一种凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法与流程

本发明涉及法兰热处理，具体为一种凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法。

背景技术：

1、法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两台设备之间的连接，如减速机法兰。锻造工艺过程一般由以下工序组成，即选取优质钢坯下料、加热、成形、锻后冷却。锻造的工艺方法有自由锻、模锻和胎膜锻。生产时，按锻件质量的大小，生产批量的多少选择不同的锻造方法。模锻件尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的纤维组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。除了模锻的方式，还包括了碾环的方式对法兰进行塑形，辗环是连续的局部塑性成形工艺，与整体模锻成形工艺相比，具有大幅度降低设备吨位和投资、振动冲击小、节能节材、生产成本低、力学性能高等显著技术经济优点。

2、虽然碾环能够节省成本，但是相比于模锻的方式，碾环无法做到将法兰盘一次成型，或者需要单独预制具有复杂形状的碾环芯辊，进而增加了使用碾环工艺的成本。

技术实现思路

1、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法，包括底壳，所述底壳的顶部固定连接有模锤架，所述模锤架的侧面开设有放料口，所述模锤架的顶部开设有出气口，所述模锤架的内壁顶部固定连接有模锻锤，所述底壳的顶部放置有法兰盘，所述法兰盘的侧面滚动连接有塑形机构，所述底壳的顶部通过支架固定连接有电机，所述底壳的底部固定连接有换气机构，所述模锤架的内侧壁固定连接有热风机；

2、所述塑形机构包括芯辊一、滑动盘、凸壳和弹簧片，所述电机的输出端贯穿底壳的顶部并延伸至模锤架的内部，所述芯辊一固定连接在电机输出端的端面，所述芯辊一滚动连接在法兰盘的侧面，所述芯辊一的顶部开设有凹槽，所述滑动盘滑动连接在凹槽的内壁底部，所述凸壳固定连接在滑动盘的顶部并滑动连接在芯辊一的顶部，所述弹簧片固定连接在芯辊一凹槽的内壁，塑形机构用于对法兰盘的碾环操作，并在模锻锤下落之后，避免芯辊一、芯辊二和模锻锤发生碰撞。

3、进一步地，所述塑形机构还包括液压推杆，所述液压推杆的输出端通过套筒套设并转动连接在电机的输出端的侧面，所述液压推杆远离电机输出端的一侧通过固定板固定连接在底壳的内壁顶部，液压推杆伸长将之后能够加强芯辊一和法兰盘的紧贴程度，从而加快碾环的效果。

4、进一步地，所述塑形机构还包括固定架、转动架、开口架和芯辊二，所述固定架固定连接在底壳的内壁顶部，所述转动架通过转动栓转动连接在固定架的顶部，所述开口架滑动连接在转动架的侧面，所述芯辊二固定连接在开口架的顶部，所述芯辊二贯穿并滑动连接在底壳的顶部。

5、进一步地，所述塑形机构还包括弹簧一和限位杆，所述弹簧一固定连接在开口架的内壁顶部，所述弹簧一远离开口架的一侧固定连接在转动架的顶部，所述限位杆固定连接在开口架的内壁顶部，所述限位杆远离开口架的一端贯穿转动架的顶部并延伸至外部。

6、进一步地，所述换气机构包括中心轴、边缘轮和中心轮，所述中心轴转动连接在固定架的顶部，所述边缘轮套设并固定连接在中心轴的侧面，所述中心轮套设并固定连接在电机输出端的侧面，所述边缘轮和中心轮的侧面滚动连接，换气机构用于为模锤架的内部输送外界的空气，以实现空气的流动，避免空气过热，同时还为外界空气进行祛湿，防止模锤架内部的金属生锈。

7、进一步地，所述换气机构还包括进气筒、海绵板和扇叶，所述进气筒固定连接在底壳的底部，所述海绵板固定连接在进气筒的内壁，所述海绵板设置有多个，所述海绵板的顶部开设有缺口，所述扇叶固定连接在中心轴的侧面，海绵板能够将灰尘吸纳入海绵内部的筛孔，因此能够起到除尘的效果。

8、进一步地，所述换气机构还包括皮带、护筒、防护网一、防护网二和传动轴、皮带套设在电机输出端的侧面，所述底壳的开设有通孔，所述防护网一固定连接在通孔的内壁，所述护筒位于通孔的正下方并固定连接在底壳的内壁底部，所述防护网二固定连接在护筒的内壁，所述传动轴贯穿防护网二并滑动连接在防护网一的底部中心处，所述皮带远离电机的一侧套设在传动轴位于护筒外侧部分的侧面，防护网一和防护网二是为了碾环时金属表面的杂质进入护筒内部，从而保证传动轴的正常转动。

