專利名稱：管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及中部法蘭管接頭，特指管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置及方法。
背景技術：
管接頭是石油、化工、冶金、機械等行業(yè)中管道連接的關鍵零件，可采用鑄造、焊接、塑性加工、切削加工等多種工藝方法生產；由于塑性加工生產效率高，節(jié)約材料，且加工的管接頭強度高、抗腐蝕性能好，因此，大部分管接頭的批量生產均采用塑性加工的工藝方法，相比之下，采用切削加工方法來生產中部法蘭管接頭，工序較多，生產效率低，材料利用率低。管接頭的形狀結構不同，其塑性加工工藝也不相同，一般可以采用沖壓、鍛造、擠壓等工藝，中部法蘭與端部法蘭相比，采用塑性加工方法生產的難點在于中部的聚料，成形難度大，需要多次成形，目前未見采用管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于連接高壓管道的中部法蘭管接頭的一步多向復合成形裝置及方法。管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置，所述管坯料外徑為必，內徑為為，其中式<^<&，為=J4+廣2mm，管坯料的體積等于中部法蘭管接頭的體積；所述中部法蘭管接頭中部是以外接圓直徑為^的正六角形法蘭；上部為小端，小端的外徑為式，高度為A1 ； 下部為大端，大端外徑為知高度為h2,大端處有一臺階孔，孔徑為式；所述中部法蘭管接頭中間有一通孔，通孔直徑為式，所述裝置由凸模和凹模組成，其特征在于所述凸模圓形模膛外徑力2等于正六角形法蘭外接圓直徑久，所述凸模圓形模膛內徑式等于中部法蘭管接頭小端外徑式，所述凸模圓形模膛高度、等于中部法蘭管接頭小端的高度、，所述凸模上端圓柱孔的直徑為與凹模芯棒上端圓柱體直徑式間隙配合；所述凹模由凹模芯棒和凹模外圈組成，凹模芯棒位于凹模外圈內部，凹模芯棒第二臺階直徑與凹模外圈圓形模膛直徑J12 過渡配合，其中凹模芯棒上端圓柱體直徑式等于中部法蘭管接頭中間通孔直徑式等于管坯料內徑廣2mm，凹模芯棒第二臺階直徑J11等于中部法蘭管接頭大端外徑式，凹模芯棒第一臺階直徑Jltl等于中部法蘭管接頭大端臺階孔孔徑式，所述凹模外圈上端正六角形模膛外接圓直徑、等于正六角形法蘭外接圓直徑力凹模芯棒置于凹模外圈內部后凹模外圈圓形模膛的上端到凹模芯棒第二臺階的高度、等于中部法蘭管接頭大端高度力2。所述的管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置，其特征在于所述凸模上端圓柱孔的直徑A與凹模芯棒上端圓柱體直徑d,配合面之間設置溢料槽。本發(fā)明所述的一步多向復合成形中部法蘭管接頭制造方法，具體如下
采用合適的管坯料為毛坯，施加足夠使得管坯整體塑性變形的壓力，通過鐓粗成形管接頭中部法蘭，同時反擠壓成形管接頭小頭端部，正擠壓成形管接頭大頭端部。該方法可以使金屬同時向上、向下和徑向的多方向流動，充分發(fā)揮金屬多向分流以減小成形載荷。與切削管接頭相比材料利用率高，生產效率高，金屬流向組織好，特別適合于高壓管接頭生產。本發(fā)明的有益效果為充分發(fā)揮了金屬的多向流動特點，通過金屬分流，降低了成形載荷；金屬流動性好，材料利用率高，節(jié)省材料；工序少，提高了工作效率，節(jié)省加工時間；組織性能好，滿足惡劣工況要求。


