CN119244794A - 一种锻造三向空心阀门阀体预制件及加工设备和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锻造三向空心阀门阀体预制件及加工设备和加工方法，阀体预制件包括阀体本体，位于阀体本体端部的法兰，所述阀体本体内部具有三个中空内孔，所述三个中空内孔是位于从三个端部延伸至阀体本体中心的未贯穿孔，所述阀体、所述法兰和三个中空内孔是通过一体化锻造加工直接成形。成形设备利用三个方向的加工装置相配合，使得三向空心阀门阀体具有不间断的材料组织流线，在压应力的作用下使材料更加致密，可提高零件的疲劳寿命、抗压和抗弯扭强度；减少了后续三向内孔的加工工序，避免了后续热处理或机加工造成的影响和分步锻造成形多次加热的能源浪费、效率低下的缺陷，提高产品的生产效率及材料的利用率，降低产品的生产成本。

Description

一种锻造三向空心阀门阀体预制件及加工设备和加工方法

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种锻造三向空心阀门阀体预制件及加工设备和加工方法。

背景技术

阀门是一种在流体系统中用于控制、调节和引导流体的设备，阀门的种类非常多，根据其结构特点、用途和工作原理等，可以分为多种类型，如截止阀、闸阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀等。三向带法兰且空心阀门阀体是目前国际核电、火电、石化，船舶化工等行业高压、耐热、耐腐蚀管道配套的不可或缺的装置(元件),阀门主要包括以下几个关键部分：1、阀体：作为阀门的外壳，阀体内部有一个介质通道，通常是圆筒形等截面的。对于较大口径的阀门，也可能采用阀座缩口设计，以减小零件尺寸和重量，同时降低密封面的加工难度。阀体通常用铸铁、铸钢、不锈钢等材料制成，以确保其强度和耐腐蚀性。2、阀盖：阀盖用于固定阀杆和阀瓣（或闸板），并保护阀杆和填料不受外界环境的影响。阀盖与阀体之间通常采用法兰连接，以确保连接的可靠性和密封性。3、闸板：闸板是阀门的启闭件，其运动方向与流体的方向相垂直。闸板可以是平行式或楔式的，平行式闸板的密封面与管道轴线相垂直，而楔式闸板的密封面则与垂直中心线成一定倾角。闸板通过阀杆的上下移动来控制流体的通断。4、阀杆：阀杆是连接手轮（或其他驱动装置）和闸板的传动件。当手轮转动时，阀杆会带动闸板上下移动，从而实现阀门的开启和关闭。阀杆通常采用不锈钢或合金钢等材料制成，以确保其强度和耐腐蚀性。此外，阀门还可能包括阀座、密封件、操作装置以及一些其他零件。

阀门阀体根据压力等级的不同有不同的机械生产制造方法，其中包括铸造、锻造等方法，传统工艺如铸造或焊接制造的阀体存在缺陷，如不耐高压、高温、腐蚀及疲劳，无法满足现代工业需求。传统流程中，阀体首先通过铸造制成铸件，随后进行精加工，包括表面打磨、密封面切削和开孔等，以制成最终产品。铸造的阀体铸件初始无法兰孔，需通过二次加工开孔。此前，需使用测量设备确定每个法兰孔的位置、相邻孔角度及数量，这一过程耗时费力，增加了人工成本与测量设备投入，进而提高了生产成本。

此外，采用铸造工艺制备阀门阀体会存在气孔、夹渣、裂纹等缺陷，而国内外石油化工企业所采用的易燃易爆高温高压阀门对阀体要求十分严格，通常工作压力达到100MPa以上，由于铸钢、铸铁阀门所造成的铸件缺陷，承压能力差，铸造阀体难以满足工程的需要。

高端行业如石油化工、核电、火电等对阀门质量有着更为严苛的要求，因此锻造阀门在这些领域中备受青睐，其产量与需求量逐年上升。然而，当前国内市场上大多锻造阀门采用自由锻技术，后续还需多道机械加工，导致生产效率低下，且机械加工会破坏金属纤维流线，影响产品性能。现有阀体锻造工艺复杂，材料利用率和生产效率低，不符合节能环保标准。传统模锻方法通常采用单向模锻工艺，包括下料、预锻、终锻和切边等步骤，其中预锻仅改变材料性能，终锻则实现单向受力下的成型。由于单向模锻的限制，只能加工变形比例较小的工件。对于锻钢法兰阀门，受限于热模锻工艺，传统上制造商会将阀体主体与法兰分别锻造后焊接，形成焊接结构法兰阀门。这种工艺因焊缝存在腐蚀风险，降低了阀体强度，并增加了无损检测工序。

