[發(fā)明專利]殼臺或管臺成形工藝及其所用的反擠壓模

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210142656.8
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN103386585A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏旭濤
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山永年先進(jìn)制造技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21J5/00;B21J5/08;B21C23/20;B21C25/02;B21C25/04
• 代理公司: 昆山四方專利事務(wù)所 32212
• 代理人: 盛建德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬加工工藝方法及其相關(guān)模具，特別涉及一種殼臺或管臺成形工藝及其所用的反擠壓模。

背景技術(shù)

隨著核電，重石化，海洋工程等領(lǐng)域的發(fā)展，對大型超高壓壓力容器和管件、泵體、閥體要求越來越高，特別對殼臺結(jié)構(gòu)（圖12）和管臺結(jié)構(gòu)（圖13）的一體化成形要求越來越普遍。所謂殼臺結(jié)構(gòu)件和管臺結(jié)構(gòu)件在本質(zhì)上是一致的，都是在帶有一定曲率的表面上隆起一個凸臺。在殼體表面上隆起凸臺稱為殼臺結(jié)構(gòu)；在管件表面上隆起凸臺稱為管臺結(jié)構(gòu)，管臺為殼臺的一種特殊情況，凸臺與殼體和管體的交線為空間曲線，不允許空間曲線焊接，空間曲線部位需一次即一體化成形，具有管臺結(jié)構(gòu)的重型鍛件的生產(chǎn)由于大噸位壓機(jī)等制造設(shè)備的限制，其制造工藝一直局限于局部粗放式的自由鍛成形工藝。目前國內(nèi)重型機(jī)械制造廠和相關(guān)的工藝研發(fā)者均基于現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，主要基于自由鍛成形方式，該種方式對制造設(shè)備的要求非常高，生產(chǎn)制造成本高，且成形的產(chǎn)品強(qiáng)度低，易發(fā)生斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)以上不足，本發(fā)明提供了一種殼臺或管臺成形工藝及其所用的反擠壓模，該殼臺或管臺成形工藝形成的殼臺一體結(jié)構(gòu)，連接位置無焊縫，殼臺內(nèi)部無裂紋和缺陷，殼臺的可靠性和強(qiáng)度高。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種殼臺或管臺成形工藝，其步驟如下：

步驟一：鋼錠鐓粗：將鋼錠去除冒口和底部后，鐓粗頭對鋼錠施加鐓粗載荷，進(jìn)而獲得鋼坯；

步驟二：殼坯或管坯擠壓成形：將步驟一中所得的鋼坯放置于管坯反擠壓筒內(nèi)，采用反擠壓芯軸將鋼坯擠壓成管坯或者將鋼坯放置于殼坯反擠壓模內(nèi)，采用反擠壓軸將鋼坯反擠壓成殼坯；

步驟三：采用虛擬模原理的模具對殼坯或管坯局部反擠壓完成殼臺或管臺的一體化成形：在上述步驟中成形的殼坯固定于支撐模上或?qū)⒐芘鞴潭ㄓ谥屋S上，在需要成形殼臺或管臺位置的外緣安裝虛擬模壓邊圈，對殼坯或管坯施加壓邊力，并在與壓邊力施加的同時或之后，采用反擠壓沖頭在殼臺或管臺位置對殼坯或管坯施加徑向的反擠壓力，進(jìn)而完成殼臺或管臺結(jié)構(gòu)的一體化成形。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟一為鋼錠閉式鐓粗，鋼錠將放置于鐓粗模內(nèi)，鐓粗頭對鋼錠施加鐓粗載荷，使鋼錠在鐓粗模的約束下進(jìn)行閉式鐓粗，進(jìn)而獲得優(yōu)質(zhì)鋼坯。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟一與步驟二之間還設(shè)有鋼坯拔長工序：采用快鍛液壓機(jī)帶動型砧對鋼坯進(jìn)行拔長，同時使鋼坯形成具有臺階的軸狀結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟二中管坯擠壓成形包括如下步驟：先穿孔：將經(jīng)過鐓粗的鋼坯放置于穿孔模具內(nèi)，芯墊無孔的一段堵設(shè)于穿孔模腔下方，穿孔沖頭沿鋼坯中心線穿孔形成桶狀結(jié)構(gòu)，然后推拉芯墊使芯墊有孔的一段位于穿孔模腔下方，穿孔沖頭繼續(xù)向下沖切桶底，將桶底切除，形成一個貫穿孔；再進(jìn)行擴(kuò)孔：將穿孔的鋼坯放入擴(kuò)孔模具內(nèi)，整形芯軸插設(shè)于貫穿孔下端，直徑大于穿孔沖頭的擴(kuò)孔沖頭沿中心向下運動，反擠壓鋼坯，以擴(kuò)大鋼坯內(nèi)孔，最終形成管坯。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟二和步驟三之間還設(shè)有管坯的芯軸拔長工序：采用快鍛液壓機(jī)帶動型砧對管坯進(jìn)行拔長，同時在管坯外側(cè)形成臺階。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擴(kuò)孔后，通過反擠壓模具進(jìn)行反擠壓減外徑、減壁厚并增長管坯的長度工序：將管坯放置于管坯反擠壓筒內(nèi)，反擠壓芯軸固定置于管坯內(nèi)孔中，中空的減徑減壁反擠壓沖頭以擠壓模內(nèi)徑為導(dǎo)向并沿其內(nèi)壁運動，擠壓管坯縮小其外徑、壁厚，并增加其長度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反擠壓模具的中空的減徑減壁反擠壓沖頭的頂部為斜口結(jié)構(gòu)（即斜口中空沖頭），所述斜口結(jié)構(gòu)的斜度與管臺位置相匹配，所述具有斜口結(jié)構(gòu)的中空的減徑減壁反擠壓沖頭向下運動，并擠壓中空的管坯將其外徑縮小，同時形成半個凸臺結(jié)構(gòu)；然后將該管坯倒置反向定位于反擠壓筒內(nèi)，并用中空斜口支撐支撐已減輕減薄的管坯，再用具有斜口結(jié)構(gòu)的中空的減徑減壁反擠壓沖頭向下運動并擠壓管坯的另一端，完成完整的柱狀凸臺結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三中，虛擬模壓邊圈與管坯外壁或殼坯外壁接觸的一側(cè)設(shè)有圓角、倒角和倒角后再加上圓角結(jié)構(gòu)中的一種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述與殼坯或管坯接觸一端的虛擬模壓邊圈寬度是殼坯或管坯壁厚度A的1-6倍。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述虛擬模壓邊圈與殼坯或管坯側(cè)壁接觸的表面為具有多峰結(jié)構(gòu)的粗糙面，位于殼坯或管坯內(nèi)的支撐模外側(cè)壁表面也為具有多峰結(jié)構(gòu)的粗糙面，所述多峰結(jié)構(gòu)的峰谷深度為0.1-5mm，峰間距為0.1-10mm。