CN114985653A

CN114985653A - 一种不锈钢法兰的多向锻造工艺

Info

Publication number: CN114985653A
Application number: CN202210497114.6A
Authority: CN
Inventors: 张博
Original assignee: Wenzhou Futong Pipe Fittings Manufacturing Co ltd
Current assignee: Wenzhou Harin Flange Pipe Fitting Co ltd
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2042-05-09
Also published as: CN114985653B

Abstract

本发明涉及法兰制造技术领域，具体是一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，包括以下步骤：S1、将胚料放入不锈钢法兰的多向锻造机中；S2、利用不锈钢法兰的多向锻造机对胚料进行连续的锻造加工，包括：锤击胚料，使胚料外形被锻造至能够容纳进入模腔内；横向冲压胚料，使胚料中部通孔成型；合模锻压胚料，使胚料法兰外部成型；碾压胚料周圈，提高胚料法兰外周尺寸精确性；S3、取出成型的胚料，本发明中，利用不锈钢法兰的多向锻造机能够对胚料连续的锤击、横压、垂直压合碾压，将多个加工步骤集合于单台设备上，使胚料无需在锻造加工过程中进行转移，从而使得加工效率更高，而且避免了转移时间过长而导致的胚料温度下降的问题。

Description

一种不锈钢法兰的多向锻造工艺

技术领域

本发明涉及法兰制造技术领域，具体是一种不锈钢法兰的多向锻造工艺。

背景技术

法兰又叫法兰盘或突缘，法兰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，配合螺栓使两法兰紧连，法兰间用衬垫密封，法兰分螺纹连接法兰和焊接法兰，法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对及与阀门上的配套法兰使用的，在管道工程中，法兰主要用于管道的连接；模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。

现有技术中具有如下问题：

法兰模锻加工过程中，要将胚料逐渐挤压至所要的形状，其需要多个步骤，既需要对胚料预处理，又需要将胚料从多个方向挤压，还需要将挤压初步成型的法兰碾压修整，使尺寸更准确，胚料需要在多个设备之间转移，效率低，且转移的时间长，胚料温度会下降，导致锻造加工也更困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，包括以下步骤：

S1、将胚料放入不锈钢法兰的多向锻造机中；

S2、利用不锈钢法兰的多向锻造机对胚料进行连续的锻造加工，包括，

锤击胚料，使胚料外形被锻造至能够容纳进入模腔内；

横向冲压胚料，使胚料中部通孔成型；

合模锻压胚料，使胚料法兰外部成型；

碾压胚料周圈，提高胚料法兰外周尺寸精确性；

S3、取出成型的胚料；

所述多向锻造机包括：垂直冲头，垂直冲头的顶部的连接有冲击机构，且垂直冲头滑动连接于活动台的中间，活动台的底部设置有第一液压缸；水平冲头，水平冲头连接于固定锻造台上，且水平冲头通过同步机构与活动台传动连接。

进一步的，所述冲击机构包括偏心轮，偏心轮的偏心部连接有联动轴，联动轴转动连接有推拉臂的一端，推拉臂的另一端与垂直冲头转动连接，所述偏心轮的中部穿过立架连接有第一电机，第一电机和立架均固定安装于活动台上。

进一步的，所述偏心轮上设置有直线结构的滑槽，滑槽的一端与偏心轮的中心部位置相对应，且联动轴与滑槽为滑动连接；

所述联动轴的一侧连接有第三液压缸，第三液压缸固定安装于偏心轮上。

进一步的，所述偏心轮、联动轴、第三液压缸、立架和推拉臂共设置有两组，且2组中的联动轴之间同轴连接。

进一步的，所述垂直冲头的底部开设有凹槽，该凹槽内滑动设置有滑架，滑架上安装有压轮，且滑架连接有第二液压缸，第二液压缸固定安装于垂直冲头上。

进一步的，所述固定锻造台的顶部设有半圆弧形的模槽，该模槽的底部设置有半圆弧形的固定下模，且该模槽的上方的两侧各设置有一个活动侧模，两个活动侧模相靠近的一侧为圆弧形，该圆弧形的结构与固定下模的半圆弧形的结构相匹配，并且两个活动侧模的顶部为弧形面，该弧形面与压轮的结构相匹配；

