CN110682055B - 一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，按以下步骤加工：1)锻压；2)翻边；3)旋压。步骤1)的预处理步骤：11)制坯；12)加热。步骤3)的预处理步骤：31)加热。本发明结合锻压翻边技术和旋压技术加工薄壁高颈法兰，提高材料的利用率，保证了金属流线的完整性，具有较高的力学性能。选择合适厚度的板材，对于不同的法兰盘厚度可以通过锻压直接成型，对于不同的法兰颈厚度可以通过旋压直接成型，降低加工余量，节约了生产成本。法兰尺寸精确，机械加工余量小、效率高、周期短，能明显提高市场竞争力。

Description

一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法
技术领域
本发明属于法兰成型技术领域，具体是涉及一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法。
背景技术
薄壁高颈法兰是常用的机械连接零件，该零件的主要特征是法兰盘和法兰颈部壁厚悬殊比较大，颈部壁厚较薄且尺寸长，造成成型难度较大。对于法兰的制造，常用的方式为制造成锻件毛坯，然后机械加工。材料利用率非常低，同时经过大余量的机械加工，切断了金属流线，降低了产品的使用寿命和综合性能，且制造周期长。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，结合锻压翻边技术和旋压技术，提高材料的利用率，金属流线随产品形状分布，综合性能较好。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，该方法包括如下步骤：
S1、锻压：将坯料放入下模的沉孔中，启动液压机，下模固定不动，冲头向下运动，压边圈在弹簧弹力的作用下对法兰坯料进行锻压，直到压边圈与下模接触，压边圈与下模共同夹持住坯料；
S2、翻边：冲头继续向下运动，通过导引孔，导引孔在冲头的作用下逐渐增大，导引孔周边材料沿冲头外圈向下模内孔孔壁翻转，完成坯料翻边，获得翻边坯料；
S3、旋压：将翻边坯料固定在旋压机心轴上，启动旋压机，在旋压机心轴的带动下翻边坯料开始转动，旋压轮边旋转边做直线运动，经过多轮旋压，将材料挤入翻边时产生的折弯圆角与旋压机心轴之间的间隙并填充满，同时颈部壁厚变薄，外径变小，颈部变长，尺寸到位后，关闭旋压机，得到薄壁高颈法兰。
步骤S1中坯料放入下模前的预处理包括如下步骤：
S11、制坯：选用厚度均匀的板材，并将板材按尺寸要求进行切割，切割后在板坯中心加工出导引孔，获得坯料。
步骤S11制坯后包括如下步骤：
S12、加热：将S11步骤中获得的坯料放入加热炉中加热至1150℃～1180℃。
步骤S3中翻边坯料固定在旋压机心轴前的预处理包括如下步骤：
S31、加热：将S2步骤中获得的翻边坯料放入加热炉中加热至800℃～900℃。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明结合锻压翻边技术和旋压技术加工薄壁高颈法兰，提高材料的利用率，保证了金属流线的完整性，具有较高的力学性能。选择合适厚度的板材，对于不同的法兰盘厚度可以通过锻压直接成型，对于不同的法兰颈厚度可以通过旋压直接成型，降低加工余量，节约了生产成本。法兰尺寸精确，机械加工余量小、效率高、周期短，能明显提高市场竞争力。
附图说明
图1是本发明的法兰板锻成型的模具结构示意图；
图2是本发明法兰锻压翻边过程的示意图；
图3是本发明法兰旋压过程的示意图；
图4是本发明法兰成型完成后的示意图。
图中：1-下模，2-坯料，3-压边圈，4-压缩弹簧，5-冲头，6-旋压机心轴，7-翻边坯料，8-旋压轮，11-沉孔，31-通孔，32-台阶孔，51-环形台阶，52-斜面。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，一种薄壁高颈法兰的板锻成型模具，包括下模1和上模组件，上模组件包括压边圈3、压缩弹簧4、冲头5，压边圈3中心设置有垂直的通孔31，通孔31上设置有内置的台阶孔32，冲头5***通孔31，冲头5上设置有环形台阶51，环形台阶51限制在台阶孔32内，环形台阶51和台阶孔32下底面之间设置有压缩弹簧4，压缩弹簧4套在冲头5上。
所述冲头5下端设置有斜面52，斜面52与冲头5的下端面连接处设置有圆角，在冲压过程中引导坯料2顺利完成翻边工序。
所述下模座1中心设置有贯通的内孔，且下模座1内孔与冲头5的配合间隙公差为±0.005mm，锻件内孔直接成型，免去后续加工工序。
下模1的内孔上端开口处设置有沉孔11，下模1的内孔与沉孔11底连接处设置有圆角，圆角在坯料2翻边时提供支撑，同时提供坯料2一定的弯折半径，保证金属流线的连续性。沉孔11高度小于坯料2的厚度，保证坯料2在成型过程中能够被稳定地夹持住，保证法兰锻件加工精度。
一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，该方法包括如下步骤：
S1、锻压：如图1所示，将坯料2放入下模1的沉孔11中，启动液压机，下模1固定不动，冲头5向下运动，压边圈3在弹簧弹力的作用下对坯料2进行锻压，直到压边圈与下模1接触，压边圈3与下模1共同夹持住坯料2；
S2、翻边：如图2所示，冲头5继续向下运动，通过导引孔，导引孔在冲头5的作用下逐渐增大，导引孔周边材料沿冲头5外圈向下模1内孔孔壁翻转，完成坯料2翻边，获得翻边坯料7；
S3、旋压：如图3所示，将翻边坯料7固定在旋压机心轴6上，启动旋压机，在旋压机心轴6的带动下翻边坯料7开始转动，旋压轮8边旋转边做直线运动，经过多轮旋压，将材料挤入翻边时产生的折弯圆角与旋压机心轴6之间的间隙并填充满，同时颈部壁厚变薄，外径变小，颈部变长，尺寸到位后，关闭旋压机，得到如图4所示的薄壁高颈法兰。
步骤S1中坯料2放入下模1前的预处理包括如下步骤：
S11、制坯：选用厚度均匀的板材，并将板材按尺寸要求进行切割，切割后在板坯中心加工出导引孔，获得坯料2。
步骤S11制坯后包括如下步骤：
S12、加热：将S11步骤中获得的坯料2放入加热炉中加热至1150℃～1180℃。
步骤S3中翻边坯料7固定在旋压机心轴6前的预处理包括如下步骤：
S31、加热：将S2步骤中获得的翻边坯料7放入加热炉中加热至800℃～900℃。
本发明提供的一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，结合锻压翻边技术和旋压技术加工薄壁高颈法兰，提高材料的利用率，保证了金属流线的完整性，具有较高的力学性能。选择合适厚度的板材，对于不同的法兰盘厚度可以通过锻压直接成型，对于不同的法兰颈厚度可以通过旋压直接成型，降低加工余量，节约了生产成本。法兰尺寸精确，机械加工余量小、效率高、周期短，能明显提高市场竞争力。

