径，且第一冲头和第二冲头能够相向运动，以挤压管材的两端，使管材在加热环处膨胀形成法兰盘。本发明能保证所制造的带法兰深筒形件不易变形，同时提高了生产效率，降低了成本。

Description

一种带法兰深筒形件的制造装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及管材法兰加工领域，尤其涉及一种带法兰深筒形件的制造装置及其制造方法。

背景技术

目前，对于深径比超出多次拉深成形法限制的带法兰深筒形件的制造方法，主要有如下两种：第一种方法是将法兰筒形件拆分成法兰件和管子，而后再将两个零件进行焊接，由于焊接极易产生零件的变形，因此这种方法做成的零件变形比较严重，精度和性能比较差。第二种方法就是旋压成形法，此种方法有生产效率低，成本较高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带法兰深筒形件的制造装置，该制造装置能保证所制造的带法兰深筒形件不易变形，同时提高了生产效率，降低了成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种带法兰深筒形件的制造装置，包括：

第一压模组件，包括第一压模型腔和第一冲头，所述第一冲头可滑动地设置在所述第一压模型腔中；

第二压模组件，包括第二压模型腔和第二冲头，所述第二冲头可滑动地设置在所述第二压模型腔中；

加热环，设置在所述第一压模组件和所述第二压模组件之间，管材依次穿过所述第一压模型腔、所述加热环和所述第二压模型腔，所述加热环的直径大于所述管材的直径，且所述第一冲头和所述第二冲头能够相向运动，以挤压所述管材的两端，使所述管材在所述加热环处膨胀形成法兰盘。

优选地，所述加热环通电后能够产生热量。

优选地，所述第一冲头分为第一大径段和第一小径段，所述第一小径段的直径与所述第一压模型腔的直径相等，用以与所述管材相抵接；所述第一大径段的直径大于所述第一小径段的直径，在所述第一大径段和所述第一小径段相连接的连接处形成与所述第一压模型腔的端面相匹配的台阶；和/或所述第二冲头分为第二大径段和第二小径段，所述第二小径段的直径与所述第二压模型腔的直径相等，用以与所述管材相抵接；所述第二大径段的直径大于所述第二小径段的直径，在所述第二大径段和所述第二小径段相连接的连接处形成与所述第二压模型腔的端面相匹配的台阶。

优选地，所述第一压模组件还包括第一上压模和第一下压模，所述第一上压模和所述第一下压模均设置有第一容纳腔，所述第一上压模和所述第一下压模闭合后两个所述第一容纳腔形成所述第一压模型腔；和/或所述第二压模组件还包括第二上压模和第二下压模，所述第二上压模和所述第二下压模均设置有第二容纳腔，所述第二上压模和所述第二下压模闭合后两个所述第二容纳腔形成所述第二压模型腔。

优选地，所述第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度。

有益效果：

本发明提供了一种带法兰深筒形件的制造装置，使用时，将管材依次穿过第一压模型腔、加热环和第二压模型腔通过第一冲头和第二冲头相向运动以挤压管材的两端，使管材在加热环处膨胀形成法兰盘，从而得到带法兰深筒形件。该装置能保证所制造的带法兰深筒形件不易变形，同时提高了生产效率，降低了成本。

