CN104139278A

CN104139278A - 石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺

Info

Publication number: CN104139278A
Application number: CN201410298653.2A
Authority: CN
Inventors: 吴剑; 戴玉同; 徐锋; 朱乾浩; 苏晓芳
Original assignee: ZHANGJIAGANG HAILU ANNULAR FORGINGS CO Ltd
Current assignee: ZHANGJIAGANG HAILU ANNULAR FORGINGS CO Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2014-11-12

Abstract

本发明公开了石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，包括制坯、复合轧制及切割；首先制作初坯，初坯的高度比石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的高度的二倍低2～3mm；然后使用主轧辊、两个副轧辊及芯辊对初坯进行复合轧制，主轧辊和两个副轧辊呈品字形摆放，芯辊在它们中间；在轧制中，初坯置于芯辊上，主轧辊自转并同时向下运动挤压初坯，两个副轧辊紧贴初坯并随着初坯的变形向外运动，制得组合环锻件；然后把组合环锻件沿着其上下端面的对称面切开，得到两个石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯，其优点是：使用所述工艺一次锻造就能快速地加工出两个与石油输送法兰阀盖环锻件尺寸相近的毛坯，降低精车加工的难度，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺

技术领域

本发明涉及环锻件的轧制领域，具体涉及石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺。

技术背景

法兰阀盖环锻件在石油输送设备中应用十分的广泛。目前，石油输送用法兰阀盖环锻件的生产方法为：以圆柱形坯钢为原料，经下料、锻造制坯辗环制得石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯，然后经热处理、精车加工后，得到石油输送用法兰阀盖环锻件；其中制作毛坯的常用方法是在普通轧环机上使用一个主轧模来成型毛坯的外部轮廓，此种方法的缺点是：石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的外轮廓上有很深的凹槽，由于深凹槽环件的轧制比小，会导致环件的直径扩大与轮廓充形不能同步，深凹槽不能完全成型,最后制得毛坯的尺寸及外形与想要制造的零件的尺寸及外形相差很大，加大了后续精车加工的难度,浪费了人工和原料，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能快速、简单和精确地加工出与石油输送用法兰阀盖环锻件尺寸相近的毛坯的制造工艺。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺,包括制坯、复合轧制及切割三个过程，其特点是:

（1）在制坯中，首先对下料所得棒料段进行镦粗，然后对镦粗后的棒料进行冲透孔，最后进行镦平制得初坯，初坯的高度比石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的高度的二倍低2～3mm；

（2）在复合轧制中,首先需要制作如下工装:主轧辊、第一副轧辊、第二副轧辊, 主轧辊从上至下依次为上环形凸台、上环形凹槽、中上环形凸台、中环形凹槽、中下环形凸台、下环形凹槽、下环形凸台，上环形凹槽与中上环形凸台之间由上环形斜面连接，下环形凹槽与中下环形凸台之间由下环形斜面连接，上环形斜面呈截头圆锥形，中上环形凸台与中环形凹槽之间由中上环形斜面连接，中下环形凸台与中环形凹槽之间由中下环形斜面连接，中上环形斜面呈倒截头圆锥形；上环形凸台和下环形凸台、上环形凹槽和下环形凹槽、中上环形凸台和中下环形凸台、上环形斜面和下环形斜面、中上环形斜面和中下环形斜面都以中环形凹槽为中心上下对称；上、下环形凸台的内侧面之间距离等于石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的高度的二倍；上、下环形凸台在轧制过程中遮挡在环形初坯的上、下端面上；第一、第二副轧辊的工作面轮廓与主轧辊的工作面轮廓相同；然后进行复合轧制，复合轧制使用的芯辊的形状为圆柱型，主轧辊设置于第一、第二副轧辊的上方，第一、第二副轧辊设置在主轧辊的两侧且主轧辊和第一、第二副轧辊的轴线平行，主轧辊的轴线与水平面平行，芯辊设置于主轧辊的正下方且位于第一、第二副轧辊的上方，初坯通过其上的透孔置于芯辊上，初坯位于主轧辊和第一、第二副轧辊之间，同时初坯的上下端面位于主轧辊的上、下环形凸台之间；在轧制过程中，主轧辊自转并同时向下运动，芯辊不能移动但可从动旋转，初坯被主轧辊带动旋转且受到主轧辊和芯辊的挤压产生塑性变形，第一、第二副轧辊对初坯有100～250N的作用力，第一、第二副轧辊被初坯带动旋转且随着初坯的塑性变形向外运动，最后制得由两个石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯对称叠合连接构成的组合环锻件；

