一種小圓角等壁厚法蘭制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，它包括以下步驟：S1、采用擴(kuò)口旋壓工藝完成法蘭預(yù)成形工作；S2、采用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直于筒體，并完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；S3、采用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內(nèi)壁間倒角成形；S4、采用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；S5、依據(jù)規(guī)格要求，完成后續(xù)機(jī)械加工。本發(fā)明的有益效果是：利用冷旋壓工藝方法實(shí)現(xiàn)小圓角等壁厚法蘭的成形，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料利用率高，生產(chǎn)效率高，節(jié)約能源。
【專利說明】一種小圓角等壁厚法蘭制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及法蘭零件加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種小圓角等壁厚法蘭制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]法蘭零件是機(jī)械制造中的一種常見零件，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用日益廣泛，目前已經(jīng)涉及航空、航天、汽車、核工業(yè)、重型機(jī)械、壓力容器等諸多應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]目前，法蘭零件的加工制造方法主要是法蘭與筒體分段焊接和利用壓力機(jī)熱擴(kuò)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(diǎn)為:(a)焊縫處存在焊接應(yīng)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(cè)也較為繁瑣；(C)法蘭相對(duì)于筒體垂直度難以保證；(d)生產(chǎn)效率較低；(e)材料利用率較為低下。2.利用壓力機(jī)熱擴(kuò)口、翻邊成形法蘭的主要工藝缺點(diǎn)為:(a)法蘭熱加工能耗高，操作不方便，效率較低，產(chǎn)品一致性也較差；(b)成形后法蘭壁厚不可控，飛邊較大，材料浪費(fèi)嚴(yán)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(shè)計(jì)要求；(d)成形工藝力較大，設(shè)備噸位要求較高。
[0004]為了克服以上缺點(diǎn)，近期某些企業(yè)轉(zhuǎn)為采取由鋼廠定制型鋼的方式實(shí)現(xiàn)該類零件成形，但由于其采購(gòu)成本較高、周期靈活性差、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)較高等不足，未能得到推廣應(yīng)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(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好以及成形后零件的組織和機(jī)械性能得到改善等諸多優(yōu)點(diǎn)，而備受國(guó)外青睞。國(guó)內(nèi)目前尚且沒有將旋壓工藝應(yīng)用到小圓角等壁厚法蘭制造領(lǐng)域的嘗試或研究，因此本發(fā)明將解決采用旋壓工藝獲得小圓角等壁厚法蘭的核心技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種材料利用率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成形精度高、產(chǎn)品一致性好的小圓角等壁厚法蘭制造方法。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，它包括以下步驟:
51、采用擴(kuò)口旋壓工藝完成法蘭預(yù)成形工作；
52、采用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直于筒體，并完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；
53、采用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內(nèi)壁間倒角成形；
54、采用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；
55、依據(jù)規(guī)格要求，完成后續(xù)機(jī)械加工。
[0008]上述步驟SI?S4整個(gè)步驟使用一組旋輪完成。
[0009]上述步驟S5中機(jī)械加工是利用車床僅對(duì)法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進(jìn)行機(jī)械加工。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明將旋壓工藝應(yīng)用到小圓角等壁厚法蘭的生產(chǎn)制造中，利用冷旋壓工藝方法實(shí)現(xiàn)小圓角等壁厚法蘭的成形，打破了傳統(tǒng)法蘭零件成形過程中的法蘭區(qū)及圓角區(qū)壁厚不可控制的缺點(diǎn)，提出了高精度法蘭零件成形工藝新方法，
本發(fā)明加工的產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品一致性好，成形后零件的組織和機(jī)械性能得到改善，與傳統(tǒng)工藝相比，產(chǎn)品質(zhì)量大大提聞;
本發(fā)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(jī)械加工尺寸僅限于裝配尺寸以及法蘭外緣、法蘭背面等結(jié)構(gòu)尺寸，加工余量小，材料利用率高；
本發(fā)明生產(chǎn)效率高:本發(fā)明采用冷旋壓工藝獲得小圓角等壁厚法蘭，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工序大為簡(jiǎn)化，旋壓加工節(jié)拍快，生產(chǎn)效率高；
本發(fā)明節(jié)約能源:本發(fā)明使用冷加工方式獲得小圓角等壁厚法蘭，克服了傳統(tǒng)熱加工能耗高等缺點(diǎn)，節(jié)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(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明采用的法蘭成形模具的結(jié)構(gòu)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(nèi)置退料板，5-退料拉板，6-內(nèi)六角圓柱頭螺釘，7-內(nèi)六角圓柱頭螺釘。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述:
一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，它包括以下步驟:
51、采用擴(kuò)口旋壓工藝完成法蘭預(yù)成形工作；
52、采用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直于筒體，并完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形；
53、采用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內(nèi)壁間倒角成形；
54、采用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度；
55、依據(jù)規(guī)格要求，完成后續(xù)機(jī)械加工。
[0013]上述步驟SI?S4整個(gè)步驟使用一組旋輪完成，使旋壓工序大大簡(jiǎn)化。具體而言，旋輪形狀為大圓角旋輪，進(jìn)給率一般在0.5^4.5mm/r之間；
上述步驟S5中機(jī)械加工主要是針對(duì)裝配尺寸以及法蘭邊緣、筒體端頭余料等，利用車床僅對(duì)法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進(jìn)行機(jī)械加工。
[0014]本實(shí)施例中目標(biāo)產(chǎn)品材料為Q345B，結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示，其中法蘭盤與筒體內(nèi)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?yàn)椤跋铝?擴(kuò)整校形-法蘭旋壓-機(jī)械加工”。
[0015]采用的原料圓管長(zhǎng)度為12m,圓管內(nèi)徑為Φ 700mm,壁厚為22mm。下料過程在鋸床上切割完成，依據(jù)零件尺寸由體積不變規(guī)律確定切割后坯料長(zhǎng)度為240mm。
[0016]在壓力機(jī)上利用校形模具對(duì)坯料內(nèi)孔進(jìn)行擴(kuò)整校形，控制校形后內(nèi)徑范圍為Φ 722mm?Φ 723.5mm 之間。
[0017]法蘭成形模具關(guān)鍵部件及結(jié)構(gòu)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(nèi)置退料板4、退料拉板5、內(nèi)六角圓柱頭螺釘6 (GB70 M16X 50)、內(nèi)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(shè)備主軸連接，壓塊3通過毛坯夾頭與設(shè)備拉緊油缸連接，內(nèi)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(shè)備采用西門子840D控制系統(tǒng)，通過伺服驅(qū)動(dòng)旋輪座實(shí)現(xiàn)法蘭成形旋輪I的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過伺服驅(qū)動(dòng)主軸實(shí)現(xiàn)法蘭成形模具套2的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)液壓拉緊油缸實(shí)現(xiàn)毛坯夾頭對(duì)坯料的夾緊與松開。
[0018]基于成本等因素考慮，目前上下料過程均采用懸臂吊車輔助完成。上料時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)液壓拉緊油缸至松開狀態(tài)，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(jìn)法蘭成形模具套2后，驅(qū)動(dòng)液壓油缸至夾緊狀態(tài)。
[0019]毛坯裝夾的位置是通過內(nèi)置退料板4與退料拉板5的限位作用自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，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(diào)節(jié)。
[0020]零件法蘭加工過程采用全自動(dòng)程序控制，通過擴(kuò)口-翻邊-鏟旋-回程的工藝路徑，通過擴(kuò)口完成預(yù)成形工作，通過翻邊使法蘭基本垂直于筒體并通過法蘭成形模具套2完成IT成形，通過鏟旋填充法蘭內(nèi)部小圓角R，通過回程控制法蘭厚度基本為等厚度。整個(gè)步驟均采用法蘭成形旋輪I完成，旋輪尺寸為直徑Φ 300mm圓角R40，其中擴(kuò)口、翻邊、鏟旋進(jìn)給比為2.15mm/r,回程進(jìn)給比為lmm/r。成形后法蘭邊緣余量為5飛mm，壁厚為17.4?17.8臟。
[0021]下料時(shí)，驅(qū)動(dòng)液壓拉緊油缸至松開狀態(tài)，通過液壓拉緊油缸推進(jìn)(毛坯夾頭彈簧同時(shí)復(fù)位)將零件推出后，再利用懸臂吊車完成下料。
[0022]最終根據(jù)工藝圖紙的規(guī)格要求，利用車床僅對(duì)法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進(jìn)行機(jī)械加工，獲得合格產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、采用擴(kuò)口旋壓工藝完成法蘭預(yù)成形工作； 52、采用翻邊旋壓工藝使法蘭基本垂直于筒體，并完成法蘭盤與筒體外表面間倒角成形； 53、采用鏟旋旋壓工藝填充法完成法蘭盤與筒體內(nèi)壁間倒角成形； 54、采用回程旋壓工藝控制法蘭壁厚為等厚度； 55、依據(jù)規(guī)格要求，完成后續(xù)機(jī)械加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，其特征在于:所述的步驟SI?S4整個(gè)步驟使用一組旋輪完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小圓角等壁厚法蘭制造方法，其特征在于:所述的步驟S5中機(jī)械加工是利用車床僅對(duì)法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進(jìn)行機(jī)械加工。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104339129SQ201410420188
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】崔旭昌, 胡代君, 丑西平, 殷君 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司長(zhǎng)征機(jī)械廠