综上所述，现有阀门的铸造及锻造工艺是一个复杂的过程，铸造工艺制备的阀门不能满足高压的应用场景，传统的锻造工艺不能直接实现具备三向空心孔且带法兰阀门阀体的一体化锻造成形，加工成本高，能耗高，浪费原材料。

针对以上技术问题，本发明提供了一种锻造形成的三向空心阀门阀体预制件及其加工设备和加工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种锻造三向空心阀门阀体预制件，包括阀体预制件本体，位于阀体单向（或者多向）端部的法兰，所述阀体预制件内部具有从阀体三个端部向阀体中间延伸的内孔，所述三个内孔是中空且未贯穿阀体，所述阀体预制件本体、所述单向（或者多向）法兰和三个内孔是通过锻造设备一体化加工直接成形。

一种加工所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，包括左墩挤缸、左墩挤法兰、左冲孔缸、左冲孔装置、右墩挤缸、右墩挤法兰、右冲孔缸、右冲孔装置、后墩挤缸、后墩挤法兰、后冲孔缸、后冲孔装置。

一种加工所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工工艺，包括以下步骤：

（1）将左墩挤法兰、左冲孔装置、右墩挤法兰、右冲孔装置、后墩挤法兰及后冲孔装置进行预热，预热至280-350℃；

（2）将水基石墨涂料喷涂左墩挤法兰、左冲孔装置、右墩挤法兰、右冲孔装置、后墩挤法兰及后冲孔装置；

（3）通过拉模装置将模具从框架机身的固定中梁中拉出，再通过开模装置将上模具抬起，拉模装置运行速度为50-200mm/s；

（4）将圆棒状坯料放入加热炉中加热至1200℃，将加热后的圆棒料坯料放入模具；

（5）通过开模装置放下上模具，拉模装置将模具送入框架机身的固定中梁内部压制工位，拉模装置运行速度为50-200mm/s；

（6）通过闸板装置对模具进行封挡，闸板装置下行速度为10-100mm/s；

（7）左墩挤法兰、左冲孔装置、右墩挤法兰、右冲孔装置、后墩挤法兰及后冲孔装置分别通过左墩挤缸、左冲孔缸、右墩挤缸、右冲孔缸、后墩挤缸及后冲孔缸驱动到接料位，运行速度为10-100mm/s；

（8）后墩挤缸驱动后墩挤法兰对圆棒状坯料进行墩挤；

（9）后冲孔缸驱动后冲孔装置对圆棒状坯料进行冲孔；

（10）左冲孔缸驱动左冲孔装置，右冲孔缸驱动右冲孔装置，同时对圆棒状坯料两端进行冲孔；

（11）左墩挤缸驱动左墩挤法兰，右墩挤缸驱动右墩挤法兰，同时对圆棒状坯料两端进行墩挤；

（12）左墩挤法兰、左冲孔装置、右墩挤法兰、右冲孔装置、后墩挤法兰及后冲孔装置分别通过左墩挤缸、左冲孔缸、右墩挤缸、右冲孔缸、后墩挤缸及后冲孔缸驱动退出模具，三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形；

（13）闸板装置上移退回到原位；

（14）通过拉模装置将模具从框架机身的固定中梁中拉出，再通过开模装置将上模具抬起，拉模装置运行速度为50-200mm/s；

（15）取出三向空心阀门阀体锻造预制件；

以上成形工艺完成；通过循环作业完成多次锻造。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明锻造三向空心阀门阀体预制件，采用加热棒料为坯料，一次锻造成形三向空心阀门阀体，锻造出的三向空心阀门阀体具有机械性能良好、加工余量小的特点，可大幅降低原材料成本。同时，这种锻造工艺，使得三向空心阀门阀体具有不间断的材料组织流线，在压应力的作用下使材料更加致密，避免铸造工艺制备阀门阀体存在的气孔、夹渣、裂纹等缺陷，可提高零件的疲劳寿命、抗压和抗弯扭强度，承压能力高。加工结构成熟、运行精度高、故障率低、调整简单。

