CN115301887A - 一种中型法兰生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种中型法兰生产工艺,属于法兰生产领域,其包括如下步骤:切割,将坯料从方钢上切割下来,将其切割为方体形的坯料;加热,将坯料放在加热炉中加热;自由锻,利用双头夹具和火钳完成倒棱、镦粗、冲孔和扩孔;碾环,经过两次碾环对坯料的中心孔和外孔尺寸调整,并对宽度进行调整,碾环完毕后使用专用的半圆形吊具吊装后冷却;机加工,依次将冷却后的工件的外表面、上下两端面进行加工。使用双头夹具控制方坯倒棱、中间的转运过程使用与法兰配合的并可旋转平移的火钳,之后经历两次碾环,并在碾环后使用专用的半圆形法兰吊具吊装冷却,过程中使用的夹具均未与法兰硬接触,有效保证产品的质量,减少后续的机加工操作,节约时间并提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于法兰生产领域,具体涉及一种可有效提高法兰生产质量的中型法兰生产工艺。
背景技术
法兰,又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间或者管与管之间相互连接的零件,用于管端之间的连接;也有用在设备进出口上的法兰,用于两个设备之间的连接。法兰生产最常见的方式是锻造,锻造即是对金属材料施加压力,使其产生塑性变形以获得一定的形状和机械性能的加工方法,在锻造过程中,金属组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
目前常用的法兰生产制造工艺,包括步骤S1:切割,将横截面为正方形的长条形坯料切割成多个方坯;步骤S2:加热,将方坯放置于加热炉中加热,使方坯的温度大于再结晶温度并且小于固相线的温度;步骤S3:制圆,将方坯放置于制圆模具内,将方坯锻制成圆柱状的坯料;步骤S4:自由锻,利用压力机对加热后的坯料进行镦粗,然后利用冲头对坯料进行冲孔;S5:碾环,将坯料安装于碾环机上进行碾环,扩大坯料的中心孔;步骤S6:退火,将坯料放置于电阻炉中进行退火;步骤S7,车削,利用车床对法兰进行车削。
上述现有方案中存在以下缺点,在锻造和碾环过程中,需要对坯料转移的方法及工装工具未明确,无法保证坯料移动过程中受夹具影响的程度,最终锻造成品质量易受到影响,导致后续的加工繁琐,质量无法保证。
发明内容
为了解决上述背景技术中的不足,本发明提供了一种中型法兰生产工艺,利用双头夹具方便的控制坯料锻造倒棱,并利用可旋转平移的且与法兰配合的火钳作为中间转运工具,同时使用双重碾环来保证法兰的内外径和表面质量受控,并在碾环完毕后使用专用的半圆形吊具对法兰进行转移冷却,以此来达到整个工艺流程法兰表面质量以及尺寸受控,减少后续加工流程。
为了达到上述目的,本发明提供了一种中型法兰生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:S1,切割,将坯料从方钢上切割下来,将其切割为方体形的坯料;S2,加热,将坯料放在加热炉中加热;S3,坯料倒棱,坯料加热完毕后由火钳夹取放到带有固定砧座的锻锤设备上,由员工操作双头夹具控制坯料,使用锻锤进行倒棱;S4,坯料镦粗,将倒棱后的坯料竖直放置,由锻锤将料块的高度镦粗至2/3处;S5,坯料入模,将镦粗后的料块用火钳夹起,之后放置在锻模模具内腔内;S6,坯料拍平,将在锻模模具内的坯料用锻锤上砧拍打,使坯料充分充模,和模具齐平;S7,冲孔,使用冲头模具在坯料的正中心用锻锤上砧拍打,在坯料中心冲孔;S8,扩孔,冲孔完毕后,用冲头反复穿孔,扩至要求的中心孔尺寸;S9,坯料整平,扩孔完毕后用锻锤上下砧轻敲坯料,将坯料上下面整平;S10,一次碾环,将整平后的坯料用火钳夹取,移动到碾环机上,对坯料进行中心孔与外孔尺寸的调整;S11,二次碾环,将一次碾环后的坯料使用火钳移动到另一台碾环机上,对坯料进行整体宽度的调整,并对中心孔与外孔进行进一步的扩大,成为工件;S12,冷却,将二次碾环后的工件用法兰专用吊具将其转移到冷却区域进行冷却;S13,机加工,依次将冷却后的工件的外表面、上下两端面进行加工。
