專利名稱：空心球體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于金屬擠壓，特別是關(guān)于空心球體的制造方法。
空心球體，例如球閥的閥球，一般均采用砂型鑄造，利用型芯形成球體內(nèi)部的空腔，然后再對球體表面進(jìn)行機(jī)械切削加工，以獲得光潔無瑕的閥球表面。然而夾渣、氣孔、沙眼等鑄造缺陷是眾所周知的。這些鑄造缺陷不僅會影響空心球的表面質(zhì)量，而且將會使球閥產(chǎn)生泄漏，嚴(yán)重影響其使用的密封性能。同時(shí)鑄件重量大、耗材多；不僅生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)率低，而且勞動(dòng)條件差，對環(huán)境污染大。雖然可采用離心鑄造的方法來制造空心閥球，以減少上述的鑄造缺陷，降低鑄件重量，但卻不能根本杜絕夾渣的存在，而使用的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且生產(chǎn)率低成本高。
本發(fā)明的目的在于提供一種空心球體的制造方法，它不僅使空心球體的材質(zhì)致密，無疏松組織，而且重量輕、強(qiáng)度高、生產(chǎn)率高、成本低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種空心球體的制造方法，其特征在于(1).按不小于2/3球體直徑的長度截取直徑小于球體直徑的金屬圓管作坯料；(2).將上述坯料豎直置放于下模的球形模腔內(nèi)；(3).用壓力機(jī)使上模下行，至上模的球形模腔與該坯料上端接觸后開始施壓；(4).上模繼續(xù)下行施壓，直至行程結(jié)束；此階段坯料兩端沿腔壁逐漸向球形模腔頂點(diǎn)收縮，而中間部分逐漸向外鼓出，直至行程結(jié)束時(shí)，壞料全部與腔壁形成空心球體；(5).用壓力機(jī)提起上模至上止點(diǎn)，從模具中取出空心球體。
上述的空心球體制造方法，其特征在于該上模和下模的球形模腔內(nèi)可設(shè)置止縮棒。
上述的空心球體制造方法，其特征在于該坯料兩端可倒角或倒圓。
上述的空心球體制造方法，其特征在于該空心球體為橢圓的球體時(shí)，直徑小于以短軸所在的橫向平面為分型面設(shè)置上、下模的球形模腔；按不小于2/3長軸的長度截取管直徑小于短軸的金屬圓管作坯料。
本發(fā)明具有述優(yōu)點(diǎn)1.使用本身無夾渣、氣孔、沙眼等缺陷的管材，再經(jīng)冷擠成形，使其材質(zhì)更致密，無疏松組織，不存在因材質(zhì)的缺陷產(chǎn)生的廢品。
2.方法簡單易行，模具制造方便，生產(chǎn)設(shè)備不多，占用場地少。
3.變形能耗小，生產(chǎn)率高，成本低。
4.勞動(dòng)條件好，安全性高，不易造成工傷事故；無“三廢”對環(huán)境污染少。
5.無飛邊和料頭，球壁厚度不小于原管壁厚度。
以下以制造球閥的閥球毛坯作實(shí)例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1和圖2是本發(fā)明用以制造球閥的空心閥球時(shí)的過程示意。
(1)根據(jù)閥球的直徑，選擇適當(dāng)管徑的金屬圓管，通常選用管徑為70％～90％閥球直徑的管子，然后按不小于2/3閥球直徑作為坯料長度截取坯料6。管徑大，其截取的長度小，管徑小則長度應(yīng)適量增加，坯料的兩端最好倒角或倒圓。
(2)將上述坯料6豎直置入下模3的球形模腔2內(nèi)(參見圖1)。由于閥球具有通孔，因此該球形模腔中心部位設(shè)置有止縮棒5。且該止縮棒5的直徑與貫通孔直徑相符。
(3)開啟壓力機(jī)，使上模1沿導(dǎo)向裝置下行，其球形模腔2的腔壁4與管料的上端接觸，開始對管料兩端施壓。
(4)隨上模1逐漸下行，管料兩端分別沿腔壁4向上、下模1、3的球形模腔2中央部位收縮，到與止縮棒5接觸后被卡住而停止收縮。從而形成閥球的通孔。而管料的中間部分則在兩端受壓的情況下，逐漸向外鼓凸靠向腔壁4。當(dāng)上模1行程完畢時(shí)，管料已完全壓制成空心的閥球7，其外表與腔壁4相貼(見圖2)。此時(shí)，上模1的下端面并不與下模3的上端面貼合，而有一個(gè)開度。即上模1和下模3的球形空腔2均小于半個(gè)球體。
(5)開啟上模1至上行止點(diǎn)，從球形空腔2中取出空心的閥球5。
當(dāng)制造一般沒有貫通孔的空心圓球，則上、下模的球形模腔中沒有止縮棒。管料長度則以大于1.1倍的球體直徑為宜。成形后可對兩極的縮口處進(jìn)行焊補(bǔ)等后處理。
本發(fā)明同樣適用于制造空心橢圓球體。由于橢圓球體是橢圓繞短形成的，故以該短軸所在的橫截面為上、下模球形模腔的理論分型面。此時(shí)，坯料直徑小于短軸長度，而坯料長度則不小于長軸的2/3倍。
本發(fā)明對坯料和上、下模球形模腔的腔壁可以施行通常冷擠工藝中采用的潤滑、冷卻工藝，以利于變形。
權(quán)利要求
1.一種空心球體的制造方法，其特征在于(1)按不小于2/3球體直徑的長度截取直徑小于球體直徑的金屬圓管作坯料；(2)將上述坯料豎直置放于下模的球形模腔內(nèi)；(3)用壓力機(jī)使上模下行，至上模的球形模腔與該坯料上端接觸后開始施壓；(4)上模繼續(xù)下行施壓，在此階段坯料兩端沿腔壁逐漸向球形模腔頂點(diǎn)收縮，而中間部分逐漸向外鼓出，直至行程結(jié)束時(shí)坯料貼滿全部腔壁形成空心球體；(5)用壓力機(jī)提起上模至上止點(diǎn)，從模具中取出空心球體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心球體制造方法，其特征在于該上模和下模的球形模腔內(nèi)可設(shè)置止縮棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空心球體制造方法，其特征在于該坯料兩端可倒角或倒圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空心球體制造方法，其特征在于該空心球體為橢圓球體時(shí)，以短軸所在的橫向平面為分型面設(shè)置上、下模的球形模腔；按不小于2/3長軸的長度截取管徑小于短軸的金屬圓管作坯料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空心球體制造方法，其特征在于該空心球體為橢圓球體時(shí)，以短軸所在的橫向平面為分型面設(shè)置上、下模的球形模腔；按不小于2/3長軸的長度截取管徑小于短軸的金屬圓管作坯料。
全文摘要
本發(fā)明是一種將金屬圓管作坯料在具有球形模腔的上、下模中用冷擠制成空心球體的方法。本發(fā)明設(shè)置簡單,能耗少、工效高、操作安全、勞動(dòng)條件好,無“三廢”和環(huán)境污染。使用本發(fā)明制得的空心球體具有材質(zhì)致密,無夾渣、砂眼、氣孔、重量輕且強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B21K21/00GK1389313SQ0111303
公開日2003年1月8日 申請日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者沈海星, 許洲堂 申請人:沈海星, 許洲堂