本发明的另一目的在于提出了一种带法兰深筒形件的制造方法，该方法基于上述的带法兰深筒形件的制造装置，包括下列步骤：

S1、管材依次穿过第一压模型腔、加热环和第二压模型腔；

S2、挤压所述管材的两端，使所述管材在所述加热环处的胀形区膨胀形成法兰盘；

S3、在所述法兰盘处将所述管材切割形成两个带法兰深筒形件。

优选地，步骤S2包括：

S21、使所述加热环通电以加热所述管材的胀形区；

S22、向所述管材中充入高压液体；

S23、第一冲头和第二冲头相向运动，以挤压所述管材的两端，使所述管材的胀形区膨胀；

S24、继续使第一压模组件的整体和第二压模组件的整体相向运动，直至两者均与所述加热环贴合，使所述管材的胀形区在所述加热环的作用下形成所述法兰盘。

优选地，在步骤S24之后步骤S3之前包括：抽出所述管材内的所述高压液体，将所述管材从所述带法兰深筒形件的制造装置中取出。

优选地，在步骤S3中，采用线切割将所述管材(100)切割形成两个所述带法兰深筒形件。

优选地，所述第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度。

有益效果：本发明提出的一种带法兰深筒形件的制造方法不仅能保证所制造的带法兰深筒形件不易变形，同时提高了生产效率，降低了成本。

附图说明

图1是本发明提供的带法兰深筒形件的制造装置的结构示意图；

图2是本发明提供的带法兰深筒形件的制造装置的剖视图。

其中：

1、第一压模组件；11、第一上压模；12、第一下压模；13、第一冲头；

2、第二压模组件；21、第二上压模；22、第二下压模；23、第二冲头；

3、加热环；

100、管材。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“第一”、“第二”、“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，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所述，本发明公开了一种带法兰深筒形件的制造装置，包括第一压模组件1、第二压模组件2和加热环3。

具体地，结合图2所示，第一压模组件1包括第一压模型腔和第一冲头13，第一冲头13可滑动地设置在第一压模型腔中；第二压模组件2包括第二压模型腔和第二冲头23，第二冲头23可滑动地设置在第二压模型腔中；加热环3设置在第一压模组件1和第二压模组件2之间。管材100依次穿过第一压模型腔、加热环3和第二压模型腔，由于管材100在加热环3处需要形成法兰盘，加热环3的直径大于管材100的直径，且第一冲头13和第二冲头23能够相向运动，以挤压管材100的两端，使管材100在加热环3处膨胀形成法兰盘。

使用时，将管材100依次穿过第一压模型腔、加热环3和第二压模型腔通过第一冲头13和第二冲头23相向运动以挤压管材100的两端，使管材100在加热环3处膨胀形成法兰盘，从而得到带法兰深筒形件。该装置能保证所制造的带法兰深筒形件不易变形，同时提高了生产效率，降低了成本。

由于管材100在加热环3处，即管材100的胀形区是暴露在外面，为了使管材100两端受压后，管材100的胀形区能够膨胀变形，加热环3通电后能够产生热量，从而可以加热管材100的胀形区方便其变形。同时，由于加热环3本身的环形结构，能使管材100的胀形区加热均匀，保证了最终膨胀成的法兰盘的精度和性能。

其中，为了使管材100稳定均匀地变形以获得所需的带法兰深筒形件，第一冲头13和第二冲头23上均设置有冲液孔，用以向管材100内充入高压液体，首先，高压液体的充入能够排出管材100内的空气，其次，能够保证第一压模组件1和第二压模组件2内的密封性，最后，还能使管材100受压从而膨胀变形。

此外，当管材100所膨胀的余量不足以制成法兰盘时，还可以通过轴向补料来弥补。具体为，通过第一冲头13和第二冲头23对管材100的两端进行挤压。

为了能使制造的带法兰深筒形件管壁受力均匀，同时为了将管材100安装在第一压模型腔和第二压模型腔中，本实施例中，第一压模组件1还包括第一上压模11和第一下压模12，第一上压模11和第一下压模12均设置有第一容纳腔，第一上压模11和第一下压模12闭合后两个第一容纳腔形成第一压模型腔；第二压模组件2还包括第二上压模21和第二下压模22，第二上压模21和第二下压模22均设置有第二容纳腔，第二上压模21和第二下压模22闭合后两个第二容纳腔形成第二压模型腔。

