一种大口径高颈法兰成形模具和方法技术

本发明专利技术属于大口径高颈法兰生产技术领域，具体涉及一种大口径高颈法兰成形模具和方法，所述大口径高颈法兰成形模具的纵向截面为倒置的凸字形；利用大口径高颈法兰成形模具对马杠上的环形坯料进行锻造，一次可得到两件大口径高颈法兰半成品；相比现有技术，(1)本发明专利技术利用大口径高颈法兰成形模具对马架上的环形坯料进行锻压加工，充分利用锻造对金属材料组织和性能的改善作用；(2)在利用大口径高颈法兰的半成品机加工成品大口径高颈法兰时，去除的金属量大大减小；(3)大口径高颈法兰成形模具和环形坯料配合，一次可加工得到两件大口径高颈法兰的半成品，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种大口径高颈法兰成形模具和方法


[0001]本专利技术属于大口径高颈法兰生产
，具体涉及一种大口径高颈法兰成形模具和方法。

技术介绍

[0002]法兰作为装备系统轴管连接关键零件应用广泛，一般分为平板法兰和带颈法兰两大类。带颈法兰的传统生产方式为机加工法、铸造法及锻造成形法等。
[0003]铸造法加工的法兰存在组织粗大、疏松等问题，导致性能不足；机加工法存在效率低材耗高等问题，同时机加工切断了法兰盘与法兰颈过渡处的金属流线，严重削弱了产品的力学性能。
[0004]采用模锻成形法制造带颈法兰，具有锻件性能好、效率高、材耗少等诸多优势，在高端领域具有显著的竞争优势。然而，对于大口径薄壁高颈法兰，如不但成形设备吨位高，同时薄壁高颈结构使得模锻成形充填也十分困难，因此，大口径的薄壁高颈法兰目前无法采用模锻成形法进行生产。
[0005]另外对于大口径薄壁高颈法兰，需要对加工成形的筒形件切除颈部大量多余的材料，如图6所示(图6中虚线外侧部分为加工掉的部分)，带来材料的严重浪费且切削加工切断了法兰盘与颈部过渡处金属流线，降低了其力学性能和耐腐蚀性能等。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述的问题，提供了一种大口径高颈法兰成形模具和方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种大口径高颈法兰成形模具，所述大口径高颈法兰成形模具的纵向截面为倒置的凸字形；所述大口径高颈法兰成形模具包括上部的基座和下部的凸起部。
[0008]一种大口径高颈法兰成形方法，包括以下步骤：步骤一制作所述的大口径高颈法兰成形模具，所述凸起部的长度等于成品高颈法兰的颈部长度的两倍，所述凸起部的高度等于成品高颈法兰的颈部和法兰盘的半径差；步骤二将所述大口径高颈法兰成形模具安装在油压机的活塞杆下端；同时在大口径高颈法兰成形模具下方安装锻造工具马杠，所述马杠包括扩孔芯棒和马架；步骤三将环形坯料套设在扩孔芯棒上且处于大口径高颈法兰成形模具的正下方，所述环形坯料的长度等于成品高颈法兰长度的两倍，所述环形坯料的体积大于成品高颈法兰体积的两倍；步骤四启动油压机，油压机的活塞杆带动大口径高颈法兰成形模具对扩孔芯棒上的环形坯料进行锻压，且锻压过程中将环形坯料转动多圈；在锻压过程中，环形坯料的整体壁厚减小，同时大口径高颈法兰成形模具在环形坯料上加工出颈部和法兰盘，得到大口径高颈法兰的半成品；步骤五将锻造后的半成品沿着长度中线进行分切，得到两个大口径高颈法兰的半
成品；步骤六对大口径高颈法兰的半成品进行机加工，得到大口径高颈法兰的成品。
[0009]作为优选，步骤三中所述环形坯料的壁厚为成品高颈法兰的法兰盘壁厚的1.5
‑
2.0倍。
[0010]作为优选，所述扩孔芯棒最大直径为环形坯料内圈直径的80%；所述扩孔芯棒的最小直径为大口径高颈法兰的半成品内圈直径的30%；当所述扩孔芯棒的直径小于大口径高颈法兰的半成品内圈直径的30%，更换直径更大的扩孔芯棒。
[0011]作为优选，所述步骤四中大口径高颈法兰成形模具的运动包括下压和回程，在所述回程时外部机械臂夹持环形坯料转动一定角度；当所述环形坯料转动一圈后，完成一个圈次的扩孔成形。
[0012]作为优选，步骤四中将环形坯料转动四圈，进行四个圈次的扩孔成形。
[0013]作为优选，前两圈次扩孔成形中每次坯料旋转角度为15
°
，后两圈次扩孔成形中每次坯料旋转角度为10
°
。
[0014]作为优选，步骤四中经过多圈次的扩孔成形加工，所述环形坯料长度方向中间部分的壁厚减小30
‑
