管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)及其加工方法，它包括管(1)和套于管端部的法蘭(2)，法蘭(2)內(nèi)側(cè)的管(1)為徑向向外擴張的凸環(huán)(3)，法蘭(2)外側(cè)的管(1)為徑向向外擴張的翻邊(4)，法蘭(2)被翻邊(4)壓緊在凸環(huán)(3)上。提供一種生產(chǎn)成本低的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)，以及一種加工方法安全、對操作人員身體危害小、制造工序簡單、生產(chǎn)周期短的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法。
【專利說明】管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講是一種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)是連接用的一個過渡接頭，它由法蘭和管組成，法蘭通過焊接在管末端，法蘭用于與其他管道配合的端面設(shè)有密封圈。
[0003]在汽車排氣管領(lǐng)域，該結(jié)構(gòu)的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)多采用派克牌(Parker)的密封件來提高管道連接處的密封性，但是派克密封件的價格昂貴，一個派克密封件的成本幾乎占據(jù)了整個管連接件成本的一半，這會直接導(dǎo)致管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本升高，失去市場競爭力。
[0004]當(dāng)前，管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的加工方法是:操作人員將法蘭固定在夾具上，然后將管的末端端口對準法蘭端面；然后，通過點焊的形式對管與法蘭接觸輪廓進行焊接；點焊結(jié)束后，對焊接部分進行釬焊爐處理；最后，在法蘭與其他管道配合端面套上密封圈。
[0005]上述加工方法中存在以下缺點:
[0006]1、點焊在焊接過程中會產(chǎn)生大量的刺激性氣體，并且會有刺眼的火光，這些刺激性氣體會對人身的健康造成極大的危害，長此以往會影響操作人員的壽命；這些刺眼火光會影響到操作人員的對操作人員的眼睛，長此以往會嚴重影響到操作人員眼睛的正常使用壽命；而且，稍有操作不當(dāng)還會直接影響操作人員的人身安全，極易造成工傷；即該管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的加工方法存在加工危險，對操作人員身體危害大的缺點；
[0007]2、經(jīng)過點焊后的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)還要經(jīng)過釬焊爐以提高其整體使用性能，釬焊爐是一種用于金屬釬焊和光亮熱處理的設(shè)備，適用于批量生產(chǎn)的中小型不銹鋼零件(餐具、刀具、五金等)，如馬氏體不銹鋼光亮淬火、回火，奧氏體不銹鋼光亮退火；釬焊爐組成部分為:脫脂爐一噴淋系統(tǒng)一烘干傳動一烘干爐一烘干被動、釬焊被動一前室一釬焊爐一水冷(干冷)一強風(fēng)冷一釬焊爐傳動；最后，還需要對管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的端面進行套合密封件；從而可知，該該管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的加工方法存在制造工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種生產(chǎn)成本低的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)，它包括管和套于管端部的法蘭，法蘭內(nèi)側(cè)的管為徑向向外擴張的凸環(huán)，法蘭外側(cè)的管為徑向向外擴張的翻邊，法蘭被翻邊壓緊在凸環(huán)上。
[0010]作為一種優(yōu)選，所述的法蘭外壁與管外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布，法蘭外壁與凸環(huán)外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布。
