專利名稱：利用帶鋼直接卷制金屬法蘭的方法及其成卷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬法蘭的加工方法，尤其涉及利用帶鋼巻制法蘭的方法 及其巻制設(shè)備。
背景技術(shù)：
長期以來，人們一直關(guān)注金屬法蘭的制作新方法，因為無論是利用鋼板沖 制法、切割-焊接法，還是澆鑄法都存在不少缺陷，例如，鋼板沖制法，雖然加 工效率高，但鋼材的利用極低；切割-焊接法雖然鋼材的利用率有所提高，但需 切割后再焊接，若采用氣體切割法還需機(jī)械加工，若采用線切割成本又高，而 且生產(chǎn)效率低；澆鑄法不僅能耗高，而且需要機(jī)械精加工，很難實現(xiàn)流水作業(yè)， 效率也不高，成本高。利用帶鋼直接巻制法蘭是長期以來人們一直想攻克的技 術(shù)難題。廣東省中山市的喻勇在公開號為CN1824457A專利文獻(xiàn)中公開了一種 利用帶鋼加熱巻制法蘭的技術(shù)設(shè)想，并提供了實施方案，其步驟為① 扁鋼成型，根據(jù)一次性制作的法蘭坯體的數(shù)量以及法蘭成品的厚度和寬 度制作出帶加工余量的扁鋼，所述扁鋼的重量為需要制作的多個相同規(guī)格 的法蘭成品重量總和的1.01 1.03倍；② 根據(jù)法蘭成品的內(nèi)孔直徑制作圓柱形模具；③ 將扁鋼加熱到700°C~900°C，然后送入扎巻機(jī)圍繞步驟②的圓柱形模具 巻制成螺旋柱體，所述螺旋柱體的圈數(shù)與需要制作的法蘭坯體數(shù)量匹配；④ 縱向切開螺旋柱體，得到多個具有切口的法蘭坯體；⑤ 將法蘭坯體壓平后進(jìn)行切口焊接；⑥ 對法蘭坯體的焊接處進(jìn)行探傷檢測以及退火處理；⑦ 將法蘭坯體在500'C 90(TC的溫度下進(jìn)行模煅成型。 在該專利文獻(xiàn)中雖然提及了利用帶鋼巻制法蘭的技術(shù)設(shè)想，沒有公開巻制模具的結(jié)構(gòu)及在什么樣的扎巻機(jī)上進(jìn)行巻制等關(guān)鍵必要技術(shù)，根據(jù)這一文獻(xiàn)還 不能實施，即使該方案能實施，它采用的是熱扎法，在整個加工過程中需要經(jīng)
過二次加熱， 一次退火處理，不僅能耗大，工藝復(fù)雜，而且?guī)喼坪蟮募庸び嗔?還較大，還達(dá)不到無屑加工水平，它還不是人們所期待的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種帶鋼直接巻制金屬法蘭的方法，另一個目 的是提供一種金屬法蘭專用成巻設(shè)備。利用帶鋼直接巻制金屬法蘭的方法如下① 按金屬法蘭的外徑、內(nèi)徑和厚度尺寸選取相應(yīng)的帶鋼；② 在常溫條件下將帶鋼的起始端折成90。彎頭；③ 將帶鋼的起始端彎頭插入金屬法蘭專用成巻設(shè)備中巻制模芯的端面槽口 內(nèi)，由金屬法蘭專用成巻設(shè)備巻制成螺旋環(huán)柱體；④ 沿最底層巻的起始端折彎處徑向進(jìn)行切割，去除始端折彎頭，得法蘭開口坯；⑤ 對法蘭開口坯的開口處進(jìn)行去銳邊、毛刺；⑥ 將法蘭開口坯整平，并將開口焊接平整，得法蘭閉合坯；⑦ 對法蘭閉合坯的焊接縫進(jìn)行去渣、修磨，得法蘭精制坯；⑧ 將法蘭精制坯進(jìn)行二次壓力整形，使其滿足平面度要求； (D加工連接孔系。對于一般要求的法蘭經(jīng)過上述加工即能滿足，對于平面度要求較高的法蘭， 可直接進(jìn)行平面磨削就能滿足要求。