2、本发明锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，其中加工设备利用三个方向的加工装置相配合，即通过左墩挤缸、左墩挤法兰、左冲孔缸、左冲孔装置、右墩挤缸、右墩挤法兰、右冲孔缸、右冲孔装置、后墩挤缸、后墩挤法兰、后冲孔缸、后冲孔装置，通过多向受力同时加工多个方向，可同时对三向空心阀门阀体预制件三向端部法兰及三个内孔及外形一次成形，不需要后续的车床、焊接等繁杂加工工序，采用这样的复合成形工艺避免了之前分步锻造成形多次加热的能源浪费、效率低下的缺陷，减少了三个内孔的加工工序，提高产品的生产效率，同时提高材料的利用率，降低产品的生产成本。本发明中的加工设备采用密闭式模具，在加工过程中处于封闭式环境，极大避免加工时材料飞边。

3、采用本发明得到的锻造三向空心阀门阀体预制件，根据加工的尺寸，定量往模具中添加原料，通过三个方向的高效率加工，从三个端部延伸到中间区域的三个中空内孔在锻造过程中完成了大部分的内孔加工过程，仅剩余小部分余料未贯穿，后续通过简单的传统工艺打穿即可。极大地减少后续加工制造中三向内孔的加工量，避免了热处理或机加工会造成的影响，比传统实心结构锻造件通过车床、冲床、铣床等的加工方式得到的内孔，极大减少了在穿孔工序上原材料的浪费。

附图说明

图1为本发明带有单个法兰的三向空心阀门阀体预制件剖面图；

图2为本发明带有单个法兰的三向空心阀门阀体预制件立体图；

图3为本发明带有双个法兰的三向空心阀门阀体预制件剖面图；

图4为本发明带有双个法兰的三向空心阀门阀体预制件立体图；

图5为本发明带有三个法兰的三向空心阀门阀体预制件剖面图；

图6为本发明带有三个法兰的三向空心阀门阀体预制件立体图；

图7为本发明带有单个法兰的三向空心阀门阀体剖面图；

图8为本发明带有单个法兰的三向空心阀门阀体预制件不同阻隔壁结构剖面图；

图9 为本发明三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形设备的立体图；

图10为本发明三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形设备的主视图；

图11为图10A-A的剖面图；

图12为图10B-B的剖面图；

图中：

1A-阀体预制件本体、1B-法兰、1C1-第一内孔、1C2-第二内孔、1C3-第三内孔、1D1-第一壁、1D2-第二壁、1D3-阻隔壁、2A-双法兰阀体预制件本体、2B1-右侧法兰一、2B2-左侧法兰一、3A-三法兰阀体预制件本体、3B1-顶端法兰、3B2-右侧法兰二、3B3-左侧法兰二；

1- 框架机身、2-左墩挤缸、3-左墩挤法兰、4-左冲孔装置、5-后墩挤缸、6-后墩挤法兰、7-后冲孔装置、8-闸板装置、8-1闸板油缸、8-2闸板、8-3 U型槽、9-开模装置、9-1开模油缸、9-2导柱、9-3开模板、9-4开模凸条、10-拉模装置、10-1导轨、10-2导轨凸条、10-3拉模连接件、10-4拉模油缸、11-左固定梁、12-左活动梁、13-固定中梁、14-后固定梁、15-后活动梁、16-拉杆、17-左冲孔缸、18-右墩挤缸、19-右冲孔缸、20-右墩挤法兰、21-右冲孔装置、22-右固定梁、23-右活动梁、24-后冲孔缸、25-上模具、26-下模具、27-坯料。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1和图2所示，一种锻造形成的三向空心阀门阀体预制件，包括阀体预制件本体1A，位于阀体预制件本体1A顶部端部的法兰1B，所述阀体预制件本体1A内部具有三个分别从阀体预制件本体1A第一端部、第二端部及第三端部向阀体预制件本体1A中间延伸的第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3，第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3未完全贯穿阀体本体，第一内孔1C1和第二内孔1C2之间锻造形成第一壁1D1,第一内孔1C1和第三内孔1C3之间锻造形成第二壁1D2，第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3内孔相互不连通，阀体预制件本体1A、法兰1B和第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3、第一壁1D1和第二壁1D2是通过锻造一体化加工直接成形。通过本发明的加工方式，阀体的承压能力大，阀体的优良性能可以应用在高压场景中，使用寿命增长。

