一種小圓角等壁厚法蘭製造方法
2023-05-30 05:20:11
一種小圓角等壁厚法蘭製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，它包括以下步驟：S1、採用擴口旋壓工藝完成法蘭預成形工作；S2、採用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直於筒體，並完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；S3、採用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內壁間倒角成形；S4、採用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；S5、依據規格要求，完成後續機械加工。本發明的有益效果是：利用冷旋壓工藝方法實現小圓角等壁厚法蘭的成形，產品質量好，材料利用率高，生產效率高，節約能源。
【專利說明】一種小圓角等壁厚法蘭製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及法蘭零件加工【技術領域】，特別是一種小圓角等壁厚法蘭製造方法。
【背景技術】
[0002]法蘭零件是機械製造中的一種常見零件，隨著科學技術的發展其應用日益廣泛，目前已經涉及航空、航天、汽車、核工業、重型機械、壓力容器等諸多應用領域。
[0003]目前，法蘭零件的加工製造方法主要是法蘭與筒體分段焊接和利用壓力機熱擴口、翻邊成形法蘭兩種方法，工藝不足如下:1.利用法蘭與筒體分段焊接獲得法蘭零件的主要工藝缺點為:(a)焊縫處存在焊接應力和焊接變形，法蘭精度較低；(b)焊接獲得的法蘭疲勞性較差，焊縫性能檢測也較為繁瑣；(C)法蘭相對於筒體垂直度難以保證；(d)生產效率較低；(e)材料利用率較為低下。2.利用壓力機熱擴口、翻邊成形法蘭的主要工藝缺點為:(a)法蘭熱加工能耗高，操作不方便，效率較低，產品一致性也較差；(b)成形後法蘭壁厚不可控，飛邊較大，材料浪費嚴重；(C)鈑金成形方法獲得的法蘭圓角較大，精度較差，甚至不能滿足某些零件設計要求；(d)成形工藝力較大，設備噸位要求較高。
[0004]為了克服以上缺點，近期某些企業轉為採取由鋼廠定製型鋼的方式實現該類零件成形，但由於其採購成本較高、周期靈活性差、經營風險較高等不足，未能得到推廣應用。
[0005]旋壓是一種精確塑性成形加工工藝，利用旋壓方法成形該類零件具有成形精度高、材料利用率高、能耗低、操作簡單、生產效率高、產品一致性好以及成形後零件的組織和機械性能得到改善等諸多優點，而備受國外青睞。國內目前尚且沒有將旋壓工藝應用到小圓角等壁厚法蘭製造領域的嘗試或研究，因此本發明將解決採用旋壓工藝獲得小圓角等壁厚法蘭的核心技術問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種材料利用率高、能耗低、操作簡單、生產效率高、成形精度高、產品一致性好的小圓角等壁厚法蘭製造方法。
[0007]本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，它包括以下步驟:
51、採用擴口旋壓工藝完成法蘭預成形工作；
52、採用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直於筒體，並完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；
53、採用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內壁間倒角成形；
54、採用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；
55、依據規格要求，完成後續機械加工。
[0008]上述步驟SI?S4整個步驟使用一組旋輪完成。
[0009]上述步驟S5中機械加工是利用車床僅對法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進行機械加工。
[0010]本發明具有以下優點:本發明將旋壓工藝應用到小圓角等壁厚法蘭的生產製造中，利用冷旋壓工藝方法實現小圓角等壁厚法蘭的成形，打破了傳統法蘭零件成形過程中的法蘭區及圓角區壁厚不可控制的缺點，提出了高精度法蘭零件成形工藝新方法，
本發明加工的產品質量好:法蘭外端面平整度好且壁厚較為一致、法蘭圓角小、成形精度高，產品一致性好，成形後零件的組織和機械性能得到改善，與傳統工藝相比，產品質量大大提聞;
本發明材料利用率高:法蘭外端面可通過旋壓滿足圖紙要求，需機械加工尺寸僅限於裝配尺寸以及法蘭外緣、法蘭背面等結構尺寸，加工餘量小，材料利用率高；
本發明生產效率高:本發明採用冷旋壓工藝獲得小圓角等壁厚法蘭，操作簡單，生產工序大為簡化，旋壓加工節拍快，生產效率高；
本發明節約能源:本發明使用冷加工方式獲得小圓角等壁厚法蘭，克服了傳統熱加工能耗高等缺點，節約了大量能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為小圓角等壁厚法蘭的結構示意圖
圖2為本發明採用的法蘭成形模具的結構示意圖
圖中，1-法蘭成形旋輪，2-法蘭成形模具套，3-壓塊，4-內置退料板，5-退料拉板，6-內六角圓柱頭螺釘，7-內六角圓柱頭螺釘。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的描述，本發明的保護範圍不局限於以下所述:
一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，它包括以下步驟:
51、採用擴口旋壓工藝完成法蘭預成形工作；
52、採用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直於筒體，並完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；
53、採用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內壁間倒角成形；
54、採用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；
55、依據規格要求，完成後續機械加工。
[0013]上述步驟SI?S4整個步驟使用一組旋輪完成，使旋壓工序大大簡化。具體而言，旋輪形狀為大圓角旋輪，進給率一般在0.5^4.5mm/r之間；
上述步驟S5中機械加工主要是針對裝配尺寸以及法蘭邊緣、筒體端頭餘料等，利用車床僅對法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進行機械加工。
[0014]本實施例中目標產品材料為Q345B，結構尺寸如圖1所示，其中法蘭盤與筒體內壁間倒角半徑R為5?10mm，法蘭盤與筒體外表面間倒角半徑R 』為3?8mm，加工工序為「下料-擴整校形-法蘭旋壓-機械加工」。
[0015]採用的原料圓管長度為12m,圓管內徑為Φ 700mm,壁厚為22mm。下料過程在鋸床上切割完成，依據零件尺寸由體積不變規律確定切割後坯料長度為240mm。
[0016]在壓力機上利用校形模具對坯料內孔進行擴整校形，控制校形後內徑範圍為Φ 722mm?Φ 723.5mm 之間。
[0017]法蘭成形模具關鍵部件及結構如圖2所示，包括法蘭成形旋輪1、法蘭成形模具套2、壓塊3、內置退料板4、退料拉板5、內六角圓柱頭螺釘6 (GB70 M16X 50)、內六角圓柱頭螺釘7 (GB70 M20X 100)，以及主軸法蘭盤、毛坯夾頭、旋輪軸等。其中，法蘭成形旋輪I通過旋輪軸與旋輪座連接，法蘭成形模具套2通過主軸法蘭盤與設備主軸連接，壓塊3通過毛坯夾頭與設備拉緊油缸連接，內置退料板4與退料拉板5裝配在毛坯夾頭與法蘭成形模具套2之間。本設備採用西門子840D控制系統，通過伺服驅動旋輪座實現法蘭成形旋輪I的徑向進給運動，通過伺服驅動主軸實現法蘭成形模具套2的軸向進給運動及轉動，通過驅動液壓拉緊油缸實現毛坯夾頭對坯料的夾緊與鬆開。
[0018]基於成本等因素考慮，目前上下料過程均採用懸臂吊車輔助完成。上料時，首先驅動液壓拉緊油缸至鬆開狀態，利用懸臂吊車將毛坯吊裝到合適位置，通過尾頂將毛坯推進法蘭成形模具套2後，驅動液壓油缸至夾緊狀態。
[0019]毛坯裝夾的位置是通過內置退料板4與退料拉板5的限位作用自動實現，同心度則是依靠法蘭成形模具套2與壓塊3 二者保證，旋壓之前不需再行調節。
[0020]零件法蘭加工過程採用全自動程序控制，通過擴口-翻邊-鏟旋-回程的工藝路徑，通過擴口完成預成形工作，通過翻邊使法蘭基本垂直於筒體並通過法蘭成形模具套2完成IT成形，通過鏟旋填充法蘭內部小圓角R，通過回程控制法蘭厚度基本為等厚度。整個步驟均採用法蘭成形旋輪I完成，旋輪尺寸為直徑Φ 300mm圓角R40，其中擴口、翻邊、鏟旋進給比為2.15mm/r,回程進給比為lmm/r。成形後法蘭邊緣餘量為5飛mm，壁厚為17.4?17.8臟。
[0021]下料時，驅動液壓拉緊油缸至鬆開狀態，通過液壓拉緊油缸推進(毛坯夾頭彈簧同時復位)將零件推出後，再利用懸臂吊車完成下料。
[0022]最終根據工藝圖紙的規格要求，利用車床僅對法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進行機械加工，獲得合格產品。
【權利要求】
1.一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，其特徵在於:它包括以下步驟: 51、採用擴口旋壓工藝完成法蘭預成形工作； 52、採用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直於筒體，並完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形； 53、採用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內壁間倒角成形； 54、採用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度； 55、依據規格要求，完成後續機械加工。
2.根據權利要求1所述的一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，其特徵在於:所述的步驟SI?S4整個步驟使用一組旋輪完成。
3.根據權利要求1所述的一種小圓角等壁厚法蘭製造方法，其特徵在於:所述的步驟S5中機械加工是利用車床僅對法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進行機械加工。
【文檔編號】B23P15/00GK104339129SQ201410420188
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】崔旭昌, 胡代君, 醜西平, 殷君 申請人:中國航天科技集團公司長徵機械廠