一种带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形模组的制作方法

本实用新型涉及材料加工技术领域的金属塑性成形工艺，具体涉及一种带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形模组。

背景技术：

结合图1、图2所示的带手柄法兰球阀阀体锻件，主要由左法兰a、右法兰b、中间型腔c和手柄法兰d组成。中间型腔c紧靠左法兰a，手柄法兰d位于中间型腔c的正上方。由于传统的锻造方法，不能锻出中间型腔c，为节约成本，此类阀体毛坯，基本上采用铸造方法来制造。

带手柄法兰球阀阀体，如果采用传统的锻造成形，其工艺流程为：下料→加热→制坯(分料)→墩粗右法兰→预锻(预成形)→终锻成形→切边，共7道工序。其存在的主要问题是：

(1)中间型腔不能锻出，需要机械加工来完成，制造成本高；

(2)采用开式锻造，毛坯有飞边，需要切边；

(3)材料浪费严重，通过机械加工成形的中间型腔及切掉的飞边均成废料；

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题进行改进，提供一种带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形模组，减少工序、无飞边产生、零件材料利用率高、生产效率高、制造成本低。

为此，本实用新型提供的一种带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形模组，所述带手柄法兰球阀阀体锻件包括左法兰、右法兰、中间型腔和手柄法兰，所述中间型腔紧靠左法兰，手柄法兰位于中间型腔的正上方，所述锻造成形模组包括制坯模和终锻模；

所述制坯模包括制坯上凸模、制坯下凹模、顶料杆和垫板；所述制坯上凸模包括顶板安装板、中间柱和锥形底部，所述中间柱包括圆柱和在圆柱外壁侧向延伸的小柱，且圆柱与小柱的底面齐平；所述制坯下凹模的内腔分为型腔上部和型腔下部，所述型腔上部截面与中间柱的底面匹配，型腔上部的高度大于锥形底部的高度，型腔下部为圆柱孔，且圆柱、锥形底部、圆柱孔同轴设置，圆柱、圆柱孔、锥形底部、小柱的横截面积依次递减；所述垫板位于制坯下凹模的内腔底部，顶料杆由下向上穿过下凹模抵在垫板上，制坯上凸模朝制坯下凹模运动，直至中间柱的底面与制坯下凹模的内腔顶面齐平实现合模，工件成形后，制坯上凸模向上运动，顶料杆推动垫板并带动工件向上运动，实现脱模；

所述终锻模包括终锻上凸模、终锻下凸模、模座、左半模和右半模，终锻模整体左右对称，所述终锻下凸模由下向上穿过模座伸入左半模与右半模围成的腔体内；所述左半模与右半模相向运动合拢后，终锻上凸模向下运动的同时，终锻下凸模向上运动，最终成形带手柄法兰球阀阀体锻件，左法兰由终锻上凸模、左半模和右半模成形，右法兰、手柄法兰由左半模和右半模成形，中间型腔由终锻下凸模成形，工件成形后，终锻上凸模、终锻下凸模同时返回到初始位置后，左半模和右半模返回到初始位置。

本实用新型的有益效果：结合制坯模和终锻模，中间型腔直接锻出，无需后续机械加工；采用闭式模具，无飞边产生；以图1产品为例，采用传统锻造成形方法的下料重量为8.9Kg，本方法的下料重量为6.01Kg,相比之下，本方法节约的材料较传统方法高达32.4％，并减少了工序，降低了制造成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是带手柄法兰球阀阀体的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本实用新型的锻造成形模组的制坯模合模前的状态。

图4是本实用新型的锻造成形模组的制坯模合模后成形工件的状态。

图5是本实用新型的锻造成形模组的终锻模合模前的状态。

图6是本实用新型的锻造成形模组的终锻模的左半模与右半模合拢后的状态。

图7是本实用新型的锻造成形模组的终锻模成形工件的状态。

图8是采用本实用新型进行带手柄法兰球阀阀体锻件成形的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

结合图1、图2所示的带手柄法兰球阀阀体锻件，主要由左法兰a、右法兰b、中间型腔c和手柄法兰d组成。中间型腔c紧靠左法兰a，手柄法兰d位于中间型腔c的正上方，该锻件的中间型腔需要在锻造成形中完成。

