石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，包括制坯、復合軋制及切割；首先制作初坯，初坯的高度比石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的高度的二倍低2～3mm；然后使用主軋輥、兩個副軋輥及芯輥對初坯進行復合軋制，主軋輥和兩個副軋輥呈品字形擺放，芯輥在它們中間；在軋制中，初坯置于芯輥上，主軋輥自轉并同時向下運動擠壓初坯，兩個副軋輥緊貼初坯并隨著初坯的變形向外運動，制得組合環鍛件；然后把組合環鍛件沿著其上下端面的對稱面切開，得到兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯，其優點是：使用所述工藝一次鍛造就能快速地加工出兩個與石油輸送法蘭閥蓋環鍛件尺寸相近的毛坯，降低精車加工的難度，提高了生產效率，降低了生產成本。
【專利說明】石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及環鍛件的軋制領域，具體涉及石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝。
技術背景
[0002]法蘭閥蓋環鍛件在石油輸送設備中應用十分的廣泛。目前，石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件的生產方法為：以圓柱形坯鋼為原料，經下料、鍛造制坯輾環制得石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯，然后經熱處理、精車加工后，得到石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件；其中制作毛坯的常用方法是在普通軋環機上使用一個主軋模來成型毛坯的外部輪廓，此種方法的缺點是：石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的外輪廓上有很深的凹槽，由于深凹槽環件的軋制比小，會導致環件的直徑擴大與輪廓充形不能同步，深凹槽不能完全成型，最后制得毛坯的尺寸及外形與想要制造的零件的尺寸及外形相差很大，加大了后續精車加工的難度，浪費了人工和原料,增加了生產成本。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是：提供一種能快速、簡單和精確地加工出與石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件尺寸相近的毛坯的制造工藝。
[0004]為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是：石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，包括制坯、復合軋制及切割三個過程，其特點是：
(1)在制坯中，首先對下料所得棒料段進行鐓粗，然后對鐓粗后的棒料進行沖透孔，最后進行鐓平制得初坯，初坯的高度比石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的高度的二倍低2?3mm ；
(2)在復合軋制中，首先需要制作如下工裝：主軋輥、第一副軋輥、第二副軋輥，主軋輥從上至下依次為上環形凸臺、上環形凹槽、中上環形凸臺、中環形凹槽、中下環形凸臺、下環形凹槽、下環形凸臺，上環形凹槽與中上環形凸臺之間由上環形斜面連接，下環形凹槽與中下環形凸臺之間由下環形斜面連接，上環形斜面呈截頭圓錐形，中上環形凸臺與中環形凹槽之間由中上環形斜面連接，中下環形凸臺與中環形凹槽之間由中下環形斜面連接，中上環形斜面呈倒截頭圓錐形；上環形凸臺和下環形凸臺、上環形凹槽和下環形凹槽、中上環形凸臺和中下環形凸臺、上環形斜面和下環形斜面、中上環形斜面和中下環形斜面都以中環形凹槽為中心上下對稱；上、下環形凸臺的內側面之間距離等于石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的高度的二倍；上、下環形凸臺在軋制過程中遮擋在環形初坯的上、下端面上?’第一、第二副軋輥的工作面輪廓與主軋輥的工作面輪廓相同；然后進行復合軋制，復合軋制使用的芯輥的形狀為圓柱型，主軋輥設置于第一、第二副軋輥的上方，第一、第二副軋輥設置在主軋輥的兩側且主軋輥和第一、第二副軋輥的軸線平行，主軋輥的軸線與水平面平行，芯輥設置于主軋輥的正下方且位于第一、第二副軋輥的上方，初坯通過其上的透孔置于芯輥上，初坯位于主軋輥和第一、第二副軋輥之間，同時初坯的上下端面位于主軋輥的上、下環形凸臺之間；在軋制過程中，主軋輥自轉并同時向下運動，芯輥不能移動但可從動旋轉，初坯被主軋輥帶動旋轉且受到主軋輥和芯輥的擠壓產生塑性變形，第一、第二副軋輥對初坯有100?250N的作用力，第一、第二副軋輥被初坯帶動旋轉且隨著初坯的塑性變形向外運動，最后制得由兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件；