所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，包括電機(jī)l、減速器2、模芯連接盤IO、巻制 模芯14、端面軸承12、端面壓環(huán)13、螺母座15、預(yù)緊螺桿16、綜合桿17、導(dǎo) 向桿18、防轉(zhuǎn)柱19和機(jī)座7，巻制模芯14為二階圓柱體，其外圈的上端面為 一牙端面凸輪，其升程與法蘭的厚度相對應(yīng)，螺母座15固定在巻制模芯14內(nèi) 圈的上端面上，巻制模芯14固定在模芯連接盤10上，端面壓環(huán)13通過端面軸 承12套裝在巻制模芯14上，并位于一牙端面凸輪上，預(yù)緊螺桿16與螺母座15 螺紋連接，預(yù)緊螺桿16的升程與法蘭的厚度相對應(yīng)，即螺母座15每轉(zhuǎn)一圈其 上升的高度與法蘭的厚度相對應(yīng)，綜合桿17串套在預(yù)緊螺桿16上、兩根導(dǎo)向 桿18固定在端面壓環(huán)13上，綜合桿17套裝在兩導(dǎo)向桿18上，且綜合桿17水 平交叉地置于兩防轉(zhuǎn)柱19之間，電機(jī)1經(jīng)減速器2和傳動機(jī)構(gòu)帶動模芯連接盤 10，在帶鋼的輸入端與巻制模芯14之間設(shè)有迫使帶鋼30順利成型的導(dǎo)向輪調(diào)
所述導(dǎo)向輪調(diào)整裝置20，包括兩個固定滑座201、下滑塊202、芯軸203、 導(dǎo)向輪204、上滑塊205、調(diào)節(jié)螺桿206、蓋板207、螺紋痤208，其中上滑塊 205、下滑塊202、導(dǎo)向輪204均串裝在芯軸203上，上滑塊205、下滑塊202 通過兩端的外凸部份可滑動地裝卡在兩個固定滑座201的滑槽內(nèi)，上滑塊205 和下滑塊202分別由調(diào)節(jié)螺桿206調(diào)節(jié)，帶鋼卡在導(dǎo)向輪204中間的槽口內(nèi)。
進(jìn)一步，在靠近巻制模芯14的端面槽口 141的進(jìn)料處設(shè)有整形滾壓輪4.0， 整形滾壓輪40與巻制模芯14的外圓相切。
更進(jìn)一步，在巻制模芯14的周邊設(shè)有多個整形滾壓輪40，所有整形滾壓輪 40均與巻制模芯14的外圓相切。在上述發(fā)明中，從電機(jī)1到模芯連接盤10之間的傳動方式有多種方案，其中如下三種方案是優(yōu)選的① 電機(jī)1——減速器2——主動齒輪3——一組同軸安裝的從動齒輪4、蝸桿5 部件——蝸輪6-模芯連接盤10;② 電機(jī)1——減速器2——主動齒輪3——二至三組對稱分布的同軸安裝的從動 齒輪4、蝸桿5部件——蝸輪6——模芯連接盤10;③ 電機(jī)1——減速器2——模芯連接盤10。
本發(fā)明不僅提供了一種利用帶鋼型材直接巻制金屬法蘭的全新方法，而且 提供了金屬法蘭專用成巻設(shè)備，在巻制過程中既不要加熱，又不要回火或退火 處理，而且能連續(xù)巻制加工，焊接量最少，經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，內(nèi)外圓的尺寸精 度、法蘭的平面度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到IT9級，六米長的帶鋼型材的利用率 高達(dá)97%，帶鋼越長，利用率越高， 一人可操作十臺成巻機(jī)，不僅操作簡捷， 而且十分安全可靠，生產(chǎn)效率高，成本低。


圖1為由帶鋼直接巻制成螺旋環(huán)柱體；圖2為法蘭開口坯； 圖3為法蘭閉合口坯；圖4為金屬法蘭的巻制原理示意圖；圖5為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、圖7為本發(fā)明中導(dǎo)向輪調(diào)整裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖7為圖6中的A-A剖視其中l(wèi)-電機(jī)；2-減速器；3-主動齒輪；4-從動齒輪；5-蝸桿；6-蝸輪；7-機(jī)座; 8-蝸桿軸承座；9-主軸；10-模芯連接盤；ll-法蘭；12-端面軸承；13-端面壓環(huán); 14-巻制模芯；15-螺母座；16-預(yù)緊螺桿；17-綜合桿；18-導(dǎo)向桿；19-防轉(zhuǎn)柱；20-導(dǎo)向輪調(diào)整裝置；201-固定滑座；202-下滑塊；203-芯軸；204-導(dǎo)向輪；205-上滑塊；206-調(diào)節(jié)螺桿；207-蓋板；208-螺紋座；