如图3和图4所示，一种锻造形成的带有双个法兰的三向空心阀门阀体预制件，其主要包括双法兰阀体预制件本体2A、右侧法兰一2B1、左侧法兰一2B2，与图1、图2不同的在于，其具有两个法兰，其他结构基本相同。

如图5和图6所示，一种锻造形成的带有三个法兰的三向空心阀门阀体预制件，其主要包括三法兰阀体预制件本体3A、顶端法兰3B1、右侧法兰二3B2、左侧法兰二3B3，与图1、图2不同的在于，其具有三个法兰，其他结构基本相同。

无论阀门阀体是具有一个法兰、两个法兰还是三个法兰，本发明的阀体预制件本体、法兰和三个内孔都是通过锻造过程中一体化加工直接成形。在加工过程中，根据加工的尺寸，计算好需要的原料，优选情况下，为了保证锻造出来的阀体足够致密，能够形成良好的组织流线，避免缺陷，是采用盈余方式添加原料的，通过三个方向的高效率加工，从三个端部延伸到中间区域的三个中空内孔在锻造过程中完成了大部分的内孔加工过程，仅剩余小部分盈余原料在三个内孔之间形成未贯穿的阻隔壁，后续通过简单的传统工艺，例如冲床、车床、铣床等加工设备打穿即可，如图7所示，是将第一壁1D1和第二壁1D2通过机械加工去除后形成的内部完全贯穿的阀体。极大地减少后续加工制造中三向内孔的加工量，避免了热处理或机加工会造成的影响，相比在传统实心结构锻造件加工得到内孔的方式，极大减少了在穿孔工序上原材料的浪费，提高阀体的各方面性能和加工效率。

如图8所示，一种锻造形成的三向空心阀门阀体预制件的另外一种结构，其也包括第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3，其中第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3未完全贯穿阀体本体，第一内孔1C1、第二内孔1C2及第三内孔1C3相互之间形成阻隔壁1D3，使得第一内孔1C1、第二内孔1C2、第三内孔1C3内孔相互不连通。

如图9-12所示，一种三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形设备，包括框架机身1、左墩挤缸2、左墩挤法兰3、左冲孔缸17、左冲孔装置4、右墩挤缸18、右墩挤法兰20、右冲孔缸19、右冲孔装置21、后墩挤缸5、后墩挤法兰6、后冲孔缸24、后冲孔装置7、闸板装置8、开模装置9、拉模装置10及模具；左墩挤缸2、左墩挤法兰3、左冲孔缸17及左冲孔装置4与右墩挤缸18、右墩挤法兰20、右冲孔缸19及右冲孔装置21对称并同轴安装；后墩挤缸5、后墩挤法兰6、后冲孔缸24及后冲孔装置7同轴安装；框架机身1左端安装有左墩挤缸2，左墩挤缸2内安装有左冲孔缸17，左墩挤缸2驱动左墩挤法兰3墩挤，左冲孔缸17驱动左冲孔装置4冲孔；框架机身1右端安装有右墩挤缸18，右墩挤缸18内安装有右冲孔缸19，右墩挤缸18驱动右墩挤法兰20墩挤，右冲孔缸19驱动右冲孔装置21冲孔；框架机身1后端安装有后墩挤缸5，后墩挤缸5内安装有后冲孔缸24，后墩挤缸5驱动后墩挤法兰6墩挤，后冲孔缸24驱动后冲孔装置7冲孔。左墩挤缸2、左冲孔缸17、右墩挤缸18、右冲孔缸19、后墩挤缸5、后冲孔缸24均采用复合油缸结构，可分别动作实现墩挤及冲孔成形作业，分别设置墩挤及冲孔用位移尺，结合液压系统可对吨位及位置的精确闭环控制；左冲孔装置4、右冲孔装置21、后冲孔装置7内部均设有循环冷却水通路，实现对三向空心阀门阀体预制件的冲孔成形；左墩挤法兰3、右墩挤法兰20、后墩挤法兰6内部均采用空心法兰结构，内部采用中空用于冲孔杆通过，外侧用于三向空心阀门阀体预制件法兰的墩挤成形。

框架机身1中端的内部安装有模具，模具内放置坯料27，框架机身1中端的的前端上方安装有开模装置9，框架机身1中端的前端下方安装有拉模装置10，框架机身1中端的上端安装有闸板装置8，模具通过拉模装置10拉出或推进，并通过开模装置9打开或合上，通过闸板装置8径向限位。