圖1是本發(fā)明的中部法蘭管接頭的俯視示意圖； 圖2是圖1的A-A半剖視圖； 圖3是本發(fā)明中部法蘭管接頭的仰視示意圖； 圖4是管坯料俯視示意圖； 圖5是圖4的B-B剖視圖； 圖6是本發(fā)明的凸模示意圖7是本發(fā)明的組合凹模示意圖，由凹模芯棒和凹模外圈兩部分組成，其間是過渡配合，采用組合凹模便于模具的加工和互換； 圖8是凹模芯棒示意圖； 圖9是凹模外圈示意圖10是本發(fā)明的坯料流動示意圖，箭頭所指方向為坯料流動趨勢，在凸模的鐓擠下， 管坯徑向流動成形管接頭的中部法蘭部分，管坯正向流動成形管接頭的大端部分，管坯反向流動成形管接頭的小端部分；
1、凸模圓形模膛，2、凸模上端圓柱孔，3、凸模，4、凹模外圈，5、凹模芯棒，6、凹模外圈上端正六角形模膛，7、凹模外圈圓形模膛，8、凹模芯棒第一臺階，9、凹模芯棒第二臺階，10、凹模芯棒上端圓柱體。
具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。圖1、圖2、圖3為本發(fā)明中部法蘭管接頭的示意圖，中部是以外接圓直徑為力i的正六角形法蘭；小端的外徑為式，高度為A1 ；大端外徑為式，高度為力2 ；中間有一通孔，通孔直徑為式，大端處有一臺階孔，孔徑為式。圖4、圖5是管坯料示意圖，管坯料外徑為式，內徑為<。圖6為凸模；圖7為組合凹模，由圖8凹模芯棒和圖9凹模外圈組成。中部法蘭管接頭的制造工藝方法，具體如下
a.采用鋸床按等體積原則下料，將管坯鋸成如圖4、圖5所示的坯料，管坯料外徑為d2, 內徑為J1，其中 /6< /2</ν <=式+1 2mm ；
b.對坯料進行退火軟化和磷化皂化處理；
c.將管坯料放入凹模芯棒上定位好以后，凸模鐓粗成形管接頭中部法蘭，同時反擠壓成形管接頭小頭端部、正擠壓成形管接頭大頭端部。金屬的流動如圖10中箭頭所示。所述凸模圓形模膛1外徑、等于正六角形法蘭外接圓直徑久，所述凸模圓形模膛 1內徑式等于中部法蘭管接頭小端外徑式，所述凸模圓形模膛1高度、等于中部法蘭管接頭小端的高度力”所述凸模上端圓柱孔2的直徑^與凹模芯棒上端圓柱體10直徑式間隙配合，配合面之間可設置溢料槽。所述凹模由凹模芯棒5和凹模外圈4組成，凹模芯棒5位于凹模外圈4內部，凹模芯棒5第二臺階9直徑J11與凹模外圈圓形模膛7直徑J12過渡配合，其中凹模芯棒上端圓柱體5直徑式等于中部法蘭管接頭中間通孔直徑式等于管坯料內徑J1-廣2mm，以方便管坯料放置和定位，凹模芯棒第二臺階9直徑J11等于中部法蘭管接頭大端外徑式，凹模芯棒第一臺階8直徑Jltl等于中部法蘭管接頭大端臺階孔孔徑式，所述凹模外圈上端正六角形模膛 6的外接圓直徑、等于正六角形法蘭外接圓直徑力1，凹模芯棒5置于凹模外圈4內部后， 凹模外圈圓形模膛7的上端到凹模芯棒第二臺階9的高度、等于中部法蘭管接頭大端高度h2od.機加工工序去除成形過程中形成的毛刺，加工出管接頭兩端的螺紋。實例一個典型的中部法蘭管接頭，小端外徑i/3=20mm，高度力^Hmm，大端外徑 i/6=24mm,高度力2=14mm，通孔直徑i/4=12mm，大端臺階孔直徑^=17. 8mm,中部六角法蘭簡化成直徑為30mm的圓柱形法蘭，中部法蘭管接頭總高力=38mm ；材料為15# ；采用管坯料外徑 i/248mm，內徑4=13讓，管坯料長度Z=27.5 ；凹模芯棒5置于凹模外圈4內，將管坯料套在凹模芯棒5上，將凸模3安裝在凹模外圈上端正六角形模膛6內，位于管坯料上，在2000KN油壓機上從上至下進行擠壓，金屬充填狀況良好，金屬流動情況與設計吻合。本發(fā)明的管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭方法，可以使金屬同時形成向上、向下和徑向的多方向流動，充分應用了分流減壓的思想，成形力小，工位少；生產效率高，減少了大量的加工時間；材料利用率高，節(jié)省了大量的材料；組織性能好；特別適合于高壓管接頭生產。