通过采用上述技术方案,使用双头夹具控制方坯倒棱、镦粗到锻模模具制圆,实现了方坯的制圆,并在锻模模具内冲孔扩孔,之后经历两次碾环,中间的转运过程使用与法兰配合的并可旋转平移的火钳,并在碾环后使用专用的半圆形法兰吊具,保证在法兰的锻造、碾环过程中中心孔与外孔表面和尺寸的稳定,保证产品的质量,减少后续的机加工操作,节约时间并提高生产效率。
进一步的,在步骤S1中,每个坯料的重量为步骤S12中合格后法兰重量的1.1倍~1.15倍。预留出一部分在锻造过程中产生的氧化皮重量。
进一步的,在步骤S3中,所述双头夹具包括两个交叉连接的连接管,连接管一侧为水平段一,中间为弧形段,另一侧为水平段二,在一侧的水平段一与弧形段的连接位置设有相互铰接的倾斜杆,同时,在两侧的水平段一和水平段二上均设置有伸缩套管,可延长两侧的水平段。中间的两个弧形段组成坯料夹具,两侧的水平段均为操作端,由两个员工进行操作,伸缩套管使用时可伸展延长水平段,节省员工的操作力度,在不使用时可将伸缩套管回缩,来减少其占用空间。
进一步的,在步骤S7中,所述冲头模具为圆台,分为小端和大端。将冲头分为大端和小端,可保证在冲孔时冲头可以方便的进入坯料,同时,在冲孔时使用双面冲孔法,先将冲头小端对中放置在坯料正中心,冲孔时留底,之后将模具翻转180°,在锻模模具两侧下方放置垫块,使用上砧轻敲坯料使冲头模具出模,然后将冲头大端放在坯料底部留厚处,再次拍打冲头,然后将中心的冲芯去除,即冲孔完成。
进一步的,在步骤S10中,一次碾环中使用的是小型立式碾环机,在竖直方向上扩大坯料的中心孔和外径尺寸。
进一步的,在步骤S11中,二次碾环中使用的是大型卧式碾环机,在水平方向上压缩坯料的宽度,并进一步扩大坯料的中心孔和外孔尺寸。
进一步的,在步骤S12中,法兰专用吊具为半圆形法兰专用吊具,包括夹持装置和吊挂装置,夹持装置由半圆环形的上弧形杆、下弧形杆和两侧的连接杆组成,圆环内部还设有向内凹陷的夹持台阶,夹持台阶上下面与法兰上下面配合接触,夹持装置上方设置有吊挂装置,连接行车对法兰进行起吊转移,夹持装置的后侧面上设置有控制杆。半圆形吊具可与法兰配合,卡住法兰的一半,不与法兰的外表面直接接触,可保证法兰在转运过程中表面不会直接受到外力接触,保证法兰生产的质量。
进一步的,在步骤S13中,以工件内圆为基准对工件的外圆进行车削,同时对法兰上下端面进行车削,以此满足法兰表面的粗糙度要求。在前面工序中,利用双头夹具方便的控制坯料锻造倒棱,并利用可旋转平移的且与法兰配合的火钳作为中间转运工具,同时使用双重碾环来对法兰坯料进行加工,整个生产流程保证了法兰生产过程中的质量受到控制,因此在机加工时无需对法兰的内表面进行加工,只需加工上下断面和外圆面进行加工即可,减少及加工操作并增加生产效率。
进一步的,所述火钳包括两个弧形夹具、设于弧形夹具后侧面上中间位置的连接板和连接在连接板尾部侧面的L形控制杆,连接板通过旋转轴和旋转轴套与弧形夹具的后方中间位置连接,L形控制杆的横向杆内部中空,内部设有液压驱动可移动的连接杆,连接杆首端连接在控制板的尾部侧面,L形控制杆的纵向杆安装在叉车上。L形控制杆的纵向杆安装在叉车上,可控制整体装置的提升,弧形夹具可以与转运的法兰坯料配合,连接板上的旋转轴和旋转轴套可以满足坯料在任意方向上取放,L形控制杆上的连接杆则可控制弧形夹具的间隙,满足不同尺寸的法兰坯料的取放。