(3)在切割中，把上述組合環鍛件沿著其上下端面的對稱面切開，得到兩個形狀相同的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯。
[0005]進一步的，前述石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其中：在主軋輥的下方、以及第一、第二副軋輥的外側分別設置有限位傳感器，限位傳感器的位置與組合環鍛件外輪廓相對應，使得主軋輥的向下運動和第一、第二副軋輥的向外運動分別具有一個與組合環鍛件外輪廓相對應的停止位置。
[0006]進一步的，前述石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其中：第一、第二副軋輥的工作面直徑比主軋輥的工作面直徑小。
[0007]進一步的，前述石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其中：第一、第二副軋輥的外形尺寸相同。
[0008]進一步的，前述石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其中：所述主軋輥的上環形凹槽與上環形凸臺、以及與上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中上環形凸臺與上環形斜面、以及與中上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中環形凹槽與中上環形斜面、以及與中下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中下環形凸臺與中下環形斜面、以及與下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；下環形凹槽與下環形斜面、以及與下環形凸臺之間的過渡處都為圓弧。
[0009]本發明的優點是：使用本發明所述工藝能快速、簡單和精確地加工出與石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件尺寸相近的毛坯，并且只需一次軋制輾環就可以生產兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯，不僅降低了精車加工的難度，節約了原料，而且大大提高了生產效率，降低了生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖I為初坯的結構示意圖。
[0011]圖2為主軋輥的結構示意圖。
[0012]圖3為復合軋制原理圖。
[0013]圖4為組合環鍛件的結構示意圖。
[0014]圖5為石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的結構示意圖（虛線為石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件的外輪廓）。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0016]如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示，石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，包括制坯、復合軋制及切割三個過程，其特點是：
(I)在制坯中，首先對下料所得棒料段進行鐓粗，然后對鐓粗后的棒料進行沖透孔11，最后進行鐓平制得初坯1，初坯I的高度比石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯5的高度的二倍低2?3mm ;初坯I高度的限定是為了使初坯I在開始軋制時，能順利的進入主軋輥2的上、下環形凸臺21、211之間；
(2)在復合軋制中，首先需要制作如下工裝：主軋輥2、第一副軋輥3、第二副軋輥31，主軋輥2從上至下依次為上環形凸臺21、上環形凹槽22、中上環形凸臺23、中環形凹槽24、中下環形凸臺231、下環形凹槽221、下環形凸臺211，上環形凹槽22與中上環形凸臺23之間由上環形斜面25連接，下環形凹槽221與中下環形凸臺231之間由下環形斜面251連接，上環形斜面25呈截頭圓錐形，中上環形凸臺23與中環形凹槽24之間由中上環形斜面26連接，中下環形凸臺231與中環形凹槽24之間由中下環形斜面261連接，中上環形斜面26呈倒截頭圓錐形；上環形凸臺21和下環形凸臺211、上環形凹槽22和下環形凹槽221、中上環形凸臺23和中下環形凸臺231、上環形斜面25和下環形斜面251、中上環形