權利要求
1.管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置，所述管坯料外徑為必，內徑為為， 其中式<^<&，為=式+廣2mm，管坯料的體積等于中部法蘭管接頭的體積；所述中部法蘭管接頭中部是以外接圓直徑為力i的正六角形法蘭；上部為小端，小端的外徑為式，高度為A1 ；T 部為大端，大端外徑為知高度為h2,大端處有一臺階孔，孔徑為式；所述中部法蘭管接頭中間有一通孔，通孔直徑為ch,所述裝置由凸模和凹模組成，其特征在于所述凸模圓形模膛 (1)外徑、等于正六角形法蘭外接圓直徑力i，所述凸模圓形模膛(1)內徑式等于中部法蘭管接頭小端外徑式，所述凸模圓形模膛(1)高度、等于中部法蘭管接頭小端的高度、，所述凸模上端圓柱孔(2)的直徑為與凹模芯棒上端圓柱體(10)直徑式間隙配合；所述凹模由凹模芯棒(5)和凹模外圈(4)組成，凹模芯棒(5)位于凹模外圈(4)內部，凹模芯棒第二臺階(9)直徑Jw與凹模外圈圓形模膛(7)直徑J12過渡配合，其中凹模芯棒上端圓柱體(10) 直徑式等于中部法蘭管接頭中間通孔直徑式也等于管坯料內徑廣2mm，凹模芯棒第二臺階(9)直徑J11等于中部法蘭管接頭大端外徑式，凹模芯棒第一臺階(8)直徑Jltl等于中部法蘭管接頭大端臺階孔孔徑式，所述凹模外圈上端正六角形模膛(6)外接圓直徑、等于正六角形法蘭外接圓直徑力i，凹模芯棒(5)置于凹模外圈(4)內部后凹模外圈圓形模膛(7)的上端到凹模芯棒第二臺階(9)的高度A4等于中部法蘭管接頭大端高度力2。
2.如權利要求1所述的管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置，其特征在于所述凸模上端圓柱孔(2)與凹模芯棒上端圓柱體(10)配合面之間設置溢料槽。
3.使用如權利要求1所述的裝置一步多向復合成形中部法蘭管接頭的方法，包括如下工序剪床精確下料、對管坯料退火軟化處理和磷化皂化處理、成形中部法蘭管接頭、機加工去除毛刺和加工出兩端的螺紋，其特征在于所述成形中部法蘭管接頭的方法為將管坯料放入凹模芯棒上定位好以后，施加足夠使得管坯整體塑性變形的壓力，凸模鐓粗成形管接頭中部法蘭，同時反擠壓成形管接頭小頭端部、正擠壓成形管接頭大頭，從而實現一步多向復合成形中部法蘭管接頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了管坯料一步多向復合成形中部法蘭管接頭的裝置及方法。采用合適的管坯為毛坯，施加足夠使得管坯整體塑性變形的壓力，通過鐓粗成形管接頭中部法蘭，同時反擠壓成形管接頭小頭端部、正擠壓成形管接頭大頭端部，使金屬同時向上、向下和徑向多方向流動，成形力小，工位少。與切削管接頭相比材料利用率高，生產效率高，金屬流向組織好，特別適合于高壓管接頭生產。
文檔編號B21C25/02GK102303090SQ201110242570
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者王楚翹, 王雷剛, 田輝, 黃瑤 申請人:江蘇大學