首先需要制作锻造成形模组,包括制坯模和终锻模。

如图3、图4所示，制坯模主要由制坯上凸模1、制坯下凹模2、顶料杆3和垫板4组成。

制坯上凸模1包括顶板安装板1a、中间柱和锥形底部1c组成，三者一体成形，顶板安装板1a用于与动力部分相连，动力部分带动制坯上凸模1上下运动。中间柱包括圆柱1b和在圆柱1b外壁侧向延伸的小柱1d，且圆柱1b与小柱1d的底面齐平。圆柱1b与小柱1d的底面与预成形工件的上表面匹配，预成形工件带有手柄法兰的雏形。锥形底部1c用于预成形工件的中间型腔。

制坯下凹模2的内腔分为型腔上部2a和型腔下部2b，型腔上部2a截面与中间柱的底面匹配，用于预成形带有手柄法兰雏形的工件。型腔上部2a的高度大于锥形底部1c的高度，型腔下部2b为圆柱孔，且圆柱1b、锥形底部1c、圆柱孔同轴设置，圆柱1b、圆柱孔、锥形底部1c、小柱1d的横截面积依次递减。垫板4位于制坯下凹模2的内腔底部，顶料杆3由下向上穿过下凹模2抵在垫板4上，制坯上凸模1朝制坯下凹模2运动，直至中间柱的底面与制坯下凹模2的内腔顶面齐平实现合模，工件成形后，制坯上凸模1向上运动，顶料杆3推动垫板4并带动工件向上运动，实现脱模。

如图5—图7所示，终锻模主要由终锻上凸模5、终锻下凸模6、模座7、左半模8和右半模9，终锻模整体左右对称。终锻下凸模6呈杆状，由下向上穿过模座7伸入左半模8与右半模9围成的腔体内。左半模8与右半模9相向运动合拢后，终锻上凸模5向下运动的同时，终锻下凸模6向上运动，最终成形带手柄法兰球阀阀体锻件。

左法兰a由终锻上凸模5、左半模8和右半模9成形，右法兰b、手柄法兰d由左半模8和右半模9成形，中间型腔c由终锻下凸模6成形，工件成形后，终锻上凸模5、终锻下凸模6同时返回到初始位置后，左半模8和右半模9返回到初始位置。

最好是，终锻模的模座7顶部还设置有垫块10。

如图8所示，一种带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形方法，包括以下工艺步骤：

第一步：制作模具，包括制坯模和终锻模。

第二步：下料，按下料规格。

第三步：加热，将已按规格下好的棒料放入加热炉中，加热到始锻温度后出炉。

第四步：制坯，将出炉的棒材放入制坯模的制坯下凹模2中，制坯上凸模1朝制坯下凹模2运动，直至中间柱的底面与制坯下凹模2的内腔顶面齐平实现合模，将棒材压制成坯料形状后，制坯上凸模1向上运动，返回到初始位置，顶料杆3向上运动，推动垫板4并带动工件向上运动，将工件顶出下凹模，取出工件，完成一个工作循环。

第五步：分料，又称为掐腰，将制好坯的工件，轴线水平地放入两半圆形卡钳中，工件旋转，完成分料，即在工件腰间位置掐腰，使工件左右部分的材料分配均匀，便于终锻成形时材料能充满整个型腔。掐腰是锻件成形中常有的工序，在此不再赘述，在传统带手柄法兰球阀阀体锻件的锻造成形工艺中也有该步骤。

第六步：终锻成形，将分料完成的工件放入终锻模的终锻下凸模6上，模锻液压机的左右合模油缸向中间运动，带动左半模8与右半模9相向运动合拢，合拢后的左半模、右半模被锁定。之后，模锻液压机主油缸带动终锻上凸模5向下运动的同时，模锻液压机下油缸带动终锻下凸模6向上运动，最终成形带手柄法兰球阀阀体锻件，左法兰a由终锻上凸模5、左半模8和右半模9成形，右法兰b、手柄法兰d由左半模8和右半模9成形，中间型腔c由终锻下凸模6成形，工件成形后，先由终锻上凸模5、终锻下凸模6同时返回到初始位置，再由左半模8和右半模9返回到初始位置，最后取出工件，完成一个工作循环。