斜面26和中下環形斜面261都以中環形凹槽24為中心上下對稱，上、下環形凸臺21、211的內側面之間距離等于石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯5的高度的二倍；上、下環形凸臺21、211在軋制過程中遮擋在初坯I的上、下端面上；第一、第二副軋輥3、31的工作面輪廓與主軋輥2的工作面輪廓相同；在主軋輥2上設置的上、下環形凸臺21、211，可以在輾環開始時就遮擋在初坯I的兩端面，從而與初坯I形成一個閉式型腔，防止初坯I在軋制時上下竄動，并且初坯I的高度受到上、下環形凸臺21、211的限制，從而省去了軸向軋制力，既保證了毛坯的尺寸精度，又使軋制設備得到了簡化；在主軋輥2上設置的上、下環形斜面25、251和中上、中下環形斜面26、261，可以使石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯5表面的深凹槽更加容易成型；在本實施例中，所述主軋輥2的上環形凹槽22與上環形凸臺21、以及與上環形斜面25之間的過渡處都為圓弧；中上環形凸臺23與上環形斜面25、以及與中上環形斜面26之間的過渡處都為圓弧；中環形凹槽24與中上環形斜面26、以及與中下環形斜面261之間的過渡處都為圓弧；中下環形凸臺231與中下環形斜面261、以及與下環形斜面251之間的過渡處都為圓弧；下環形凹槽221與下環形斜面251、以及與下環形凸臺211之間的過渡處都為圓弧；第一、第二副軋輥3、31的外形尺寸相同且它們的工作面直徑比主軋輥2的工作面直徑小，其中主軋輥和兩個副軋輥的工作面直徑都包括上環形凸臺和下環形凸臺的直徑、上環形凹槽和下環形凹槽的直徑、中上環形凸臺和中下環形凸臺的直徑、中環形凹槽的直徑；相關部位的過渡處為圓弧，有利于金屬的流動，使充形更加充分，提高了毛坯的尺寸精度；兩個副軋輥的工作面直徑比主軋輥2的工作面直徑小，能使軋制設備變得緊湊，能耗得到減低；然后進行復合軋制，復合軋制使用的芯輥311的形狀為圓柱型，主軋輥2設置于第一、第二副軋輥3、31的上方，第一、第二副軋輥3、31設置在主軋輥2的兩側且主軋輥2和第一、第二副軋輥3、31的軸線平行，主軋輥2的軸線與水平面平行，芯輥311設置于主軋輥2的正下方且位于第一、第二副軋輥3、31的上方，初坯I通過其上的透孔11置于芯輥311上，初坯I位于主軋輥2和第一、第二副軋輥之間，同時初坯I的上下端面位于主軋輥2的上、下環形凸臺21、211之間；在軋制過程中，主軋輥2自轉并同時向下運動，芯輥311不能移動但可從動旋轉，初坯I被主軋輥2帶動旋轉且受到主軋輥2和芯輥311的擠壓產生塑性變形，第一、第二副軋輥3、31對初坯I有100?250N的作用力，第一、第二副軋輥3、31被初坯I帶動旋轉且隨著初坯I的塑性變形向外運動，最后制得由兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯5對稱疊合連接構成的組合環鍛件4 ;兩個副軋輥對初坯I的作用力，可以使兩個副軋輥的工作面輪廓一直緊貼初坯I的外輪廓，起到局部連續成型的作用，但是作用力不能太小或者太大，作用力太小會使貼合不緊密，導致成型不充分，作用力太大會使初坯I在徑向產生塑形變形，降低軋環件的圓度。在本實施例中，在主軋輥2的下方、以及第一、第二副軋輥3、31的外側分別設置有限位傳感器，限位傳感器的位置與組合環鍛件4外輪廓相對應，使得主軋輥2的向下運動和第一、第二副軋輥3、31的向外運動分別具有一個與組合環鍛件4外輪廓相對應的停止位置；主軋輥2和兩個副軋輥3、31在到達停止位置后會立即停止移動，這樣就防止了由于毛坯的不規范變形，導致主軋輥2和兩個副軋輥3、31的過量移動，保證了軋環件的尺寸精度和圓度；
(3 )在切割中，把上述組合環鍛件4沿著其上下端面的對稱面切開，得到兩個形狀相同的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯5。
[0017]本發明的有益效果為：本發明所述工藝使用主軋輥和兩個副軋輥對初坯進行連續局部成型，使初坯變形均勻，深槽可完全成型，降低了后續精車加工的難度，減少了原料的耗損，使生產成本得到降低，并且鍛件中的金屬流線呈仿形分布，提高了鍛件的機械性能；使用本發明所述工藝只需一次軋制碾環就可以生產出兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯，提高了生產效率，適合批量生產。
【權利要求】