[0011]采用以上管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:通過翻邊與管外壁的緊貼來實現(xiàn)剛性密封，從而取消了昂貴的高性能密封圈，以此來降低管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本；而且，由于翻邊屬于剛性材料制成，所以在擠壓過程中不會發(fā)生變形，所以使用壽命更長，并且可以防止法蘭與管外壁之間發(fā)生側(cè)漏，使用性能更佳。
[0012]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題，提供一種加工方法安全、對操作人員身體危害小、制造工序簡單、生產(chǎn)周期短的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括以下步驟:
[0014]a、成型凸環(huán):將管裝夾在夾模上，從管一端沿管軸線插入剛性材料制成的芯棒，從管另一端沿管軸線插入彈性材料制成的柱形尼龍，使得柱形尼龍一個端面與芯棒一個端面抵緊；將芯棒定位在夾模上，通過擠壓機的沖頭對柱形尼龍施加一個沿管軸線的力以使得柱形尼龍與芯棒接觸一端發(fā)生局部堆積并膨脹，從而局部撐開管側(cè)壁形成凸環(huán)；
[0015]b、將柱形尼龍從管抽出，將芯棒從管退出，打開夾模并取出管；
[0016]C、成型翻邊:將管安裝夾具上，先把玻璃纖維網(wǎng)格布纏繞在管靠近凸環(huán)的端部，再把法蘭套合在管外，開啟旋壓機，通過旋壓機上的轉(zhuǎn)頭對管端口進行旋轉(zhuǎn)壓縮以形成折邊；開啟冷鐓機，通過冷鐓機上的鐓頭對折邊進行壓平以形成翻邊；
[0017]d、取出管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)成品。
[0018]作為一種優(yōu)選，所述的步驟a中的柱形尼龍是由特氟龍制成的。
[0019]采用以上管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:通過夾模和夾具對管進行定位，可以有效地取代操作人員徒手抓持管，使得操作過程更加安全；通過擠壓機、旋壓機和冷鐓機分別實現(xiàn)凸環(huán)、折邊和翻邊的加工并取代點焊、釬焊爐，這即避免了點焊產(chǎn)生的刺激性氣體和刺眼火光，也避免了釬焊爐復(fù)雜的工序，對操作人員的身體健康不會造成影響，而且還大大降低了操作人員的工作強度，操作人員只需要輕松地將管轉(zhuǎn)移到不同的機器中，不需要通過工具對管進行直接的高強度勞動，也就是說，操作人員不需要長時間對著管進行點焊加工；同時，還縮短了管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)成品的加工周期；還有，通過擠壓機、旋壓機和冷鐓機加工出來的翻邊和凸環(huán)可以生產(chǎn)處密封性能出色的剛性密封件，由于擠壓機、旋壓機和冷鐓機始終沿著管軸線從管末端擠壓管，使得翻邊緊貼法蘭端面，法蘭另一端面也緊貼凸環(huán)的外壁，從而有效地避免法蘭與翻邊之間發(fā)生側(cè)漏問題；此外，由于形成凸環(huán)的過程是特氟龍逐漸膨脹擠壓管，使得管逐漸向外撐開，所以凸環(huán)與管接觸處呈弧線形，不易發(fā)生應(yīng)力集中問題，而在翻邊成型中采用了折邊這一過渡工序，避免由于一下子管末端由于彎折角度過大發(fā)生折斷或斷裂，這也使得翻邊在與管過渡處呈現(xiàn)圓弧形，這也有效地避免了翻邊在與管過渡處發(fā)生應(yīng)力集中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的零件圖。
[0021]圖2為本發(fā)明管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法的工具圖。
[0022]圖3為本發(fā)明管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法的狀態(tài)圖。
[0023]圖4為本發(fā)明管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法的另一狀態(tài)圖。
[0024]圖5為本發(fā)明管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法的成型圖。