（3）在切割中，把上述组合环锻件沿着其上下端面的对称面切开，得到两个形状相同的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯。

进一步的，前述石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其中：在主轧辊的下方、以及第一、第二副轧辊的外侧分别设置有限位传感器，限位传感器的位置与组合环锻件外轮廓相对应，使得主轧辊的向下运动和第一、第二副轧辊的向外运动分别具有一个与组合环锻件外轮廓相对应的停止位置。

进一步的，前述石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其中：第一、第二副轧辊的工作面直径比主轧辊的工作面直径小。

进一步的，前述石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其中：第一、第二副轧辊的外形尺寸相同。

进一步的，前述石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其中：所述主轧辊的上环形凹槽与上环形凸台、以及与上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中上环形凸台与上环形斜面、以及与中上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中环形凹槽与中上环形斜面、以及与中下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中下环形凸台与中下环形斜面、以及与下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；下环形凹槽与下环形斜面、以及与下环形凸台之间的过渡处都为圆弧。

本发明的优点是：使用本发明所述工艺能快速、简单和精确地加工出与石油输送用法兰阀盖环锻件尺寸相近的毛坯，并且只需一次轧制辗环就可以生产两个石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯，不仅降低了精车加工的难度，节约了原料，而且大大提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为初坯的结构示意图。

图2为主轧辊的结构示意图。

图3为复合轧制原理图。

图4为组合环锻件的结构示意图。

图5为石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的结构示意图(虚线为石油输送用法兰阀盖环锻件的外轮廓)。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺,包括制坯、复合轧制及切割三个过程，其特点是：

（1）在制坯中，首先对下料所得棒料段进行镦粗，然后对镦粗后的棒料进行冲透孔11，最后进行镦平制得初坯1，初坯1的高度比石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯5的高度的二倍低2～3mm；初坯1高度的限定是为了使初坯1在开始轧制时，能顺利的进入主轧辊2的上、下环形凸台21、211之间；

（2）在复合轧制中,首先需要制作如下工装:主轧辊2、第一副轧辊3、第二副轧辊31,主轧辊2从上至下依次为上环形凸台21、上环形凹槽22、中上环形凸台23、中环形凹槽24、中下环形凸台231、下环形凹槽221、下环形凸台211，上环形凹槽22与中上环形凸台23之间由上环形斜面25连接，下环形凹槽221与中下环形凸台231之间由下环形斜面251连接，上环形斜面25呈截头圆锥形，中上环形凸台23与中环形凹槽24之间由中上环形斜面26连接，中下环形凸台231与中环形凹槽24之间由中下环形斜面261连接，中上环形斜面26呈倒截头圆锥形；上环形凸台21和下环形凸台211、上环形凹槽22和下环形凹槽221、中上环形凸台23和中下环形凸台231、上环形斜面25和下环形斜面251、中上环形斜面26和中下环形斜面261都以中环形凹槽24为中心上下对称，上、下环形凸台21、211的内侧面之间距离等于石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯5的高度的二倍；上、下环形凸台21、211在轧制过程中遮挡在初坯1的上、下端面上；第一、第二副轧辊3、31的工作面轮廓与主轧辊2的工作面轮廓相同；在主轧辊2上设置的上、下环形凸台21、211,可以在辗环开始时就遮挡在初坯1的两端面，从而与初坯1形成一个闭式型腔，防止初坯1在轧制时上下窜动，并且初坯1的高度受到上、下环形凸台21、211的限制，从而省去了轴向轧制力，既保证了毛坯的尺寸精度，又使轧制设备得到了简化；在主轧辊2上设置的上、下环形斜面25、251和中上、中下环形斜面26、261，可以使石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯5表面的深凹槽更加容易成型；在本实施例中，所述主轧辊2的上环形凹槽22与上环形凸台21、以及与上环形斜面25之间的过渡处都为圆弧；中上环形凸台23与上环形斜面25、以及与中上环形斜面26之间的过渡处都为圆弧；中环形凹槽24与中上环形斜面26、以及与中下环形斜面261之间的过渡处都为圆弧；中下环形凸台231与中下环形斜面261、以及与下环形斜面251之间的过渡处都为圆弧；下环形凹槽221与下环形斜面251、以及与下环形凸台211之间的过渡处都为圆弧；第一、第二副轧辊3、31的外形尺寸相同且它们的工作面直径比主轧辊2的工作面直径小，其中主轧辊和两个副轧辊的工作面直径都包括上环形凸台和下环形凸台的直径、上环形凹槽和下环形凹槽的直径、中上环形凸台和中下环形凸台的直径、中环形凹槽的直径；相关部位的过渡处为圆弧，有利于金属的流动，使充形更加充分，提高了毛坯的尺寸精度；两个副轧辊的工作面直径比主轧辊2的工作面直径小，能使轧制设备变得紧凑，能耗得到减低；然后进行复合轧制，复合轧制使用的芯辊311的形状为圆柱型，主轧辊2设置于第一、第二副轧辊3、31的上方，第一、第二副轧辊3、31设置在主轧辊2的两侧且主轧辊2和第一、第二副轧辊3、31的轴线平行，主轧辊2的轴线与水平面平行，芯辊311设置于主轧辊2的正下方且位于第一、第二副轧辊3、31的上方，初坯1通过其上的透孔11置于芯辊311上，初坯1位于主轧辊2和第一、第二副轧辊之间，同时初坯1的上下端面位于主轧辊2的上、下环形凸台21、211之间；在轧制过程中，主轧辊2自转并同时向下运动，芯辊311不能移动但可从动旋转，初坯1被主轧辊2带动旋转且受到主轧辊2和芯辊311的挤压产生塑性变形，第一、第二副轧辊3、31对初坯1有100～250N的作用力，第一、第二副轧辊3、31被初坯1带动旋转且随着初坯1的塑性变形向外运动，最后制得由两个石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯5对称叠合连接构成的组合环锻件4；两个副轧辊对初坯1的作用力，可以使两个副轧辊的工作面轮廓一直紧贴初坯1的外轮廓，起到局部连续成型的作用，但是作用力不能太小或者太大，作用力太小会使贴合不紧密，导致成型不充分，作用力太大会使初坯1在径向产生塑形变形，降低轧环件的圆度。在本实施例中，在主轧辊2的下方、以及第一、第二副轧辊3、31的外侧分别设置有限位传感器，限位传感器的位置与组合环锻件4外轮廓相对应，使得主轧辊2的向下运动和第一、第二副轧辊3、31的向外运动分别具有一个与组合环锻件4外轮廓相对应的停止位置；主轧辊2和两个副轧辊3、31在到达停止位置后会立即停止移动，这样就防止了由于毛坯的不规范变形，导致主轧辊2和两个副轧辊3、31的过量移动，保证了轧环件的尺寸精度和圆度；