两个活动侧模相远离的一侧分别连接有第四液压缸，第四液压缸固定设置于固定锻造台上。

进一步的，所述水平冲头包括柱块，柱块的一端转动连接有尾杆，尾杆的中间为空心结构，且尾杆内设置有第二电机，柱块与第二电机传动连接；

所述水平冲头设置有两个，且两个水平冲头中的柱块设置于固定锻造台上模槽的两侧对称位置。

进一步的，所述尾杆的外壁上沿轴向设置有条形凸起，所述固定锻造台上模槽的两侧对称位置分别设置有通道，尾杆滑动设置于所述通道内，且尾杆的外壁上沿轴向设置有条形凸起，所述通道的内壁上开设有条形槽，该条形槽的结构和所述条形凸起的结构相匹配。

进一步的，所述同步机构包括第一齿条，第一齿条滑动设置于固定锻造台上，且第一齿条的上端与活动台固定连接，并且第一齿条的一侧啮合连接有小齿轮，小齿轮的一侧啮合连接有大齿轮，大齿轮的中部设置有第一支撑轴，第一支撑轴与固定锻造台转动连接，且第一支撑轴通过皮带传动连接有第二支撑轴，第二支撑轴与固定锻造台转动连接，且第二支撑轴上固定套设有驱动齿轮，驱动齿轮的一侧啮合连接有第二齿条，第二齿条沿着尾杆的轴向固定设置于尾杆上。

本发明通过改进在此提供一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明中，利用不锈钢法兰的多向锻造机能够对胚料连续的锤击、横压、垂直压合碾压，将多个加工步骤集合于单台设备上，使胚料无需在锻造加工过程中进行转移，从而使得加工效率更高，而且避免了转移时间过长而导致的胚料温度下降的问题；

其二：本发明中，利用偏心轮带动联动轴旋转，能够对推拉臂快速的推拉，使得垂直冲头能够高频锤击，具有更快的加工效率；

其三：本发明中，当锤击需求暂停时，通过第三液压缸推拉联动轴，让联动轴移动至偏心轮圆心位置，偏心轮的旋转便不会在推拉垂直冲头，无需将设备的动力断开，便能够让垂直冲头停止锤击，达到降低能耗的目的，而在需要恢复锤击时，只需推动联动轴重新位移至偏心位置，便能够让垂直冲头再被带动，恢复锤击的速度更高，从而让加工效率更高；

其四：本发明中，两个活动侧模、固定下模和压轮能够相互配合，形成合模结构，从胚料的两侧、底部和顶部进行限位，让胚料的外部能够被锻压一次成型；

其五：本发明中，两个水平冲头能够从模槽的两侧同时挤压进入胚料中间，让法兰中间的通孔成型，双向冲压，效率更高，且两个水平冲头中的柱块在冲压完成后插入胚料中间，还能够起到定位作用，便于后续的垂直冲压；

其六：本发明中，利用活动台的下移，能够进行连贯的合模锻压，活动台带动垂直冲头垂直冲压前，能够推动第一齿条一并下移，第一齿条再推动小齿轮旋转，小齿轮带动啮合连接的大齿轮旋转，增大转矩，大齿轮再通过第一支撑轴、皮带、第二支撑轴和驱动齿轮推动第二齿条移动，使得水平冲头能够横向位移，对胚料进行水平冲压，在胚料垂直冲压前，先完成水平冲压，且对胚料形成定位效果，而后活动台带着垂直冲头连贯的下压，进行垂直冲压，两个步骤在同步机构的带动下能够高效连续的进行，使得加工效率更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的图1中A处放大结构示意图；

图3是本发明的尾杆剖视图；

图4是本发明的固定锻造台俯视图；

图5是本发明的水平冲头俯视图；

图6是本发明的压轮侧视图；

图7是本发明的偏心轮、联动轴、推拉臂和第三液压缸侧视图；

图8是本发明的滑槽正视图。

附图标记说明：活动台－1，垂直冲头－2，碾压机构－3，压轮－31，滑架－32，第二液压缸－33，冲击机构－4，偏心轮－41，滑槽－411，联动轴－42，第三液压缸－43，立架－44，推拉臂－45，第一电机－46，第一液压缸－5，同步机构－6，第一齿条－61，小齿轮－62，大齿轮－63，第一支撑轴－64，皮带－65，第二支撑轴－66，驱动齿轮－67，水平冲头－7，柱块－71，尾杆－72，第二电机－73，第二齿条－74，固定下模－8，活动侧模－9，第四液压缸－91，固定锻造台－10。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