框架机身1包括位于框架机身1左端的左固定梁11、连接在左固定梁11右端的左活动梁12、位于框架机身1中端的固定中梁13、位于框架机身1右端的右固定梁22、连接在右固定梁22左端的右活动梁23、位于框架机身1后端的后固定梁14、连接在后固定梁14前端的后活动梁15及拉杆16，左固定梁11、左活动梁12、固定中梁13、右固定梁22、右活动梁23、后固定梁14及后活动梁15之间均通过拉杆16连接，左固定梁11安装有左墩挤缸2；安装在左固定梁11上的左墩挤缸2驱动安装在左活动梁12右端的左墩挤法兰3墩挤，安装在左墩挤缸2内的左冲孔缸17驱动左冲孔装置4冲孔；安装在右固定梁22上的右墩挤缸18驱动安装在右活动梁23左端的右墩挤法兰20墩挤，安装在右墩挤缸18内的右冲孔缸19驱动右冲孔装置21冲孔；安装在后固定梁14上的后墩挤缸5驱动安装在后活动梁15前端的后墩挤法兰6墩挤，安装在后墩挤缸5内的后冲孔缸24驱动后冲孔装置7冲孔；固定中梁13内部安装有模具，模具内放置坯料27，固定中梁13前端上方安装有开模装置9，固定中梁13前端下方安装有拉模装置10，固定中梁13上端安装有闸板装置8，模具通过拉模装置10拉出或推进，并通过开模装置9打开或合上，通过闸板装置8径向限位。左固定梁11、左活动梁12、右固定梁22、右活动梁23、后固定梁14、后活动梁15均采用板焊结构，通过高强度锻件材质的拉杆16组成整体受力框架，均采用预应力超压进行预紧。

拉模装置10包括对称置于框架机身1固定中梁13的前端下方的导轨10-1，导轨10-1上端外侧置有导轨凸条10-2，与模具的下模具26的两端的凹槽活动连接，导轨10-1间置有拉模连接件10-3，拉模连接件10-3的一端连接安装在框架机身1固定中梁13的前端下方，并位于导轨10-1下端的拉模油缸10-4，拉模连接件10-3的另一端套装在模具的下模具26上，模具通过拉模油缸10-4驱动拉模连接件10-3带动模具在导轨10-1上拉出或者推进。

闸板装置8包括置于架机身1固定中梁13的上端的闸板油缸8-1，闸板油缸8-1驱动闸板8-2上下移动对模具进行径向限位封挡，可承受阀体成形锻造时的2500t作用力，闸板8-2中间置有倒 U型槽8-3，倒 U型槽8-3卡装在拉模装置10的拉模连接件10-3上。

开模装置9包括置于框架机身1固定中梁13的前端上方的开模油缸9-1，开模油缸9-1两端对称置有导柱9-2，导柱9-2下端连接有开模板9-3，开模板9-3两端对称置有开模凸条9-4，与模具的上模具25的两端的凹槽活动连接；开模油缸9-1驱动开模板9-3上下移动导柱9-2导向，带动模具的上模具25打开或合上，方便取放三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形工件。

本发明的工作原理：

开模装置9的开模油缸9-1驱动开模板9-3下移，将开模板9-3两端对称置有的开模凸条9-4下移至与上模具25两端的凹槽平行，拉模装置10的拉模油缸10-4驱动拉模连接件10-3带动模具向外移动，下模具26两端的凹槽与导轨10-1的导轨凸条10-2配合将模具拉出，同时，上模具25两端的凹槽与开模装置9的开模凸条9-4配合，开模装置9的开模油缸9-1驱动开模板9-3上移将上模具25打开，将坯料27放置下模具26中，开模装置9的开模油缸9-1驱动开模板9-3下移将上模具25放置在下模具26上，拉模装置10的拉模油缸10-4驱动拉模连接件10-3带动模具向内移动，将模具送至框架机身1的固定中梁13内，开模装置9的开模凸条9-4与上模具25两端的凹槽脱离，开模装置9的开模油缸9-1驱动开模板9-3上移恢复至原位，闸板装置8的闸板油缸8-1驱动闸板8-2下移，倒 U型槽8-3卡装在拉模装置10的拉模连接件10-3上对模具进行径向限位封挡，后墩挤缸5驱动后活动梁15带动后墩挤法兰6对坯料27进行墩挤，后冲孔缸24驱动后冲孔装置7对坯料27进行冲孔，左冲孔缸17和右冲孔缸19分别驱动左冲孔装置4和右冲孔装置21对坯料27进行冲孔，左墩挤缸2和右墩挤缸18分别驱动左墩挤法兰3和右墩挤法兰20对坯料27进行墩挤，三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形，闸板装置8的闸板油缸8-1驱动闸板8-2上移，拉模装置10拉出模具，开模装置9打开上模具25，取出三向空心阀门阀体锻造预制件工件。