使用本发明专利的有益效果在于:在倒棱阶段利用双头夹具方便的夹取坯料锻造倒棱,同时双头夹具配有可伸缩套管,可以达到伸缩省力的目的;中间转运工具使用可旋转平移并可与法兰配合的火钳,保证在转运过程中不会对法兰的表面和尺寸造成影响;在碾环过程中使用双重碾环的工序,并使用不同类型的碾环机进行碾环,来进一步保证法兰的内外径尺寸和表面质量不会受到影响;并在碾环完毕后使用专用的半圆形吊具对法兰进行转移冷却,在锻造的最后一道工序之后来转运工件,利用半圆环形的吊具与工件配合转运,以此来使整个工艺流程法兰工件的表面质量以及尺寸受控,减少后续加工流程。
附图说明
图1为本实施例的流程图;
图2为本实施例中用于夹取坯料的双头夹具的结构示意图;
图3为本实施例中用于转运坯料的火钳的结构示意图;
图4为本实施例中用于吊装工件的半圆形吊具的结构示意图。
其中:11、水平段一;12、弧形段;13、水平段二;101、伸缩套管;102、倾斜杆;21、夹持装置;22、吊挂装置;23、控制杆;201、上弧形杆;202、下弧形杆;203、连接杆;31、弧形夹具;32、连接板;33、L形控制杆;301、连接杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白,下面结合附图对本发明的具体实施例进行更加详细的说明。
实施例:如图1所示,本发明公开了一种中型法兰生产工艺,包括如下步骤:
步骤S1,切割,利用切割机床将截面为方形的长条形坯料进行切割,切割成多个方坯,每个坯料的重量为合格后法兰重量的1.1倍~1.15倍,预留出一部分在锻造过程中产生的氧化皮重量。可以通过密度、质量和体积的关系公式,将所需的重量换算呈所需的方坯的体积,然后在通过方坯的截面积,计算所需方坯的长度,按照长度切割所需质量的方坯。
步骤S2,加热,将坯料放在加热炉中加热,加热炉为天然气炉,控制升温速度260℃/h、控制加热温度1250℃±30℃,保温时间2小时。
步骤S3,坯料倒棱,坯料加热完毕后由火钳从加热炉中夹取放到带有固定砧座的锻锤设备上,由员工操作双头夹具控制坯料使用锻锤进行倒棱;如图2所示,双头夹具包括两个交叉连接的连接管,连接管一侧为水平段一11,中间为弧形段12,另一侧为水平段二13,在一侧的水平段一11与弧形段12的连接位置设有相互铰接的倾斜杆102,同时,在两侧的水平段一11和水平段二13上均设置有伸缩套管101,可延长两侧的水平段,中间的两个弧形段12组成坯料夹具,两侧的水平段均为操作端,由两个员工进行操作,伸缩套管101使用时可伸展延长水平段,节省员工的操作力度,在不使用时可将伸缩套管101回缩,来减少其占用空间。
步骤S4,坯料镦粗,将倒棱后的坯料由双头夹具控制,将其竖直放置,再由锻锤上砧将料块的高度镦粗至2/3处。
步骤S5,坯料入模,将镦粗后的料块用火钳夹起,之后放置在锻模模具内腔内,如图3,所述火钳包括两个弧形夹具31,设于弧形夹具31后侧面上中间位置的连接板32和连接在连接板32尾部侧面的L形控制杆33,连接板32通过旋转轴和旋转轴套与弧形夹具31的后方中间位置连接,L形控制杆33的横向杆内部中空,内部设有液压驱动可移动的连接杆301,连接杆301首端连接在控制板的尾部侧面,L形控制杆33的纵向杆安装在叉车上。L形控制杆33的纵向杆安装在叉车上,可控制整体装置的提升,弧形夹具31可以与转运的法兰坯料配合,连接板32上的旋转轴和旋转轴套可以满足坯料在任意方向上取放,L形控制杆33上的连接杆301则可控制弧形夹具31的间隙,满足不同尺寸的法兰坯料的取放,所述锻模模具为圆柱形,主要用于对锻锤模具进行挤压,使其成为一个圆柱形的坯料。
步骤S6,坯料拍平,将在锻模模具内的坯料用锻锤上砧拍打,使坯料充分充模,和模具齐平,将坯料使用锻锤上砧挤压充满锻模模具内,与模具形状完全一致。
