一种高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置的制作方法

本发明涉及法兰盘锻造加工，特别涉及一种高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置。

背景技术：

1、法兰盘作为管道系统中核心的连接构件，其结构强度直接决定管路连接的密封性与工况可靠性。目前常规法兰盘多采用铸造毛坯后机加工的方式制备，铸件内部易残留气孔、疏松等缺陷，整体力学性能有限；部分采用分体焊接成型的法兰盘，焊缝位置易出现应力集中，在高压、交变载荷工况下易发生失效。

2、采用一体化锻压成型可显著提升法兰盘的金属组织致密性与结构强度，但现有锻压成型装置仍存在多处不足：一是凹模多为整体固定式结构，锻件脱模难度大，强行顶出易刮伤成型表面；二是仅依靠单一轴向锻压，法兰盘外缘部位金属填充不充分，成型密度分布不均；三是温锻成型过程中模具温度控制精度低，模腔周向温度分布不均，导致锻件金相组织一致性差，最终产品强度波动较大，难以满足高强度法兰盘的批量稳定制备需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，通过组合式开合凹模、轴向锻压与径向挤压协同作用、模内迂回加热保温结构，实现法兰盘的一体化精密锻造成型，显著提升产品组织致密性与结构强度，同时保障脱模顺畅性与成型温度均匀性。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，包括底座、下模座、组合凹模、上模组件、芯轴组件、径向挤压组件、顶出机构、加热保温通道、温度传感器、液压缸安装板和液压缸；所述下模座固定连接在底座上；所述组合凹模连接在下模座上；所述组合凹模上方设置有上模组件；所述下模座上连接有液压缸安装板和径向挤压组件；所述液压缸安装板上固定连接有液压缸，所述液压缸的输出端与组合凹模左侧相连接；所述组合凹模右侧与径向挤压组件相连接；所述组合凹模的壁内设有加热保温通道和温度传感器；所述径向挤压组件和顶出机构均连接在底座中。

3、进一步地，所述组合凹模包括左半模、右半模和固定模；所述固定模固定连接在下模座上；所述左半模滑动连接在固定模内部左侧；所述右半模滑动连接在固定模内部右侧；所述左半模与液压缸的输出端固定连接。

4、进一步地，所述上模组件包括上模板、上冲头、锥度面、导柱和中心凹孔；所述上冲头固定连接在上模板下表面；所述上冲头侧面呈锥度面；所述上冲头内部设有中心凹孔；所述上模板四周滑动连接有数个导柱，所述导柱固定连接在固定模上。

5、进一步地，所述芯轴组件包括芯轴、下气缸和锥形头；所述下气缸的固定端固定连接在底座中；所述下气缸的活动端上固定连接有芯轴，所述芯轴滑动连接在下模座中；所述芯轴顶端上固定连接有锥形头。

6、进一步地，所述径向挤压组件包括径向滑块、固定块、复位弹簧、导向杆和卡接杆；所述固定块固定连接在下模座上表面右侧；所述径向滑块通过导向杆连接在右半模右侧；所述径向滑块右侧固定连接有导向杆；所述导向杆滑动连接在固定块中，所述导向杆外表面包覆连接有复位弹簧。

7、进一步地，所述顶出机构包括顶出缸、顶杆和顶块；所述顶出缸为数个，以阵列的方式设置在下气缸四周；所述顶出缸的固定端固定连接在底座中；所述顶出缸的活动端上固定连接有顶杆，所述顶杆滑动连接在下模座中；所述顶杆顶端上固定连接有顶块。

8、进一步地，所述加热保温通道沿左半模、右半模模腔周边迂回布设，所述温度传感器的检测端伸入至组合凹模成型型腔附近，用于实时采集模腔温度。

9、进一步地，所述卡接杆设置在径向滑块朝向右半模一侧，卡接杆与右半模侧面定位槽相匹配，实现径向滑块与右半模联动。

10、进一步地，所述导柱为四根，分别布置在上模板四角位置，对上模板与上冲头进行竖向运动导向。

11、本发明的有益效果：（1）采用分体式组合凹模结构，左半模由液压缸驱动开合，右半模配合径向挤压组件联动，既保障了合模对位精度，又便于锻件顺利脱模，避免成型面刮伤，提升产品表面质量。

12、（2）轴向锻压与径向挤压协同作用，上冲头下行完成轴向锻压的同时，液压缸配合径向滑块推动右半模施加径向挤压力，使法兰盘外缘金属充分填充成型，提升组织致密度，实现一体化高强度成型。

13、（3）模腔周边迂回布设加热保温通道，配合温度传感器实时监测调控，保障温锻过程中模腔温度均匀稳定，使锻件金相组织一致性好，产品强度波动小，批量制备质量稳定。

14、（4）芯轴组件采用带锥形头的升降式结构，既对内孔成型进行精准定位，又可辅助金属材料向四周均匀流动，提升内孔与端面的成型精度。

15、（5）阵列式布置的顶出机构配合芯轴同步动作，脱模受力均匀，锻件顶出过程平稳，不易发生变形与卡滞。

16、（6）上模组件通过四角导柱精准导向，合模对位精度高，锻压过程运行稳定，有效保障成型件尺寸精度。

17、（7）整体结构布局紧凑，各机构联动顺畅，维护便捷，适用于高强度法兰盘的批量锻压生产。

1.一种高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：包括底座（1）、下模座（2）、组合凹模（3）、上模组件（4）、芯轴组件（5）、径向挤压组件（6）、顶出机构（7）、加热保温通道（8）、温度传感器（9）、液压缸安装板（10）和液压缸（11）；

2.根据权利要求1所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述组合凹模（3）包括左半模（31）、右半模（32）和固定模（33）；

3.根据权利要求1所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述上模组件（4）包括上模板（41）、上冲头（42）、锥度面（43）、导柱（44）和中心凹孔（45）；

4.根据权利要求1所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述芯轴组件（5）包括芯轴（51）、下气缸（52）和锥形头（53）；

5.根据权利要求1所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述径向挤压组件（6）包括径向滑块（61）、固定块（62）、复位弹簧（63）、导向杆（64）和卡接杆（65）；

6.根据权利要求1所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述顶出机构（7）包括顶出缸（71）、顶杆（72）和顶块（73）；

7.根据权利要求2所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述加热保温通道（8）沿左半模（31）、右半模（32）模腔周边迂回布设，所述温度传感器（9）的检测端伸入至组合凹模（3）成型型腔附近，用于实时采集模腔温度。

8.根据权利要求5所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述卡接杆（65）设置在径向滑块（61）朝向右半模（32）一侧，卡接杆（65）与右半模（32）侧面定位槽相匹配，实现径向滑块（61）与右半模（32）联动。

9.根据权利要求3所述的高强度一体化锻压成型法兰盘制备装置，其特征在于：所述导柱（44）为四根，分别布置在上模板（41）四角位置，对上模板（41）与上冲头（42）进行竖向运动导向。