一种锻造三向空心阀门阀体预制件一体化加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将左墩挤法兰3、左冲孔装置4、右墩挤法兰20、右冲孔装置21、后墩挤法兰6及后冲孔装置7进行预热，预热至280-350℃；

（2）将水基石墨涂料喷涂左墩挤法兰3、左冲孔装置4、右墩挤法兰20、右冲孔装置21、后墩挤法兰6及后冲孔装置7；

（3）通过拉模装置10将模具从框架机身1的固定中梁13中拉出，再通过开模装置9将上模具25抬起，拉模装置10运行速度为50-200mm/s；

（4）将圆棒状坯料27放入加热炉中加热至1200℃，将加热后的圆棒料坯料27放入模具；

（5）通过开模装置9放下上模具25，拉模装置10将模具送入框架机身1的固定中梁13内部压制工位，拉模装置10运行速度为50-200mm/s；

（6）通过闸板装置8对模具进行封挡，闸板装置8下行速度为10-100mm/s；

（7）左墩挤法兰3、左冲孔装置4、右墩挤法兰20、右冲孔装置21、后墩挤法兰6及后冲孔装置7分别通过左墩挤缸2、左冲孔缸17、右墩挤缸18、右冲孔缸19、后墩挤缸5及后冲孔缸24驱动到接料位，运行速度为10-100mm/s；

（8）后墩挤缸5驱动后墩挤法兰6对圆棒状坯料27进行墩挤；

（9）后冲孔缸24驱动后冲孔装置7对圆棒状坯料27进行冲孔；

（10）左冲孔缸17驱动左冲孔装置4，右冲孔缸19驱动右冲孔装置21，同时对圆棒状坯料27两端进行冲孔；

（11）左墩挤缸2驱动左墩挤法兰3，右墩挤缸18驱动右墩挤法兰20，同时对圆棒状坯料27两端进行墩挤；

（12）左墩挤法兰3、左冲孔装置4、右墩挤法兰20、右冲孔装置21、后墩挤法兰6及后冲孔装置7分别通过左墩挤缸2、左冲孔缸17、右墩挤缸18、右冲孔缸19、后墩挤缸5及后冲孔缸24驱动退出模具，三向空心阀门阀体锻造预制件一体化成形；

（13）闸板装置8上移退回到原位；

（14）通过拉模装置10将模具从框架机身1的固定中梁13中拉出，再通过开模装置9将上模具25抬起，拉模装置10运行速度为50-200mm/s；

（15）取出三向空心阀门阀体锻造预制件；

以上成形工艺完成；通过循环作业完成多次锻造。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (16)

1.一种锻造三向空心阀门阀体预制件，其特征在于：包括阀体预制件本体（1A）和1-3个法兰，所述阀体预制件本体（1A）包括第一端部、第二端部和第三端部；

当法兰数量为1时，所述法兰位于所述第一端部或者位于所述第二端部或者位于所述第三端部；当法兰数量为2时，两个法兰分别位于所述第一端部和所述第二端部或者分别位于所述第一端部和所述第三端部或者分别位于所述第二端部和所述第三端部；当法兰数量为3时，三个法兰分别位于所述第一端部、所述第二端部和所述第三端部；

所述阀体预制件本体（1A）内部具有三个分别从阀体预制件本体（1A）的所述第一端部、所述第二端部及所述第三端部向所述阀体预制件本体（1A）中间延伸的第一内孔（1C1）、第二内孔（1C2）、第三内孔（1C3），所述第一内孔（1C1）、所述第二内孔（1C2）、所述第三内孔（1C3）未完全贯穿阀体，与法兰同轴的内孔贯穿所述轴所在方向上的法兰，所述第一内孔（1C1）、所述第二内孔（1C2）、所述第三内孔（1C3）相互之间存在阻隔壁使得所述第一内孔（1C1）、所述第二内孔（1C2）、所述第三内孔（1C3）相互不连通，所述阀体预制件本体（1A）、所述法兰、所述第一内孔（1C1）、第二内孔（1C2）和第三内孔（1C3）是通过锻造一体化加工直接成形。