步骤S7,冲孔,使用冲头模具在坯料的正中心用锻锤上砧拍打,在坯料中心冲孔;在锻锤模具内直接进行冲孔,所述冲头模具为圆台,分为小端和大端。将冲头分为大端和小端,可保证在冲孔时冲头可以方便的进入坯料,同时,在冲孔时使用双面冲孔法,先将冲头小端对中放置在坯料正中心,冲孔时留底30mm,之后将模具翻转180°,在锻模模具两侧下方放置垫块,此时坯料也翻转180°,使用上砧轻敲坯料使冲头模具出模,然后将冲头大端放在坯料底部留厚处,再次拍打冲头,然后将中心的冲芯去除,即冲孔完成,冲孔完成后坯料的上下面孔尺寸相同。
步骤S8,扩孔,冲孔完毕后,用冲头反复穿孔,扩至要求的中心孔尺寸,由于冲孔流程是将坯料冲出一个与冲头大端尺寸相同的中心孔,此时的中心孔径较小,需要利用冲头反复穿孔,将中心孔的尺寸扩大,以满足下道工序即碾环的需求。
步骤S9,坯料整平,扩孔完毕后用锻锤上下砧轻敲坯料,将坯料上下面整平;由于扩孔完成后,毛坯上下面有材料隆起现象,此时用上下砧整平后,毛坯即锻造完成。
步骤S10,一次碾环,将整平后的坯料用火钳夹取,移动到小型立式碾环机上,在竖直方向上对坯料进行中心孔与外孔尺寸的扩大。
步骤S11,二次碾环,将一次碾环后的坯料使用火钳移动到大型卧式碾环机上,在水平方向上压缩坯料的宽度,并进一步扩大坯料的中心孔和外径尺寸,成为工件。
步骤S12,冷却,将二次碾环后的工件用法兰专用吊具将其转移到冷却区域进行冷却;如图4,法兰专用吊具为半圆形法兰专用吊具,包括夹持装置21和吊挂装置22,夹持装置21由半圆环形的上弧形杆201、下弧形杆202和两侧的连接杆203组成,圆环内部还设有向内凹陷的夹持台阶,夹持台阶上下面与法兰上下面配合接触,夹持装置21上方设置有吊挂装置22,连接行车对法兰进行起吊转移,夹持装置21的后侧面上设置有控制杆23。半圆形吊具可与法兰配合,卡住法兰的一半,不与法兰的外表面直接接触,可保证法兰在转运过程中表面不会直接受到外力接触,保证法兰生产的质量。
步骤S13,机加工,依次将冷却后的工件的外表面、上下两端面进行加工。以工件内圆为基准对工件的外圆进行车削,同时对法兰上下端面进行车削,以此满足法兰表面的粗糙度要求。在前面工序中,双头夹具可方便的控制坯料锻造倒棱,并利用可旋转平移的且可与法兰配合的火钳作为中间转运工具,同时使用双重碾环来对法兰坯料进行加工,整个生产流程保证了法兰生产过程中的质量受到控制,因此在机加工时无需对法兰的内表面进行加工,只需加工上下断面和外圆面进行加工即可,减少及加工操作并增加生产效率。
通过采用上述技术方案,从使用双头夹具控制方坯倒棱、镦粗到锻模模具制圆,实现了方坯的制圆,并在锻模模具内冲孔扩孔,之后经历两次碾环,中间的转运过程使用与法兰配合的并可旋转平移的火钳,并在碾环后使用专用的半圆形法兰吊具吊装冷却,保证在法兰的锻造、碾环过程中中心孔与外孔表面和尺寸的稳定,此工艺方法使用多种专用工装或夹具可以有效保证产品的质量,减少后续的机加工操作,节约时间并提高生产效率。
Claims (10)
1.一种中型法兰生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:S1,切割,将坯料从方钢上切割下来,将其切割为方体形的坯料;S2,加热,将坯料放在加热炉中加热;S3,坯料倒棱,坯料加热完毕后由火钳夹取放到带有固定砧座的锻锤设备上,由员工操作双头夹具控制坯料使用锻锤进行倒棱;S4,坯料镦粗,将倒棱后的坯料竖直放置,由锻锤将料块的高度镦粗至2/3处;S5,坯料入模,将镦粗后的料块用火钳夹起,之后放置在锻模模具内腔内;S6,坯料拍平,将在锻模模具内的坯料用锻锤上砧拍打,使坯料充分充模,和模具齐平;S7,冲孔,使用冲头模具在坯料的正中心用锻锤上砧拍打,在坯料中心冲孔;S8,扩孔,冲孔完毕后,用冲头