如图1－图8所示，本发明通过改进在此提供一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，包括以下步骤：

S1、将胚料放入不锈钢法兰的多向锻造机中；

锤击胚料，使胚料外形被锻造至能够容纳进入模腔内；

横向冲压胚料，使胚料中部通孔成型；

合模锻压胚料，使胚料法兰外部成型；

碾压胚料周圈，提高胚料法兰外周尺寸精确性；

S3、取出成型的胚料。

利用不锈钢法兰的多向锻造机能够对胚料连续的锤击、横压、垂直压合碾压，多个加工步骤集合于单台设备上，使胚料无需在锻造加工过程中进行转移，从而使得加工效率更高，而且避免了转移时间过长而导致的胚料温度下降的问题。

不锈钢法兰的多向锻造机包括：

垂直冲头2，垂直冲头2的顶部的连接有冲击机构4，且垂直冲头2滑动连接于活动台1的中间，活动台1的底部设置有第一液压缸5；冲击机构4能够不断带动垂直冲头2向下冲击，对胚料进行锤击锻造，使胚料形状达到能够模锻的条件。

水平冲头7，水平冲头7连接于固定锻造台10上，且水平冲头7通过同步机构6与活动台1传动连接；水平冲头7能够与垂直冲头2配合使用，对胚料的中间冲压，使胚料的中间形成法兰通孔。

冲击机构4包括偏心轮41，偏心轮41的偏心部连接有联动轴42，联动轴42转动连接有推拉臂45的一端，推拉臂45的另一端与垂直冲头2转动连接，偏心轮41的中部穿过立架44连接有第一电机46，第一电机46和立架44均固定安装于活动台1上；利用偏心轮41带动联动轴42旋转，能够对推拉臂45快速的推拉，使得垂直冲头2能够高频锤击，具有更快的加工效率。

偏心轮41上设置有直线结构的滑槽411，滑槽411的一端与偏心轮41的中心部位置相对应，且联动轴42与滑槽411为滑动连接。

联动轴42的一侧连接有第三液压缸43，第三液压缸43固定安装于偏心轮41上；当锤击需求暂停时，传统的技术方案是将设备的动力断开，待需要时再重新启动动力设备，动力设备在启停过程中会产生较大的能耗，且设备重新启动，效率也更低，通过第三液压缸43推拉联动轴42，能够改变联动轴42相对于偏心轮41圆心的位置，当联动轴42位移至偏心轮41圆心位置时，偏心轮41的旋转不会在推拉垂直冲头2，在锤击需求暂停时，无需将设备的动力断开，便能够让垂直冲头2停止锤击，达到降低能耗的目的，而且需要锤击时，只需推动联动轴42重新位移至偏心位置，便能够让垂直冲头2再被带动，回复锤击的速度更高，从而让加工效率更高。

偏心轮41、联动轴42、第三液压缸43、立架44和推拉臂45共设置有两组，且2组中的联动轴42之间同轴连接；两组的设置，让整个冲击机构4的运作更加稳定。

垂直冲头2的底部开设有凹槽，该凹槽内滑动设置有滑架32，滑架32上安装有压轮31，且滑架32连接有第二液压缸33，第二液压缸33固定安装于垂直冲头2上；压轮31能够收缩于垂直冲头2的凹槽不参与锤击加工，也能够在第二液压缸33的推动下伸出垂直冲头2底部的凹槽，利用自身环形的凸沿对胚料进行锻压或者锤击。

固定锻造台10的顶部设有半圆弧形的模槽，该模槽的底部设置有半圆弧形的固定下模8，且该模槽的上方的两侧各设置有一个活动侧模9，两个活动侧模9相靠近的一侧为圆弧形，该圆弧形的结构与固定下模8的半圆弧形的结构相匹配，并且两个活动侧模9的顶部为弧形面，该弧形面与压轮31的结构相匹配；