具體實施例方式下面以巻制外徑為460mm，內(nèi)徑為360mm，厚度為5mm的六孔法蘭為例，結(jié)合附圖舉例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方案 巻制方法如下① 選取寬度為50mm，厚度為5mm的帶鋼；② 在常溫條件下將帶鋼的起始端折成90。彎頭，彎頭尺寸為5 6mm③ 將帶鋼彎頭插入金屬法蘭專用成巻設(shè)備中巻制模芯14的端面槽口 141 內(nèi)，由金屬法蘭專用成巻設(shè)備巻制成螺旋環(huán)柱體，如附圖l所示；④ 沿最底層巻的起始端折彎頭處進(jìn)行徑向切割，去除始端折彎頭，得若干 個法蘭開口坯，如附圖2所示；⑤ 將法蘭開口坯的開口處進(jìn)行去銳邊毛刺；⑥ 將法蘭開口坯整平，將開口焊接平整，得法蘭閉合坯，如附圖3所示；⑦ 對法蘭閉合坯的焊接縫進(jìn)行去渣、修磨，得法蘭精制坯；⑧ 將法蘭精制坯進(jìn)行二次壓力整形并沖六孔，使其滿足平面度要求； 對于一般要求的法蘭經(jīng)過上述加工即能滿足；若該法蘭的平面度要求較高，可直接將法蘭精制坯進(jìn)行平面磨削就能滿足要求。 本例中，金屬法蘭專用成巻設(shè)備的結(jié)構(gòu)如下所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，包括電機(jī)l、減速器2、模芯連接盤IO、巻制 模芯14、端面軸承12、端面壓環(huán)13、螺母座15、預(yù)緊螺桿16、綜合桿17、導(dǎo) 向桿18、防轉(zhuǎn)柱19和機(jī)座7，電機(jī)1帶動減速器2，再經(jīng)主動齒輪3帶動兩對 稱分布的從動齒輪4，從動齒輪4安裝在蝸桿5上，兩蝸桿5隨之同步轉(zhuǎn)動，從 而帶動蝸輪6轉(zhuǎn)動，由于蝸輪6和模芯連接盤10都固定安裝在主軸9上，模芯 連接盤10與蝸輪6同步轉(zhuǎn)動，巻制模芯14固定在模芯連接盤10上，巻制模芯 14的外圈上端面為一牙端面凸輪，其升程5mm，在巻制模芯14外圈的上端面 設(shè)有槽口 141，端面壓環(huán)13通過端面軸承12套裝在巻制模芯14上，壓住帶鋼30，螺母座15固定在巻制模芯14內(nèi)圈的上端面上，預(yù)緊螺桿16與螺母座15 螺紋連接，螺母座15每轉(zhuǎn)一圈上升5mm，綜合桿17串套在預(yù)緊螺桿16上、兩 根導(dǎo)向桿18固定在端面壓環(huán)13上，綜合桿17套裝在兩導(dǎo)向桿18上，且綜合 桿17水平地置于兩防轉(zhuǎn)柱19之間，在帶鋼30的輸入端與巻制模芯14之間設(shè) 有導(dǎo)向輪調(diào)整裝置20，所述導(dǎo)向輪調(diào)整裝置20，包括兩個固定滑座201、下滑 塊202、芯軸203、導(dǎo)向輪204、上滑塊205、調(diào)節(jié)螺桿206、蓋板207、螺紋座 208，其中下滑塊202、導(dǎo)向輪204、上滑塊205、均串裝在芯軸203上，上滑塊 205、下滑塊202通過兩端的外凸部份可滑動地裝卡在兩個固定滑座201的滑槽 內(nèi)，上滑塊205和下滑塊202分別由調(diào)節(jié)螺桿206調(diào)節(jié)，帶鋼30卡在導(dǎo)向輪204 中間的槽口內(nèi)。