反复穿孔,扩至要求的中心孔尺寸;S9,坯料整平,扩孔完毕后用锻锤上下砧轻敲坯料,将坯料上下面整平;S10,一次碾环,将整平后的坯料用火钳夹取,移动到碾环机上,对坯料进行中心孔与外孔尺寸的调整;S11,二次碾环,将一次碾环后的坯料使用火钳移动到另一台碾环机上,对坯料进行整体宽度的调整,并对中心孔与外孔进行进一步的扩大,成为工件;S12,冷却,将二次碾环后的工件用法兰专用吊具将其转移到冷却区域进行冷却;S13,机加工,依次将冷却后的工件的外表面、上下两端面进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S1中,每个坯料的重量为步骤S12中合格后法兰重量的1.1倍~1.15倍。
3.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S3中,所述双头夹具包括两个交叉连接的连接管,连接管一侧为水平段一(11),中间为弧形段(12),另一侧为水平段二(13),在一侧的水平段一(11)与弧形段(12)的连接位置设有相互铰接的倾斜杆(102),同时,在两侧的水平段一(11)和水平段二(13)上均设置有伸缩套管(101),可延长两侧的水平段。
4.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S7中,所述冲头模具为圆台,分为小端和大端。
5.根据权利要求4所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S7中,冲孔时先将冲头小端对中放置在坯料正中心,冲孔时留底,之后将模具翻转180°,在锻模模具两侧下方放置垫块,使用上砧轻敲坯料使冲头模具出模,将冲头大端放在坯料底部留厚处,再次拍打冲头,然后将中心的冲芯去除,即冲孔完成。
6.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S10中,一次碾环中使用的是小型立式碾环机,在竖直方向上调整坯料的中心孔和外孔尺寸。
7.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S11中,二次碾环中使用的是大型卧式碾环机,在水平方向上压缩坯料的宽度,并进一步扩大中心孔与外径尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S12中,法兰专用吊具为半圆形法兰专用吊具,包括夹持装置(21)和吊挂装置(22),夹持装置(21)由半圆环形的上弧形杆(201)、下弧形杆(202)和两侧的连接杆(203)组成,圆环内部还设有向内凹陷的夹持台阶,夹持台阶上下面与法兰上下面配合接触,夹持装置(21)上方设置有吊挂装置(22),连接行车对法兰进行起吊转移,夹持装置(21)的后侧面上设置有控制杆(23)。
9.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:在步骤S13中,以工件内圆为基准对工件的外圆进行车削,同时对法兰表面进行车削,以此满足法兰表面的粗糙度要求。
10.根据权利要求1所述的一种中型法兰生产工艺,其特征在于:所述火钳包括两个弧形夹具(31)、设于弧形夹具(31)后侧面上中间位置的连接板(32)和连接在连接板(32)尾部侧面的L形控制杆(33),连接板(32)通过旋转轴和旋转轴套与弧形夹具(31)的后方中间位置连接,L形控制杆(33)的横向杆内部中空,内部设有液压驱动可移动的连接杆(301),连接杆(301)首端连接在控制板的尾部侧面,L形控制杆(33)的纵向杆安装在叉车上。
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