[0025]圖中所示:1、管，2、法蘭，3、凸環(huán)，4、翻邊，5、夾模，6、芯棒，7、柱形尼龍，8、擠壓機，9、沖頭，10、夾具，11、旋壓機，12、折邊，13、冷鐓機，14、轉(zhuǎn)頭，15、鐓頭。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細地說明。
[0027]【具體實施方式】:
[0028]一種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)，它包括管I和套于管端部的法蘭2，法蘭2內(nèi)側(cè)的管I為徑向向外擴張的凸環(huán)3，法蘭2外側(cè)的管I為徑向向外擴張的翻邊4，法蘭2被翻邊4壓緊在凸環(huán)3上。所述的凸環(huán)3在實際的管件中看似一個環(huán)形的鼓包。
[0029]法蘭4上還設(shè)有多個用于與外部管件連接的連接孔。
[0030]所述的法蘭2外壁與管I外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布，法蘭2外壁與凸環(huán)3外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布。玻璃纖維網(wǎng)格布具有抗堿性、柔韌性以及經(jīng)瑋高度抗拉力等優(yōu)點，并且還有保溫、抗裂、防水的作用，所以通過增設(shè)玻璃纖維網(wǎng)格布可以吸收管I外壁與法蘭2內(nèi)壁在接觸處滲漏的油液。
[0031]一種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的加工方法，它包括以下步驟:
[0032]a、成型凸環(huán)4:將管I裝夾在夾模5上，從管I 一端沿管I軸線插入剛性材料制成的芯棒6，從管I另一端沿管I軸線插入彈性材料制成的柱形尼龍7，使得柱形尼龍7 —個端面與芯棒6 —個端面抵緊；將芯棒6定位在夾模5上，通過擠壓機8的沖頭9對柱形尼龍7施加一個沿管I軸線的力以使得柱形尼龍7與芯棒6接觸一端發(fā)生局部堆積并膨脹，從而局部撐開管I側(cè)壁形成凸環(huán)4;
[0033]b、將柱形尼龍7從管I抽出，將芯棒6從管I退出，打開夾模5并取出管I;
[0034]C、成型翻邊4:將管I安裝夾具10上，先把玻璃纖維網(wǎng)格布纏繞在管I靠近凸環(huán)3的端部，再把法蘭2套合在管I外，開啟旋壓機11，通過旋壓機11上的轉(zhuǎn)頭14對管I端口進行旋轉(zhuǎn)壓縮以形成折邊12 ;開啟冷鐓機13，通過冷鐓機13上的鐓頭15對折邊12進行壓平以形成翻邊4;
[0035]d、取出管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)成品。
[0036]所述的步驟a中的柱形尼龍7是由特氟龍制成的。
[0037]上述結(jié)構(gòu)和方法中，夾模5是一種類似于夾具的裝夾工具，夾模5可以是V型槽，使得管I定位在夾模5上以便后續(xù)加工。在成型凸環(huán)4的工序中，芯棒6和柱形尼龍7進入管I對管I產(chǎn)生的主要是沿軸線方向的作用力，所以，只需要避免管I發(fā)生竄動影響凸環(huán)4成型的位置。
[0038]芯棒6是由剛性材料制成的，如金屬材料，不銹鋼、合金鋼等等，主要是防止芯棒6外壁對應(yīng)的管I側(cè)壁發(fā)生變形，使得管I側(cè)壁整體保持圓形。
[0039]柱形尼龍7是由特氟龍制成的，即聚四氟乙烯。特氟龍是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料，這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。特氟龍主要具有表面不粘性、耐熱性、自潤滑性、抗?jié)裥?、耐磨性和耐腐蝕性等等。在本發(fā)明中主要利用的是特氟龍的自潤滑性和表面不粘性，自潤滑性是指特氟龍具有塑性中最小的摩擦系數(shù)，是最理想的無油潤滑材料，表面不粘性是指特氟龍表面不能附著在已知的固體材料表面；此外，由于特氟龍的拉伸強度為22-35MPa、伸長率為200-400%、拉伸彈性模量為400GPa、彎曲彈性模量為420MPa、壓縮彈性模量為500GPa，即特氟龍具有良好的伸縮性能，也就是說，受到擠壓的情況下，具有向外伸張的趨勢。在本發(fā)明中，利用特氟龍的自潤滑性、表面不粘性和彈性可以體現(xiàn)特氟龍的利用率高、成型性能好，而且可以多次利用不失彈性、自潤滑性和表面不粘性。
[0040]擠壓機8是一種可以輸出直線性作用力的設(shè)備，比如常見的金屬擠壓機也可以應(yīng)用到本發(fā)明的工作場合中，以提供柱形尼龍7變形所需的作用力；沖頭9設(shè)置在擠壓機8的輸出端，將擠壓機8輸?shù)木€性作用力直接作用到柱形尼龍7的端面上。