70%。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：(1)本专利技术利用大口径高颈法兰成形模具对马架上的环形坯料进行锻压加工，充分利用锻造对金属材料组织和性能的改善作用；(2)大口径高颈法兰成形模具和环形坯料配合，一次可加工得到两件大口径高颈法兰的半成品，节省了材料和工时；(3)在利用大口径高颈法兰的半成品机加工成品大口径高颈法兰时，去除的金属量大大减小。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1提供的大口径高颈法兰成形方法的示意图；图2为实施例1在大口径高颈法兰成形方法步骤四中坯料形态变化图；图3为实施例1中加工得到的成品大口径高颈法兰示意图；图4为加工过程中大口径高颈法兰成形模具、马杠和坯料示意图；图5为实施例2中加工得到的成品大口径高颈法兰示意图；图6为现有技术中由筒形件机加工大口径高颈法兰示意图。
[0017]附图标记说明：1—扩孔芯棒，2—马架，3—大口径高颈法兰成形模具，4—法兰盘，5—颈部。
具体实施方式
[0018]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体
实施例的限制。
[0020]实施例1下面结合附图1
‑
6对本专利技术作进一步的描述，现有技术中对于大口径薄壁高颈法兰，需要对加工成形的筒形件切除颈部大量多余的材料，如图6所示(图6中虚线外侧部分为加工掉的部分)，带来材料的严重浪费且切削加工切断了法兰盘与颈部过渡处金属流线，降低了其力学性能和耐腐蚀性能等。
[0021]本专利技术的一种大口径高颈法兰成形模具，如图4所示，大口径高颈法兰成形模具3的纵向截面为倒置的凸字形；大口径高颈法兰成形模具3包括上部的基座和下部的凸起部。
[0022]一种大口径高颈法兰成形方法，包括以下步骤：步骤一制作上述的大口径高颈法兰成形模具3，凸起部的长度(400mm)等于成品高颈法兰的颈部5长度的两倍，凸起部的高度(50mm)等于成品高颈法兰的颈部5和法兰盘4的半径差；步骤二如图1和4所示，将大口径高颈法兰成形模具3安装在油压机的活塞杆下端；同时在大口径高颈法兰成形模具3下方安装锻造工具马杠，马杠包括扩孔芯棒1和马架2；步骤三将环形坯料(长度520mm,内径160mm，外径600mm，壁厚220mm)套设在扩孔芯棒1上(初始扩孔芯棒1的直径为125mm)且处于大口径高颈法兰成形模具3的正下方，环形坯料的长度等于成品高颈法兰长度(260mm)的两倍，环形坯料的体积大于成品高颈法兰体积的两倍(考虑后续的机加工有一定的加工量)；步骤四启动油压机，油压机的活塞杆带动大口径高颈法兰成形模具3对扩孔芯棒1上的环形坯料进行锻压，且锻压过程中将环形坯料转动多圈；在锻压过程中，环形坯料的整体壁厚减小、直径增大，同时大口径高颈法兰成形模具3在环形坯料上加工出颈部5和法兰盘4，得到大口径高颈法兰的半成品，如图2中(a)
‑
(e)所示；步骤五将锻造后的半成品沿着长度中线进行分切，得到两个大口径高颈法兰的半成品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径高颈法兰成形模具，其特征在于，所述大口径高颈法兰成形模具(3)的纵向截面为倒置的凸字形；所述大口径高颈法兰成形模具(3)包括上部的基座和下部的凸起部。2.一种大口径高颈法兰成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一制作权利要求1所述的大口径高颈法兰成形模具(3)，所述凸起部的长度等于成品高颈法兰的颈部(5)长度的两倍，所述凸起部的高度等于成品高颈法兰的颈部(5)和法兰盘(4)的半径差；步骤二将所述大口径高颈法兰成形模具(3)安装在油压机的活塞杆下端；同时在大口径高颈法兰成形模具(3)下方安装锻造工具马杠，所述马杠包括扩孔芯棒(1)和马架(2)；步骤三将环形坯料套设在扩孔芯棒(1)上且处于大口径高颈法兰成形模具(3)的正下方，所述环形坯料的长度等于成品高颈法兰长度的两倍，所述环形坯料的体积大于成品高颈法兰体积的两倍；步骤四启动油压机，油压机的活塞杆带动大口径高颈法兰成形模具(3)对扩孔芯棒(1)上的环形坯料进行锻压，且锻压过程中将环形坯料转动多圈；在锻压过程中，环形坯料的整体壁厚减小，同时大口径高颈法兰成形模具(3)在环形坯料上加工出颈部(5)和法兰盘(4)，得到大口径高颈法兰的半成品；步骤五将锻造后的半成品沿着长度中线进行分切，得到两个大口径高颈法兰的半成品；步骤六对大口径高颈法兰的半成品进行机加工，得到大口径高颈法兰的成品。3.根据权利要求2所述的大口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉弟，王广春，亓效刚，刘洪勇，
申请(专利权)人：山东瑞烨新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：