一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺的制作方法
【专利摘要】一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺，先进行管件坯料的加热和内外模具的预热，将管件夹持，通过夹具带动管件匀速进给，内模保持不动，在内模圆锥台的作用下，管件端部直径开始扩大，形成喇叭状，然后内模具与管件保持一定的速度比同向运动，管件端部不断发生塑性变形填充型腔，达到聚料的目的，聚料完成后更换内、外模具，内模具以合适的速度反向运动，坯料发生变形完成镦粗的步骤，最终填满型腔，达到所需的头部法兰形状，整个工艺简单，取代了原有的焊接结构，使得制备的管件质量性能好，且生产效率高，绿色环保。能够连续实现聚料与镦粗过程，管件装夹后一次成型，效率很高。
【专利说明】一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于金属塑性成形【技术领域】，具体涉及一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺。
【背景技术】
[0002]铁路货车的空气制动系统对于货车的行车安全至关重要，其制动管系的连接方式很大程度决定了制动系统的质量，在管系连接方式中，法兰连接为应用最广泛和最成熟的方案，传统的法兰连接方式是将接头体焊接在不锈钢管系两端，把法兰套在接头体上，再用螺栓紧固法兰，然而这种方式存在着很多不足之处，例如接头体和管件间的焊接会造成环境污染，另外焊接的质量不良容易造成裂纹和泄漏，甚至发生断裂，严重影响着行车安全，所以，一种新的一体式法兰管必然成为发展趋势，而管件头部法兰的成型工艺是该一体式法兰管的关键技术，目前还没有这种成型工艺。
【发明内容】
[0003]为了克服上述连接方式的缺点，本发明的目的在于提出一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺，取消了接头体的焊接结构，从而能够保证连接质量，并且生产效率高，绿色环保。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0005]一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺，包括以下步骤:
[0006]I)针对金属管件坯料4，使用感应加热装置2将管件坯料4所需加工的一端加热到再结晶温度以上，对外模具I和内模具5也进行预热，预热温度为350?450°C ；
[0007]2)加热过的管件还料4右端由夹具3夹持住，同时以8mm/s?12mm/s的速度V1沿着轴向进给，此时外模具I和内模具5固定不动，管件坯料4在内模具5右端圆锥面的作用下，直径扩大，形成喇叭状；
[0008]3)管件坯料4即将填满型腔时，内模具5开始以小于速度V1的速度V2向左运动，速度V1和V2按照确定的速度比，以坯料刚好要填充满型腔为准，同时，管件坯料4仍经夹具3夹持保持匀速进给，不断发生塑性变形，逐步填充型腔；
[0009]4)内模具5向左运动达到预先设定的位移后，停止内模具5和夹具3的运动，该位移使得聚料体积等于将要成型的法兰体积，完成聚料的目的；
[0010]5)保持管件坯料4的位置，更换内模具5、外模具1，内模具5以4mm/s?6mm/s的速度V3向右运动，夹具3和管件坯料4保持固定，完成镦粗的步骤，使得坯料形成所需的头部法兰形状；
[0011 ] 6)加工完成后将外模具I和夹具3对半拆除，将内模具5取出，即可得到加工成型的管件。
[0012]本发明具有以下优点:
[0013]一、工艺简单，取消了原来管件上焊接的接头体结构，从而大大提高了管件质量，并且绿色环保。
[0014]二、能够连续实现聚料与镦粗过程，通过控制速度比可以满足不同材料的聚料工艺要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是需要成形的管件法兰端形状尺寸。
[0016]图2是加工前管件装夹示意图。
[0017]图3是聚料工步的第一阶段示意图。
[0018]图4是聚料工步的第二阶段示意图。
[0019]图5是更换内外模具后的镦粗工艺步骤示意图。
图6是工艺完成的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0021]一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺，包括以下步骤:
[0022]I)针对金属管件坯料4，所要成形的管件端部形状如图1所示，使用感应加热装置2将管件坯料4所需加工的一端加热到再结晶温度以上，对外模具I和内模具5也进行预热，预热温度为350?450°C ；
[0023]2)参照图2，加热过的管件坯料4右端由夹具3夹持住，同时以8mm/s?12mm/s的速度V1沿着轴向进给，此时外模具I和内模具5固定不动，管件坯料4在内模具5右端圆锥面的作用下，直径扩大，形成喇叭状；
[0024]3)如图3所示，管件坯料4即将填满型腔时，内模具5开始以小于速度V1的速度V2向左运动，速度V1和速度V2按照确定的速度比，以坯料刚好要填充满型腔为准，同时，管件坯料4仍经夹具3夹持保持匀速进给，不断发生塑性变形，逐步填充型腔；
[0025]4)如图4所示，内模具5向左运动达到预先设定的位移后停止内模具5和夹具3的运动，该位移使得聚料体积等于将要成型的法兰体积，完成聚料的目的；
[0026]5)如图5所示，保持管件坯料4的位置，更换内模具5、外模具1，内模具5以4_/s?6mm/s的速度V3向右运动，夹具3和管件坯料4保持固定，完成镦粗的步骤，使得坯料形成所需的头部法兰形状，如图6所示；
[0027]6)加工完成后将外模具I和夹具3对半拆除，将内模具5取出，即可得到加工成型的管件。
【权利要求】
1.一种超长管头部法兰的轴向推入聚料与镦粗复合工艺，其特征在于，包括以下步骤:1)针对金属管件坯料(4)，使用感应加热装置(2)将管件坯料(4)所需加工的一端加热到再结晶温度以上，对外模具(I)和内模具(5)也进行预热，预热温度为350?450°C ； 2)加热过的管件还料⑷右端由夹具(3)夹持住，同时以8mm/s?12mm/s的速度V1沿着轴向进给，此时外模具⑴和内模具(5)固定不动，管件坯料⑷在内模具(5)右端圆锥面的作用下，直径扩大，形成喇叭状； 3)管件坯料⑷即将填满型腔时，内模具(5)开始以小于速度V1的速度V2向左运动，速度V1和V2按照确定的速度比，以坯料刚好要填充满型腔为准，同时，管件坯料(4)仍经夹具(3)夹持保持匀速进给，不断发生塑性变形，逐步填充型腔； 4)内模具(5)向左运动达到预先设定的位移后停止内模具5和夹具3的运动，该位移使得聚料体积等于将要成型的法兰体积，完成聚料的目的； 5)保持管件坯料⑷的位置，更换内模具(5)、外模具(1)，内模具(5)以4mm/s?6_/s的速度V3向右运动，夹具(3)和管件坯料(4)保持固定，完成镦粗的步骤，使得坯料形成所需的头部法兰形状； 6)加工完成后将外模具(I)和夹具(3)对半拆除，将内模具(5)取出，即可得到加工成型的管件。
【文档编号】B21D41/02GK104175066SQ201410319908
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】赵升吨, 朱骏, 张琦, 崔敏超, 陈超, 景飞 申请人:西安交通大学