示例性地，第一压模型腔和第二压模型腔均是一个圆柱体形状，管材100受压后在第一压模型腔和第二压模型腔内膨胀，当管材100膨胀后的直径与圆柱体的直径相等时，又由于管材100的胀形区还能膨胀，那么余料就会在挤压力的作用下向管材100的胀形区处移动，使管材100部分继续膨胀，从而得到带法兰深筒形件。

进一步地，为了减少工序，第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度，用以获得不同尺寸的带法兰深筒形件，而无需进行加工。

为了实现管材100两端的挤压，其中，第一冲头13分为第一大径段和第一小径段，第一小径段的直径与第一压模型腔的直径相等，用以与管材100相抵接；第一大径段的直径大于第一小径段的直径，在第一大径段和第一小径段相连接的连接处形成与第一压模型腔的端面相匹配的台阶；第二冲头23分为第二大径段和第二小径段，第二小径段的直径与第二压模型腔的直径相等，用以与管材100相抵接；第二大径段的直径大于第二小径段的直径，在第二大径段和第二小径段相连接的连接处形成与第二压模型腔的端面相匹配的台阶。

在对管材100的两端进行挤压之前，管材100的两端分别与第一小径段和第二小径段远离台阶的端面抵接，从而轴向固定管材100。随后，第一冲头13和第二冲头23沿轴向相向运动，直至各自的台阶端面分别与第一压模组件1的端面和第二压模组件2的端面抵接，此时管材100已彻底将第一压模型腔和第二压模型腔的空隙填满，管材100的胀形区已经部分膨胀成型了。为了进一步地提高所得的带法兰深筒形件的精度，第一压模组件1的整体和第二压模组件2整体相向运动，直至第一压模组件1和第二压模组件2均与加热环3相贴合，从而使管材100的胀形区膨胀形成最终所需的法兰盘。

本发明还提供了一种带法兰深筒形件的制造方法，基于上述的带法兰深筒形件的制造装置，其包括步骤如下：

S1、管材100依次穿过第一压模型腔、加热环3和第二压模型腔，管材100部分固定在第一压模型腔和第二压模型腔，部分暴露在外；

S2、挤压管材100的两端，使管材100在加热环3处的胀形区膨胀形成法兰盘；

S21、使加热环3通电以加热管材100的胀形区，从而方便管材100的胀形区膨胀变形；

S22、向管材100中充入高压液体，用以保持第一压模组件1和第二压模组件2密封，从而使管材100进行膨胀变形；

S23、第一冲头13和第二冲头23相向运动，以挤压管材100的两端，使管材100的胀形区膨胀，且管材100已彻底将第一压模型腔和第二压模型腔的空隙填满；

S24、继续使第一压模组件1整体和第二压模组件2整体相向运动，直至两者均与加热环3贴合，使管材100的胀形区在加热环3的作用下形成法兰盘；

然后，抽出管材100内的高压液体，将管材100从带法兰深筒形件的制造装置中取出；

S3、在法兰盘处将管材100切割形成两个带法兰深筒形件。

其中，在步骤S22和S23中还可根据所需形成的带法兰深筒形件的尺寸进行轴向补料，以此保证带法兰深筒形件的精度和性能。

具体地，将管材100取出的步骤具体为：将第一冲头13和第二冲头23抽出，分开第一上压模11和第一下压模12，分开第二上压模21和第二下压模22，取出两个连接在一起的带法兰深筒形件。

为了保证带法兰深筒形件的切割的精度，在步骤S3中，采用线切割将管材100切割形成两个带法兰深筒形件。

进一步地，为了减少工序，第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度，用以获得不同尺寸的带法兰深筒形件，而无需进行加工。

采用本发明所述装置和方法不仅可实现制造出深径比大、多次拉深成形法无法成形的带法兰深筒形件；还能代替传统的法兰和管材100的焊接工艺，以提高效率和零件的精度；且可减小变径管的过渡区域，更好的控制法兰的高度，提高零件的精度；而且操作方便，所制造的带法兰深筒形件质量可靠。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，包括：