[0041]夾具10在成型翻邊4的過程中，既要防止管I發(fā)生軸向位移，又要防止管I發(fā)生周向轉(zhuǎn)動。
[0042]旋壓機11是一種金屬塑性成型機械，在其床身上裝有交流伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)架設(shè)有縱、橫兩個相互垂直的滑架，橫向和縱向進給采用精密滾珠絲杠副，由伺服電機依次與同步帶傳動副及精密滾滾珠絲杠副相連接；在滑架下面設(shè)有精密滾珠直線導(dǎo)軌，在旋輪架的橫向滑座的上面設(shè)有對芯模外形輪廓進行擠壓成型的機構(gòu)。簡單來說，旋壓機11的轉(zhuǎn)頭14既可以輸出周向轉(zhuǎn)動的動力，即轉(zhuǎn)頭14的輪廓沿其軸線轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)動14的輪廓與管I的末端開口接觸并相對轉(zhuǎn)動，同時，旋壓機11還可以推動轉(zhuǎn)頭14沿其軸線向右(圖2所示)進給，使得轉(zhuǎn)頭14壓緊管I的末端開口，撐開管I末端的開口，使得排氣口 I末端的開口變大，呈現(xiàn)出一個喇叭口的形狀，從而以形成折邊12。其中，轉(zhuǎn)頭14的輪廓可以是一種凸臺的形狀，凸臺的意思就是轉(zhuǎn)頭14上設(shè)有呈傾斜狀的外形，使得轉(zhuǎn)頭14的傾斜部分與排氣口I末端的開口處接觸以撐開排氣口I末端的開口。
[0043]冷鐓機13是一種通過鐓頭15來鐓平折邊12，使得折邊12變成翻邊4，以使得翻邊4貼緊法蘭2端面的設(shè)備，根據(jù)冷鐓方法來說，冷鐓機是在常溫下對金屬坯料施加一定的壓力，使之在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑變，按規(guī)定的形狀和尺寸成型。鐓頭15是一種端面平整的加工工具。
【權(quán)利要求】
1.一種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括管(I)和套于管端部的法蘭(2)，法蘭⑵內(nèi)側(cè)的管⑴為徑向向外擴張的凸環(huán)(3)，法蘭⑵外側(cè)的管⑴為徑向向外擴張的翻邊⑷，法蘭⑵被翻邊⑷壓緊在凸環(huán)⑶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的法蘭(2)外壁與管(I)外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布，法蘭(2)外壁與凸環(huán)(3)外壁之間設(shè)有玻璃纖維網(wǎng)格布。
3.—種管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于:它包括以下步驟: a、成型凸環(huán)(3):將管⑴裝夾在夾模(5)上，從管⑴一端沿管⑴軸線插入剛性材料制成的芯棒(6)，從管(I)另一端沿管(I)軸線插入彈性材料制成的柱形尼龍(7)，使得柱形尼龍(7) —個端面與芯棒(6) —個端面抵緊；將芯棒(6)定位在夾模(5)上，通過擠壓機(8)的沖頭(9)對柱形尼龍(7)施加一個沿管(I)軸線的力以使得柱形尼龍(7)與芯棒(6)接觸一端發(fā)生局部堆積并膨脹，從而局部撐開管(I)側(cè)壁形成凸環(huán)(3); b、將柱形尼龍(7)從管⑴抽出，將芯棒(6)從管⑴退出，打開夾模(5)并取出管(I); c、成型翻邊(4):將管(I)安裝夾具(10)上，先把玻璃纖維網(wǎng)格布纏繞在管(I)靠近凸環(huán)⑶的端部，再把法蘭⑵套合在管⑴外，開啟旋壓機(11)，通過旋壓機(11)上的轉(zhuǎn)頭(14)對管(I)端口進行旋轉(zhuǎn)壓縮以形成折邊(12);開啟冷鐓機(13)，通過冷鐓機(13)上的鐓頭(15)對折邊(12)進行壓平以形成翻邊⑷； d、取出管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管與法蘭的連接結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于:所述的步驟a中的柱形尼龍(7)是由特氟龍制成的。
【文檔編號】F16L23/16GK104500882SQ201410704748
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】董阿能, 白永潔 申請人:寧波泰爾汽車部件有限公司