在上例中，若在靠近巻制模芯14進(jìn)料處設(shè)有能轉(zhuǎn)動的整形滾壓輪40，整形 滾壓輪40與巻制模芯14的外圓相切，待巻帶鋼的利用率最高。若在巻制模芯14的周邊設(shè)有2~3個整形滾壓輪40，所有整形滾壓輪40均 與巻制模芯14的外圓相切，加工出的法蘭圓度精度更高。 在上例中，從電機(jī)1到模芯連接盤10之間的傳動方式有多種方案，本例采用的 方案為電機(jī)1——減速器2——主動齒輪3——二組同軸安裝的從動齒輪4、 蝸桿5部件——蝸輪6——模芯連接盤10;所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備既可為立式，如附圖5所示，也可為臥式，驅(qū) 動模芯連接盤IO轉(zhuǎn)動的傳動結(jié)構(gòu)形式也很多，只要采用本發(fā)明的巻制原理的其 它一切等功能代換的結(jié)構(gòu)均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種利用帶鋼直接卷制金屬法蘭的方法，包括如下步驟①按金屬法蘭的外徑、內(nèi)徑和厚度尺寸選取相應(yīng)的帶鋼型材；②在常溫條件下將帶鋼型材的起始端折成90°彎頭；③將帶鋼型材的起始端彎頭插入金屬法蘭的專用成卷設(shè)備中卷制輪的端面槽口內(nèi)，由金屬法蘭專用成卷設(shè)備卷制成螺旋環(huán)柱體；④沿最底層卷的起始端折彎處徑向進(jìn)行切割，去除折彎頭，得法蘭開口坯；⑤對法蘭開口坯的開口處進(jìn)行去銳邊、毛刺；⑥將法蘭開口坯整平，并將開口焊接平整，得法蘭閉合坯；⑦對法蘭閉合坯的焊接縫進(jìn)行去渣、修磨，得法蘭精制坯；⑧將法蘭精制坯進(jìn)行二次壓力整形，使其滿足平面度要求。
2、 一種金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是包括電機(jī)(1 )、模芯連接盤(10)、 巻制模芯(14)、端面軸承(12)、端面壓環(huán)(13)、螺母座(15)、預(yù)緊螺桿(16)、 綜合桿(17)、導(dǎo)向桿(18)、防轉(zhuǎn)柱(19)和機(jī)座(7)，巻制模芯(14)的外 圈的上端面為一牙端面凸輪，其升程與法蘭的厚度相對應(yīng)，螺母座(15)固定 在巻制模芯(14)內(nèi)圈的上端面上，巻制模芯(14)固定在模芯連接盤(10) 上，端面壓環(huán)(13)通過端面軸承(12)套裝在巻制模芯(14)的一牙端面凸 輪上，預(yù)緊螺桿(16)與螺母座(15)螺紋連接，螺桿(16)的升程與法蘭的 厚度相對應(yīng)，綜合桿(17)串套在預(yù)緊螺桿(16)上、導(dǎo)向桿(18)固定在端 面壓環(huán)(13)上，綜合桿(17)套裝在兩導(dǎo)向桿(18)上，且綜合桿(17)水 平交叉地置于兩防轉(zhuǎn)柱(19)之間，模芯連接盤(10)由經(jīng)電機(jī)(1)經(jīng)傳動機(jī) 構(gòu)驅(qū)動，在鋼帶的輸入端與巻制模芯(14)之間設(shè)有迫使鋼帶(30)順利成型 的導(dǎo)向輪調(diào)整裝置(20)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是所述導(dǎo)向輪調(diào) 整裝置(20)，包括兩個固定滑座(201)、下滑塊(202)、芯軸(203)、導(dǎo)向輪(204)、上滑塊(205)、調(diào)節(jié)螺桿(206)、蓋板(207)、螺紋痤(208)，其中 上滑塊(205)、下滑塊(202)、導(dǎo)向輪(204)均串裝在芯軸(203)上，上滑 塊(205)、下滑塊(202)通過兩端的外凸部份可滑動地裝卡在兩個固定滑座(201) 的滑槽內(nèi)，上滑塊(205)和下滑塊(202)分別由調(diào)節(jié)螺桿(206)調(diào)節(jié)，帶鋼 (30)卡在導(dǎo)向輪(205)中間的槽口內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是在靠近巻 制模芯(14)的端面槽口 (141)的進(jìn)料處設(shè)有整形滾壓輪(40)，整形滾壓輪(40)與巻制模芯(14)的外圓相切。