第一压模组件(1)，包括第一压模型腔和第一冲头(13)，所述第一冲头(13)可滑动地设置在所述第一压模型腔中；

第二压模组件(2)，包括第二压模型腔和第二冲头(23)，所述第二冲头(23)可滑动地设置在所述第二压模型腔中；

加热环(3)，设置在所述第一压模组件(1)和所述第二压模组件(2)之间，管材(100)依次穿过所述第一压模型腔、所述加热环(3)和所述第二压模型腔，所述加热环(3)的直径大于所述管材(100)的直径，且所述第一冲头(13)和所述第二冲头(23)能够相向运动，以挤压所述管材(100)的两端，使所述管材(100)在所述加热环(3)处膨胀形成法兰盘。

2.如权利要求1所述的带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，所述加热环(3)通电后能够产生热量。

3.如权利要求1所述的带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，所述第一冲头(13)分为第一大径段和第一小径段，所述第一小径段的直径与所述第一压模型腔的直径相等，用以与所述管材(100)相抵接；所述第一大径段的直径大于所述第一小径段的直径，在所述第一大径段和所述第一小径段相连接的连接处形成与所述第一压模型腔的端面相匹配的台阶；和/或

所述第二冲头(23)分为第二大径段和第二小径段，所述第二小径段的直径与所述第二压模型腔的直径相等，用以与所述管材(100)相抵接；所述第二大径段的直径大于所述第二小径段的直径，在所述第二大径段和所述第二小径段相连接的连接处形成与所述第二压模型腔的端面相匹配的台阶。

4.如权利要求1所述的带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，所述第一压模组件(1)还包括第一上压模(11)和第一下压模(12)，所述第一上压模(11)和所述第一下压模(12)均设置有第一容纳腔，所述第一上压模(11)和所述第一下压模(12)闭合后两个所述第一容纳腔形成所述第一压模型腔；和/或

所述第二压模组件(2)还包括第二上压模(21)和第二下压模(22)，所述第二上压模(21)和所述第二下压模(22)均设置有第二容纳腔，所述第二上压模(21)和所述第二下压模(22)闭合后两个所述第二容纳腔形成所述第二压模型腔。

5.如权利要求1所述的带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，所述第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度。

6.一种带法兰深筒形件的制造方法，基于权利要求1-5任一项所述的带法兰深筒形件的制造装置，其特征在于，其包括下列步骤：

S1、管材(100)依次穿过第一压模型腔、加热环(3)和第二压模型腔；

S2、挤压所述管材(100)的两端，使所述管材(100)在所述加热环(3)处的胀形区膨胀形成法兰盘；

S3、在所述法兰盘处将所述管材(100)切割形成两个带法兰深筒形件。

7.如权利要求6所述的带法兰深筒形件的制造方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21、使所述加热环(3)通电以加热所述管材(100)的胀形区；

S22、向所述管材(100)中充入高压液体；

S23、第一冲头(13)和第二冲头(23)相向运动，以挤压所述管材(100)的两端，使所述管材(100)的胀形区膨胀；

S24、继续使第一压模组件(1)的整体和第二压模组件(2)的整体相向运动，直至两者均与所述加热环(3)贴合，使所述管材(100)的胀形区在所述加热环(3)的作用下形成所述法兰盘。

8.如权利要求7所述的带法兰深筒形件的制造方法，其特征在于，在步骤S24之后步骤S3之前包括：抽出所述管材(100)内的所述高压液体，将所述管材(100)从所述带法兰深筒形件的制造装置中取出。

9.如权利要求6所述的带法兰深筒形件的制造方法，其特征在于，在步骤S3中，采用线切割将所述管材(100)切割形成两个所述带法兰深筒形件。

10.如权利要求9所述的带法兰深筒形件的制造方法，其特征在于，所述第一压模型腔的长度不大于所述第二压模型腔的长度。

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