Claims (4)

1.一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、锻压：将坯料放入下模的沉孔中，启动液压机，下模固定不动，冲头向下运动，压边圈在弹簧弹力的作用下对法兰坯料进行锻压，直到压边圈与下模接触，压边圈与下模共同夹持住坯料；
S2、翻边：冲头继续向下运动，通过导引孔，导引孔在冲头的作用下逐渐增大，导引孔周边材料沿冲头外圈向下模内孔孔壁翻转，完成坯料翻边，获得翻边坯料；
S3、旋压：将翻边坯料固定在旋压机心轴上，启动旋压机，旋压轮边旋转边做直线运动，经过多轮旋压，将材料挤入翻边时产生的折弯圆角与旋压机心轴之间的间隙并填充满，同时颈部壁厚变薄，颈部变长，尺寸到位后，关闭旋压机，得到薄壁高颈法兰。
2.如权利要求1所述的一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，其特征在于，步骤S1中坯料放入下模前的预处理包括如下步骤：
S11、制坯：选用厚度均匀的板材，并将板材按尺寸要求进行切割，切割后在板坯中心加工出导引孔，获得坯料。
3.如权利要求2所述的一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，其特征在于，步骤S11制坯后包括如下步骤：
S12、加热：将S11步骤中获得的坯料放入加热炉中加热至1150℃～1180℃。
4.如权利要求1所述的一种薄壁高颈法兰的板锻旋压复合成型方法，其特征在于，步骤S3中翻边坯料固定在旋压机心轴前的预处理包括如下步骤：
S31、加热：将S2步骤中获得的翻边坯料放入加热炉中加热至800℃～900℃。
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