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是在巻制模 芯(14)的周邊設(shè)有多個整形滾壓輪(40)，所有整形滾壓輪(40)均與巻制模 芯(14)的外圓相切，其中在靠近巻制模芯(14)的端面槽口 (141)的進(jìn)料處 設(shè)有整形滾壓輪(40)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是從電機(jī)(l) 到模芯連接盤(10)之間的傳動方式為如下三種方案中的任一種-① 電機(jī)(1)——減速器(2)——主動齒輪(3)--組同軸安裝的從動齒輪(4)、蝸桿(5)部件——蝸輪(6)——模芯連接盤(10);② 電機(jī)(1)——減速器(2)——主動齒輪(3)——二至三組對稱分布的同軸 安裝的從動齒輪(4)、蝸桿(5)部件——蝸輪(6)——模芯連接盤(10);③ 電機(jī)(1)——減速器(2)——模芯連接盤IO。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是從電機(jī)U) 到模芯連接盤(10)之間的傳動方式為電機(jī)(1)——減速器(2)——主動齒輪(3)——二組對稱分布的同軸安裝的 從動齒輪(4)、蝸桿(5)部件——蝸輪(6)——模芯連接盤(10)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是在巻制模芯(14) 的周邊設(shè)有二個整形滾壓輪(40)，所有整形滾壓輪(40)均與巻制模芯(14) 的外圓相切，其中在靠近巻制模芯(14)的端面槽口 (141)的進(jìn)料處設(shè)有整形 滾壓輪(40)，兩個整形滾壓輪(40)之間分布夾角為120° 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述金屬法蘭專用成巻設(shè)備，其特征是在巻 制模芯(14)的周邊設(shè)有三個整形滾壓輪(40)，所有整形滾壓輪(40)均與巻 制模芯(14)的外圓相切，其中在靠近巻制模芯(14)的端面槽口 (141)的進(jìn) 料處設(shè)有整形滾壓輪(40),三個整形滾壓輪(40)之間分布夾角為120° 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用帶鋼直接卷制金屬法蘭的方法，并提供一種金屬法蘭專用成卷設(shè)備。在卷制過程中既不要加熱，又不要回火或退火處理，而且能連續(xù)卷制加工，焊接量最少，經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，內(nèi)外圓的尺寸精度、法蘭的平面度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到IT9級，帶鋼型材的利用率高達(dá)97％，帶鋼越長，利用率越高，一人可操作十臺成卷機(jī)，不僅操作簡捷，而且十分安全可靠，生產(chǎn)效率高，成本低。
文檔編號B21C37/15GK101125345SQ20071016295
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者柳鎖兵 申請人:柳鎖兵