2.一种三向空心阀门阀体，由权利要求1所述的一种锻造三向空心阀门阀体预制件加工形成，其特征在于：将所述阻隔壁通过机械加工去除，使得所述第一内孔（1C1）、所述第二内孔（1C2）、所述第三内孔（1C3）连通，从而形成完全贯穿的阀体。

3.根据权利要求2所述的三向空心阀门阀体，其特征在于：所述机械加工的方式为车床加工或冲床加工或铣床加工。

4.一种加工权利要求1所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备包括后墩挤缸（5）、后墩挤法兰（6）、后冲孔缸（24）、后冲孔装置（7）。

5.根据权利要求4所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括左墩挤缸（2）、左墩挤法兰（3）、左冲孔缸（17）、左冲孔装置（4）、右墩挤缸（18）、右墩挤法兰（20）、右冲孔缸（19）、右冲孔装置（21）。

6.根据权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述左墩挤缸（2）、左墩挤法兰（3）、左冲孔缸（17）及左冲孔装置（4）与右墩挤缸（18）、右墩挤法兰（20）、右冲孔缸（19）及右冲孔装置（21）对称并同轴安装；所述后墩挤缸（5）、后墩挤法兰（6）、后冲孔缸（24）及后冲孔装置（7）同轴安装。

7.根据权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括框架机身（1），所述框架机身（1）左端安装有左墩挤缸（2），所述左墩挤缸（2）内安装有左冲孔缸（17），所述左墩挤缸（2）驱动左墩挤法兰（3）墩挤，所述左冲孔缸（17）驱动左冲孔装置（4）冲孔；所述框架机身（1）右端安装有右墩挤缸（18），所述右墩挤缸（18）内安装有右冲孔缸（19），所述右墩挤缸（18）驱动右墩挤法兰（20）墩挤，所述右冲孔缸（19）驱动右冲孔装置（21）冲孔；所述框架机身（1）后端安装有后墩挤缸（5），所述后墩挤缸（5）内安装有后冲孔缸（24），所述后墩挤缸（5）驱动后墩挤法兰（6）墩挤，所述后冲孔缸（24）驱动后冲孔装置（7）冲孔。

8.根据权利要求7所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述框架机身（1）包括位于框架机身（1）左端的左固定梁（11）、连接在左固定梁（11）右端的左活动梁（12）、位于框架机身（1）中端的固定中梁（13）、位于框架机身（1）右端的右固定梁（22）、连接在右固定梁（22）左端的右活动梁（23）、位于框架机身（1）后端的后固定梁（14）、连接在后固定梁（14）前端的后活动梁（15）及拉杆（16），所述左固定梁（11）、左活动梁（12）、固定中梁（13）、右固定梁（22）、右活动梁（23）、后固定梁（14）及后活动梁（15）之间均通过拉杆（16）连接，所述左固定梁（11）安装有左墩挤缸（2）；安装在左固定梁（11）上的左墩挤缸（2）驱动安装在左活动梁（12）右端的左墩挤法兰（3）墩挤，安装在左墩挤缸（2）内的左冲孔缸（17）驱动左冲孔装置（4）冲孔；安装在右固定梁（22）上的右墩挤缸（18）驱动安装在右活动梁（23）左端的右墩挤法兰（20）墩挤，安装在右墩挤缸（18）内的右冲孔缸（19）驱动右冲孔装置（21）冲孔；安装在后固定梁（14）上的后墩挤缸（5）驱动安装在后活动梁（15）前端的后墩挤法兰（6）墩挤，安装在后墩挤缸（5）内的后冲孔缸（24）驱动后冲孔装置（7）冲孔；

所述固定中梁（13）内部安装有模具，模具内放置坯料（27），所述固定中梁（13）前端上方安装有开模装置（9），所述固定中梁（13）前端下方安装有拉模装置（10），所述固定中梁（13）上端安装有闸板装置（8），模具通过所述拉模装置（10）拉出或推进，并通过开模装置（9）打开或合上，通过闸板装置（8）径向限位。