1.石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，包括制坯、復合軋制及切割三個過程，其特征在于： (1)在制坯中，首先對下料所得棒料段進行鐓粗，然后對鐓粗后的棒料進行沖透孔，最后進行鐓平制得初坯，初坯的高度比石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的高度的二倍低2?3mm ； (2)在復合軋制中，首先需要制作如下工裝：主軋輥、第一副軋輥、第二副軋輥，主軋輥從上至下依次為上環形凸臺、上環形凹槽、中上環形凸臺、中環形凹槽、中下環形凸臺、下環形凹槽、下環形凸臺，上環形凹槽與中上環形凸臺之間由上環形斜面連接，下環形凹槽與中下環形凸臺之間由下環形斜面連接，上環形斜面呈截頭圓錐形，中上環形凸臺與中環形凹槽之間由中上環形斜面連接，中下環形凸臺與中環形凹槽之間由中下環形斜面連接，中上環形斜面呈倒截頭圓錐形；上環形凸臺和下環形凸臺、上環形凹槽和下環形凹槽、中上環形凸臺和中下環形凸臺、上環形斜面和下環形斜面、中上環形斜面和中下環形斜面都以中環形凹槽為中心上下對稱；上、下環形凸臺的內側面之間距離等于石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的高度的二倍；上、下環形凸臺在軋制過程中遮擋在環形初坯的上、下端面上；第一、第二副軋輥的工作面輪廓與主軋輥的工作面輪廓相同；然后進行復合軋制，復合軋制使用的芯輥的形狀為圓柱型，主軋輥設置于第一、第二副軋輥的上方，第一、第二副軋輥設置在主軋輥的兩側且主軋輥和第一、第二副軋輥的軸線平行，主軋輥的軸線與水平面平行，芯輥設置于主軋輥的正下方且位于第一、第二副軋輥的上方，初坯通過其上的透孔置于芯輥上，初坯位于主軋輥和第一、第二副軋輥之間，同時初坯的上下端面位于主軋輥的上、下環形凸臺之間；在軋制過程中，主軋輥自轉并同時向下運動，芯輥不能移動但可從動旋轉，初坯被主軋輥帶動旋轉且受到主軋輥和芯輥的擠壓產生塑性變形，第一、第二副軋輥對初坯有100?250N的作用力，第一、第二副軋輥被初坯帶動旋轉且隨著初坯的塑性變形向外運動，最后制得由兩個石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件； (3)在切割中，把上述組合環鍛件沿著其上下端面的對稱面切開，得到兩個形狀相同的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯。 2.根據權利要求I所述的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其特征在于：在主軋輥的下方、以及第一、第二副軋輥的外側分別設置有限位傳感器，限位傳感器的位置與組合環鍛件外輪廓相對應，使得主軋輥的向下運動和第一、第二副軋輥的向外運動分別具有一個與組合環鍛件外輪廓相對應的停止位置。 3.根據權利要求I所述的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其特征在于：第一、第二副軋輥的工作面直徑比主軋輥的工作面直徑小。 4.根據權利要求I或3所述的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其特征在于：第一、第二副軋輥的外形尺寸相同。 5.根據權利要求I或3所述的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其特征在于：所述主軋輥的上環形凹槽與上環形凸臺、以及與上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中上環形凸臺與上環形斜面、以及與中上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中環形凹槽與中上環形斜面、以及與中下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中下環形凸臺與中下環形斜面、以及與下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；下環形凹槽與下環形斜面、以及與下環形凸臺之間的過渡處都為圓弧。 6.根據權利要求4所述的石油輸送用法蘭閥蓋環鍛件毛坯的制造工藝，其特征在于：所述主軋輥的上環形凹槽與上環形凸臺、以及與上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中上環形凸臺與上環形斜面、以及與中上環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中環形凹槽與中上環形斜面、以及與中下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；中下環形凸臺與中下環形斜面、以及與下環形斜面之間的過渡處都為圓弧；下環形凹槽與下環形斜面、以及與下環形凸臺之間的過渡處都為圓弧。
【文檔編號】B23P15/00GK104139278SQ201410298653
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】吳劍, 戴玉同, 徐鋒, 朱乾浩, 蘇曉芳 申請人:張家港海陸環形鍛件有限公司