十字阀全纤维多向模锻成型模具及系统的制作方法

1.本实用新型涉及模锻成型制造技术领域，特别是涉及一种十字阀全纤维多向模锻成型模具及系统。


背景技术：

2.目前我国高端阀门依赖进口。随着世界经济回暖，我国阀门产品的进出口也有所增长，但由于在高端技术上与国外的厂商相比仍存在较大差距，今后一段时期内，产品技术将成为制约我国阀门产品发展的一个瓶颈。如今随着我国经济与科技的大发展，阀门的品种也在不断增加，应用阀门的行业也越来越多，如石化行业、炼油行业、核电行业、火电行业等都有广泛的使用。而越来越多的行业应用也对阀门有更多新的要求，对阀门质量与技术要求也越来越高。除此之外，建筑行业以及特殊的行业都需要应用阀门。阀门的用途是十分广泛，在很多企业都有使用，这就充分说明阀门的发展十分迅速，前景良好。我国阀门行业在产业结构、工业阀门的产业链，以及行业的专业化程度上均与国外企业存在较大的差距，技术力量非常薄弱，设备简陋，产品大多数都是模仿生产，特别是给排水用的低压阀门问题严重但上述问题并不影响未来我国阀门行业的广阔前景。这主要得益于国家政策的支持和阀门产品市场的强劲需求，尤其是几项世纪工程“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等项目的开工需要大量的阀门产品配套。
3.例如，石油化工装备需要使用大型十字阀体。其使用的大型十字阀体使用于严苛环境，对于性能的要求非常高。现有技术采用自由锻工艺制造十字阀，其原材料利用率低，传统工艺是先锻造出大方块，再机加工车铣出十字形阀体，最后掏空阀体空腔。原材料利用率只有50％。金属纤维流线不连续，在加工后原始锻造金属纤维流线被破坏，机械性能例如疲劳寿命下降。机加工时间长，机加费用高。将方块锻件加工至十字形阀体，需要加工大量多余部分，此过程耗费人工时间长，加工费用随之增高。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的十字阀全纤维多向模锻成型模具及系统，可以从材料成型方面确保阀体质量和性能。
5.具体地，本实用新型提供了一种十字阀全纤维多向模锻成型模具，其包括上模和下模，所述上模和所述下模之间形成模具型腔，所述模具型腔的内面与十字阀的外结构相适应。
6.可选地，所述模具型腔包括主腔和四个分支腔，四个所述分支腔沿所述主腔的周向均布，且每个所述分支腔连通与所述主腔；
7.所述主腔的上腔面设置有第一盲孔，每个所述分支腔的下表面设置有第二盲孔；
8.每个所述分支腔的远离所述主腔的一端的端面上设置有贯穿出所述十字阀全纤维多向模锻成型模具的贯穿孔。
9.可选地，所述主腔的一半、每个所述分支腔的一半和每个所述贯穿孔的一半处于所述上模上；
10.所述主腔的另一半、每个所述分支腔的另一半和每个所述贯穿孔的另一半处于所述下模上。
11.可选地，每个所述分支腔的每个侧面与相邻所述分支腔的相应侧面通过圆弧面连接。
12.可选地，所述上模和所述下模的厚度相等。
13.可选地，四个所述第二盲孔沿所述主腔的周向均布，四个所述分支腔的结构相同。
14.可选地，每个所述分支腔的每个侧面与远离所述主腔的一端的端面直接连接且垂直。
15.本实用新型还提供了种十字阀全纤维多向模锻成型系统，其包括上述任一种十字阀全纤维多向模锻成型模具。
16.可选地，所述十字阀全纤维多向模锻成型系统还包括第一锻压冲头、第二锻压冲头和四个第三锻压冲头；
17.所述第一锻压冲头用于挤压所述上模，所述第二锻压冲头用于挤压所述下膜，每个所述第三锻压冲头用于穿过一个所述贯穿孔锻压坯料。
18.本实用新型提供的十字阀全纤维多向模锻成型模具及系统中，采用多向模锻在特殊的模具内形成十字阀锻件。十字阀的流线分布合理，有助提高其力学性能。具体地，多向模锻获得的十字阀的金属流线沿锻件轮廓分布，有助于锻件力学性能有提高，此外，因多向模锻不产生飞边，也就是没有因为切边而产生流向未端外露的问题，这对十字阀的抗腐蚀性能尤为重要。另外，多向模锻获得的十字阀因在较高的静水应力、较高的等效应变条件下成形，其组织致密、内部缺陷易于消除。锻造过程中火次少，能源消耗低，生产效率高，坯料只需一次加热便能锻出十字阀，因而可减少生产工序和工时，降低模具投入，提高生产效率，减小能源消耗和减少加热设备，减少材料烧损及十字阀表面脱碳。坯料形状简单，模具对坯料的要求不高，无需预制坯工序。坯料一般为圆柱体或长方体，制坯简单、成本低廉。
19.本实用新型的十字阀全纤维多向模锻成型模具是在专用模锻设备上使用，使毛坯成型而获得十字阀，生产的十字阀尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生，产率高。即本实用新型提供的十字阀全纤维多向模锻成型模具获得的十字阀可提高原材料利用率，提高阀体力学性能，降低机加时间和成本。