两个活动侧模9相远离的一侧分别连接有第四液压缸91，第四液压缸91固定设置于固定锻造台10上；两个活动侧模9、固定下模8和压轮31能够相互配合，形成合模结构，从胚料的两侧、底部和顶部进行限位，让胚料的外部能够被锻压一次成型。

水平冲头7包括柱块71，柱块71的一端转动连接有尾杆72，尾杆72的中间为空心结构，且尾杆72内设置有第二电机73，柱块71与第二电机73传动连接；水平冲头7设置有两个，且两个水平冲头7中的柱块71设置于固定锻造台10上模槽的两侧对称位置；两个水平冲头7能够从模槽的两侧同时挤压进入胚料中间，让法兰中间的通孔成型，双向冲压，效率更高，且两个水平冲头7中的柱块71在冲压完成后插入胚料中间，还能够起到定位作用，便于后续的垂直冲压。

尾杆72的外壁上沿轴向设置有条形凸起，固定锻造台10上模槽的两侧对称位置分别设置有通道，尾杆72滑动设置于通道内，且尾杆72的外壁上沿轴向设置有条形凸起，通道的内壁上开设有条形槽，该条形槽的结构和条形凸起的结构相匹配；通过条形槽对条形凸起的限制限位，使得尾杆72的滑动更加平稳，进而使得水平冲头7的冲压过程更加稳定。

同步机构6包括第一齿条61，第一齿条61滑动设置于固定锻造台10上，且第一齿条61的上端与活动台1固定连接，并且第一齿条61的一侧啮合连接有小齿轮62，小齿轮62的一侧啮合连接有大齿轮63，小齿轮62和大齿轮63指的是大齿轮63的直径大于小齿轮62，起到增大转矩的作用，大齿轮63的中部设置有第一支撑轴64，第一支撑轴64与固定锻造台10转动连接，且第一支撑轴64通过皮带65传动连接有第二支撑轴66，第二支撑轴66与固定锻造台10转动连接，且第二支撑轴66上固定套设有驱动齿轮67，驱动齿轮67的一侧啮合连接有第二齿条74，第二齿条74沿着尾杆72的轴向固定设置于尾杆72上。

在活动台1下移时，垂直冲头2垂直冲压前，活动台1能够推动第一齿条61一并下移，第一齿条61再推动小齿轮62旋转，小齿轮62带动啮合连接的大齿轮63旋转，增大转矩，大齿轮63再通过第一支撑轴64、皮带65、第二支撑轴66、驱动齿轮67推动第二齿条74，使得水平冲头7能够横向位移，对胚料进行水平冲压，在垂直冲压前，完成水平冲压，且对胚料进行定位，而后活动台1带着垂直冲头2连贯的下压，进行垂直冲压，两个步骤在同步机构6的带动下能够高效连续的进行，使得加工效率更高。

工作原理：将胚料置于固定锻造台10上的模槽位置，而后冲击机构4启动运行，对胚料锤击锻造，使胚料达到能够容纳至模槽内，形成更接近法兰的形状；

而后活动台1下移，进行合模锻压，活动台1带动垂直冲头2垂直冲压前，活动台1能够推动第一齿条61一并下移，第一齿条61再推动小齿轮62旋转，小齿轮62带动啮合连接的大齿轮63旋转，增大转矩，大齿轮63再通过第一支撑轴64、皮带65、第二支撑轴66和驱动齿轮67推动第二齿条74移动，使得水平冲头7能够横向位移，对胚料进行水平冲压，在胚料垂直冲压前，先完成水平冲压，且对胚料形成定位效果，而后活动台1带着垂直冲头2连贯的下压，进行垂直冲压，两个步骤在同步机构6的带动下能够高效连续的进行，使得加工效率更高；

接着，第二液压缸33推动压轮31下移至压在胚料上，第二电机73再带动柱块71旋转，由于柱块71已经插入胚料中间，所以胚料能够被带着旋转，配合压轮31对胚料外壁的碾压，能够达到对成型胚料周圈碾压的效果，压轮31能够由第二液压缸33推动上下位移调节碾压力道，进而能够对成型胚料的尺寸更加精致的锻造；