9.根据权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括拉模装置（10），所述拉模装置（10）包括对称置于框架机身（1）中端的前端下方的导轨（10-1），所述导轨（10-1）上端外侧置有导轨凸条（10-2），与模具的下模具（26）的两端的凹槽活动连接，所述导轨（10-1）间置有拉模连接件（10-3），拉模连接件（10-3）的一端连接安装在框架机身（1）中端的前端下方，并位于导轨（10-1）下端的拉模油缸（10-4），拉模连接件（10-3）的另一端套装在模具的下模具（26）上，模具通过拉模油缸（10-4）驱动拉模连接件（10-3）带动模具在导轨（10-1）上拉出或者推进。

10.根据权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括闸板装置（8），所述闸板装置（8）包括置于架机身（1）中端的上端的闸板油缸（8-1），所述闸板油缸（8-1）驱动闸板（8-2）上下移动对模具进行径向限位，所述闸板（8-2）中间置有倒 U型槽（8-3），所述倒 U型槽（8-3）卡装在拉模装置（10）上。

11.根据权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括开模装置（9），所述开模装置（9）包括置于框架机身（1）中端的前端上方的开模油缸（9-1），所述开模油缸（9-1）两端对称置有导柱（9-2），所述导柱（9-2）下端连接有开模板（9-3），所述开模板（9-3）两端对称置有开模凸条（9-4），与模具的上模具（25）的两端的凹槽活动连接；所述开模油缸（9-1）驱动开模板（9-3）上下移动，带动模具的上模具（25）打开或合上。

12.一种加工权利要求1所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，利用权利要求5所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的一体化加工设备，其特征在于：包括以下步骤：

左墩挤法兰（3）、左冲孔装置（4）、右墩挤法兰（20）、右冲孔装置（21）、后墩挤法兰（6）及后冲孔装置（7）分别通过左墩挤缸（2）、左冲孔缸（17）、右墩挤缸（18）、右冲孔缸（19）、后墩挤缸（5）及后冲孔缸（24）驱动到接料位；

后墩挤缸（5）驱动后墩挤法兰（6）对坯料（27）进行墩挤；

后冲孔缸（24）驱动后冲孔装置（7）对坯料（27）进行冲孔；

左冲孔缸（17）驱动左冲孔装置（4），右冲孔缸（19）驱动右冲孔装置（21），同时对坯料（27）两端进行冲孔；

左墩挤缸（2）驱动左墩挤法兰（3），右墩挤缸（18）驱动右墩挤法兰（20），同时对坯料（27）两端进行墩挤；

左墩挤法兰（3）、左冲孔装置（4）、右墩挤法兰（20）、右冲孔装置（21）、后墩挤法兰（6）及后冲孔装置（7）分别通过左墩挤缸（2）、左冲孔缸（17）、右墩挤缸（18）、右冲孔缸（19）、后墩挤缸（5）及后冲孔缸（24）驱动退出模具，三向空心阀门阀体预制件一体化锻造成形。

13.根据权利要求12所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，其特征在于：还包括以下预处理步骤：将左墩挤法兰（3）、左冲孔装置（4）、右墩挤法兰（20）、右冲孔装置（21）、后墩挤法兰（6）及后冲孔装置（7）进行预热；将涂料喷涂左墩挤法兰（3）、左冲孔装置（4）、右墩挤法兰（20）、右冲孔装置（21）、后墩挤法兰（6）及后冲孔装置（7）。

14.根据权利要求12所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，其特征在于：还包括前拉模开模步骤：通过拉模装置（10）将模具从框架机身（1）的固定中梁（13）中拉出，再通过开模装置（9）将上模具（25）抬起；将坯料（27）放入加热炉中加热，将加热后的坯料（27）放入模具；通过开模装置（9）放下上模具（25），拉模装置（10）将模具送入框架机身（1）的固定中梁（13）内部压制工位， 通过闸板装置（8）对模具进行封挡。

15.根据权利要求12所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，其特征在于：在对坯料（27）两端进行墩挤之后还包括后拉模开模步骤：闸板装置（8）上移退回到原位；通过拉模装置（10）将模具从框架机身（1）的固定中梁（13）中拉出，再通过开模装置（9）将上模具（25）抬起；取出三向空心阀门阀体预制件。

16.根据权利要求12所述的锻造三向空心阀门阀体预制件的加工方法，其特征在于：通过循环作业完成多次锻造。