9、进一步地，所述换气机构还包括螺旋板和硅胶粒，所述螺旋板套设并固定连接在传动轴的侧面，所述螺旋板的侧面滑动连接在护筒的内壁，所述硅胶粒填充在防护网一和防护网二之间。

10、进一步地，所述换气机构还包括压缩板、弹簧二、顶杆和凹凸盘，所述压缩板的侧面滑动连接在护筒的侧面，所述压缩板的内壁滑动连接在传动轴的侧面，所述弹簧二的两端分别固定连接在防护网二的底部和压缩板的顶部，所述顶杆固定连接在压缩板的底部，所述凹凸盘套设并固定连接在传动轴的侧面，所述顶杆远离压缩板的一端滑动连接在凹凸盘的顶部。

11、进一步地，所述换气机构还包括单向阀，所述单向阀连通在护筒的侧面，所述单向阀在护筒侧面的高度位于防护网二和压缩板之间，单向阀将底壳内的空气吸收入护筒的内部。

12、10.一种凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置的模锻方法，包括以下步骤：

13、s1：先通过放料口将法兰盘固定在芯辊一和芯辊二之间，再开启电机，电机带动芯辊一对法兰盘进行碾环；

14、s2：在碾环过程中，中心轮被电机带动旋转，又利用摩擦力带动边缘轮旋转，边缘轮又带动中心轴钻转，中心轴转动扇叶产生吸力将外界的空气吸入进气筒中，在进气筒中，海绵板在空气经过时吸收空气中的灰尘，然后空气又通过单向阀进入护筒中；

15、s3：在护筒中，硅胶粒吸收空气中水分，最后这部分空气经过热风机循环加热之后从出气口排出；

16、s4：碾环完毕后，对法兰盘进行模锻，在模锻锤下落之后，模锻锤的边缘处首先触碰并挤压凸台的边缘处，凸台被挤压之后带动滑动盘在芯辊一的内壁滑动，而模锻锤在将凸台挤压之后，芯辊一就不再影响模锻锤对法兰进行模锻，同时模锻锤的底部挤压芯辊二，芯辊二被挤压之后开始下滑。

17、本发明提供了一种凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法。具备以下有益效果：

18、1.该凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法，设置有模锻锤，法兰盘的成型方式一般通过碾环或者模锻，但是碾环在面对形状比较复杂的法兰盘时，需要制作特殊的芯辊，导致成本的增加，而该设备配备了模锻锤，在使用普通的芯辊对法兰进行塑形之后，可以再使用模锻锤来对法兰进行模锻，以得到更加复杂的形状，且碾环后模锻一下，整体形态更好，也减少了碾环芯辊的成本投入，减少了料损，减少金属原料能源消耗。

19、2.该凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法，设置有芯辊一和芯辊二，本设备采用先碾环再模锻的方式来对法兰进行塑形，为了保证芯辊一和芯辊二不和模锻锤发生冲突，在模锻锤下落之后，模锻锤的边缘处首先触碰并挤压凸台的边缘处，凸台被挤压之后带动滑动盘在芯辊一的内壁滑动，而模锻锤在将凸台挤压之后，芯辊一就不再影响模锻锤对法兰进行模锻，同时模锻锤的底部挤压芯辊二，芯辊二被挤压之后开始下滑，从而避免模锻被芯辊二影响。

20、3.该凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法，设置有进气筒，由于碾环和模锻都需要法兰盘处于高温状态，为了避免法兰盘在碾环过程中降温过快，模锤架在放料之后处于封闭状态，而热风机不断吹出热风来升高模锤架的温度，以此来降低法兰盘的降温速度，且为了促进空气流动，避免热流堆积造成的温度过高，进气筒利用扇叶吸收外界的空气并通过护筒运输至模锤架的内部，最后这部分空气经过热风机循环加热之后从出气口排出，以此促进了模锤架内部的空气流动。

21、4.该凸面碳钢法兰碾环后的模锻装置及方法，设置有硅胶粒，外界空气湿气较重，若是直接输送到热环境内，空气中的水分发生凝结，导致模锤架内部的金属生锈，在外界空气通过进气筒进入底壳内部之后，电机在转动时利用皮带带动传动轴转动，传动轴转动之后凹凸盘挤压顶杆，压缩板在顶杆的作用下沿着护筒的内壁上下滑动并通过挤压护筒内部的空气来产生吸引力，底壳内部的空气受到护筒的吸收力之后通过单向阀进入护筒的内部，在进入护筒之后，空气受到压缩板的挤压开始流动并通过螺旋板和硅胶粒，硅胶粒能够吸收空气的水分，而螺旋板加长了空气流动的路径，且在传动轴的带动下，螺旋板能够带动硅胶粒转动，进一步加大了空气和硅胶粒的接触时间，从而增加硅胶粒吸收空气水分的效果。