20.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
21.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
22.图1是根据本实用新型一个实施例的十字阀全纤维多向模锻成型模具的示意性结构图；
23.图2是图1所示十字阀全纤维多向模锻成型模具中上模的示意性结构图；
24.图3是图2所示上模的示意性局部结构图；
25.图4是图1所示十字阀全纤维多向模锻成型模具中下模的示意性结构图；
26.图5是根据本实用新型一个实施例的十字阀全纤维多向模锻成型系统的示意性结构图。
具体实施方式
27.图1是根据本实用新型一个实施例的十字阀全纤维多向模锻成型模具的示意性结构图。如图1所示，并参考图2、图3和图4，本实用新型实施例提供了一种十字阀全纤维多向模锻成型模具，包括上模21和下模22。上模21和下模22之间形成模具型腔30，模具型腔30的内面与十字阀的外结构相适应。具体地，模具型腔30包括主腔31和四个分支腔32，四个分支腔32沿主腔31的周向均布，且每个分支腔32连通与主腔31。主腔31的上腔面设置有第一盲孔33，每个分支腔32的下表面设置有第二盲孔34。每个分支腔32的远离主腔31的一端的端面上设置有贯穿出十字阀全纤维多向模锻成型模具的贯穿孔35。
28.利用上模21、下模22和多个贯穿孔35与冲头的配合，进行多向模锻，最终在模具型腔30内获得十字阀。具体地，通过多向模锻锻压机，将坯料放置在模具型腔30中，一火成型，因此提高了原材料利用率，同时也保证了获得十字阀的金属纤维流线的延续性，使质量得到很好地控制，同时由于直接锻制十字阀外形，仅有少量的外形加工工作量，减少了机加工时间成本，从而获得了更高的经济效益。
29.在本实用新型的一下优选的实施例中，如图2至图4所示，上模21和下模22的厚度相等。主腔31的一半、每个分支腔32的一半和每个贯穿孔35的一半处于上模21上。主腔31的另一半、每个分支腔32的另一半和每个贯穿孔35的另一半处于下模22上。四个第二盲孔34沿主腔31的周向均布，四个分支腔32的结构相同。每个分支腔32的每个侧面36与相邻分支腔32的相应侧面36通过圆弧面37连接。每个分支腔32的每个侧面36与远离主腔31的一端的端面38直接连接且垂直。
30.在本实用新型的一些替代性实施例中，上模21中仅具有第一盲孔33。模具型腔30的其余部分均形成在下模22中，上模21封闭下模22的上开口，上模21和下模22限定出上述模具型腔30。
31.图5是根据本实用新型一个实施例的十字阀全纤维多向模锻成型系统的示意性结构图。如图5所示，本实用新型实施例还提供了一种十字阀全纤维多向模锻成型系统，其包括上述任一实施例中的十字阀全纤维多向模锻成型模具。
32.进一步地，十字阀全纤维多向模锻成型系统还可包括第一锻压冲头41、第二锻压冲头42和四个第三锻压冲头43。第一锻压冲头41用于挤压上模21，第二锻压冲头42用于挤压下膜，每个第三锻压冲头43用于穿过一个贯穿孔35锻压坯料。
33.本实用新型实施例提供的十字阀全纤维多向模锻成型模具及系统中，采用多向模锻在特殊的模具内形成十字阀锻件。十字阀的流线分布合理，有助提高其力学性能。具体地，多向模锻获得的十字阀的金属流线沿锻件轮廓分布，有助于锻件力学性能有提高，此外，因多向模锻不产生飞边，也就是没有因为切边而产生流向未端外露的问题，这对十字阀的抗腐蚀性能尤为重要。另外，多向模锻获得的十字阀因在较高的静水应力、较高的等效应变条件下成形，其组织致密、内部缺陷易于消除。锻造过程中火次少，能源消耗低，生产效率
高，坯料只需一次加热便能锻出十字阀，因而可减少生产工序和工时，降低模具投入，提高生产效率，减小能源消耗和减少加热设备，减少材料烧损及十字阀表面脱碳。坯料形状简单，模具对坯料的要求不高，无需预制坯工序。坯料一般为圆柱体或长方体，制坯简单、成本低廉。
34.本实用新型的十字阀全纤维多向模锻成型模具是在专用模锻设备上使用，使毛坯成型而获得十字阀，生产的十字阀尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生，产率高。即本实用新型提供的十字阀全纤维多向模锻成型模具获得的十字阀可提高原材料利用率，提高阀体力学性能，降低机加时间和成本。
35.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。