锻造完成后，活动台1上移，活动侧模9由第四液压缸91拉动移开模槽，然后便可取出成型的法兰。

Claims

1.一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将胚料放入不锈钢法兰的多向锻造机中；

S2、利用不锈钢法兰的多向锻造机对胚料进行连续的锻造加工，包括：

锤击胚料，使胚料外形被锻造至能够容纳进入模腔内；

横向冲压胚料，使胚料中部通孔成型；

合模锻压胚料，使胚料法兰外部成型；

碾压胚料周圈，提高胚料法兰外周尺寸精确性；

S3、取出成型的胚料；

所述多向锻造机包括：垂直冲头（2），垂直冲头（2）的顶部的连接有冲击机构（4），且垂直冲头（2）滑动连接于活动台（1）的中间，活动台（1）的底部设置有第一液压缸（5）；水平冲头（7），水平冲头（7）连接于固定锻造台（10）上，且水平冲头（7）通过同步机构（6）与活动台（1）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述冲击机构（4）包括偏心轮（41），偏心轮（41）的偏心部连接有联动轴（42），联动轴（42）转动连接有推拉臂（45）的一端，推拉臂（45）的另一端与垂直冲头（2）转动连接，所述偏心轮（41）的中部穿过立架（44）连接有第一电机（46），第一电机（46）和立架（44）均固定安装于活动台（1）上。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述偏心轮（41）上设置有直线结构的滑槽（411），滑槽（411）的一端与偏心轮（41）的中心部位置相对应，且联动轴（42）与滑槽（411）为滑动连接；

所述联动轴（42）的一侧连接有第三液压缸（43），第三液压缸（43）固定安装于偏心轮（41）上。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述偏心轮（41）、联动轴（42）、第三液压缸（43）、立架（44）和推拉臂（45）共设置有两组，且2组中的联动轴（42）之间同轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述垂直冲头（2）的底部开设有凹槽，该凹槽内滑动设置有滑架（32），滑架（32）上安装有压轮（31），且滑架（32）连接有第二液压缸（33），第二液压缸（33）固定安装于垂直冲头（2）上。

6.根据权利要求1所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述固定锻造台（10）的顶部设有半圆弧形的模槽，该模槽的底部设置有半圆弧形的固定下模（8），且该模槽的上方的两侧各设置有一个活动侧模（9），两个活动侧模（9）相靠近的一侧为圆弧形，该圆弧形的结构与固定下模（8）的半圆弧形的结构相匹配，并且两个活动侧模（9）的顶部为弧形面，该弧形面与压轮（31）的结构相匹配；

两个活动侧模（9）相远离的一侧分别连接有第四液压缸（91），第四液压缸（91）固定设置于固定锻造台（10）上。

7.根据权利要求6所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述水平冲头（7）包括柱块（71），柱块（71）的一端转动连接有尾杆（72），尾杆（72）的中间为空心结构，且尾杆（72）内设置有第二电机（73），柱块（71）与第二电机（73）传动连接；

所述水平冲头（7）设置有两个，且两个水平冲头（7）中的柱块（71）设置于固定锻造台（10）上模槽的两侧对称位置。

8.根据权利要求7所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述尾杆（72）的外壁上沿轴向设置有条形凸起，所述固定锻造台（10）上模槽的两侧对称位置分别设置有通道，尾杆（72）滑动设置于所述通道内，且尾杆（72）的外壁上沿轴向设置有条形凸起，所述通道的内壁上开设有条形槽，该条形槽的结构和所述条形凸起的结构相匹配。

9.根据权利要求1所述的一种不锈钢法兰的多向锻造工艺，其特征在于：所述同步机构（6）包括第一齿条（61），第一齿条（61）滑动设置于固定锻造台（10）上，且第一齿条（61）的上端与活动台（1）固定连接，并且第一齿条（61）的一侧啮合连接有小齿轮（62），小齿轮（62）的一侧啮合连接有大齿轮（63），大齿轮（63）的中部设置有第一支撑轴（64），第一支撑轴（64）与固定锻造台（10）转动连接，且第一支撑轴（64）通过皮带（65）传动连接有第二支撑轴（66），第二支撑轴（66）与固定锻造台（10）转动连接，且第二支撑轴（66）上固定套设有驱动齿轮（67），驱动齿轮（67）的一侧啮合连接有第二齿条（74），第二齿条（74）沿着尾杆（72）的轴向固定设置于尾杆（72）上。