（3）在切割中，把上述组合环锻件4沿着其上下端面的对称面切开，得到两个形状相同的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯5。

本发明的有益效果为：本发明所述工艺使用主轧辊和两个副轧辊对初坯进行连续局部成型，使初坯变形均匀，深槽可完全成型，降低了后续精车加工的难度，减少了原料的耗损，使生产成本得到降低，并且锻件中的金属流线呈仿形分布，提高了锻件的机械性能；使用本发明所述工艺只需一次轧制碾环就可以生产出两个石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯，提高了生产效率，适合批量生产。

Claims

1.石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺,包括制坯、复合轧制及切割三个过程，其特征在于:

2.根据权利要求1所述的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其特征在于：在主轧辊的下方、以及第一、第二副轧辊的外侧分别设置有限位传感器，限位传感器的位置与组合环锻件外轮廓相对应，使得主轧辊的向下运动和第一、第二副轧辊的向外运动分别具有一个与组合环锻件外轮廓相对应的停止位置。

3.根据权利要求1所述的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其特征在于：第一、第二副轧辊的工作面直径比主轧辊的工作面直径小。

4.根据权利要求1或3所述的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其特征在于：第一、第二副轧辊的外形尺寸相同。

5.根据权利要求1或3所述的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其特征在于：所述主轧辊的上环形凹槽与上环形凸台、以及与上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中上环形凸台与上环形斜面、以及与中上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中环形凹槽与中上环形斜面、以及与中下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中下环形凸台与中下环形斜面、以及与下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；下环形凹槽与下环形斜面、以及与下环形凸台之间的过渡处都为圆弧。

6.根据权利要求4所述的石油输送用法兰阀盖环锻件毛坯的制造工艺，其特征在于：所述主轧辊的上环形凹槽与上环形凸台、以及与上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中上环形凸台与上环形斜面、以及与中上环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中环形凹槽与中上环形斜面、以及与中下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；中下环形凸台与中下环形斜面、以及与下环形斜面之间的过渡处都为圆弧；下环形凹槽与下环形斜面、以及与下环形凸台之间的过渡处都为圆弧。