本發(fā)明涉及閥門，具體涉及一種鍛造三向空心閥門閥體預制件及加工設(shè)備和加工方法。

背景技術(shù)：

1、閥門是一種在流體系統(tǒng)中用于控制、調(diào)節(jié)和引導流體的設(shè)備，閥門的種類非常多，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點、用途和工作原理等，可以分為多種類型，如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、安全閥等。三向帶法蘭且空心閥門閥體是目前國際核電、火電、石化，船舶化工等行業(yè)高壓、耐熱、耐腐蝕管道配套的不可或缺的裝置(元件),閥門主要包括以下幾個關(guān)鍵部分：1、閥體：作為閥門的外殼，閥體內(nèi)部有一個介質(zhì)通道，通常是圓筒形等截面的。對于較大口徑的閥門，也可能采用閥座縮口設(shè)計，以減小零件尺寸和重量，同時降低密封面的加工難度。閥體通常用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等材料制成，以確保其強度和耐腐蝕性。2、閥蓋：閥蓋用于固定閥桿和閥瓣（或閘板），并保護閥桿和填料不受外界環(huán)境的影響。閥蓋與閥體之間通常采用法蘭連接，以確保連接的可靠性和密封性。3、閘板：閘板是閥門的啟閉件，其運動方向與流體的方向相垂直。閘板可以是平行式或楔式的，平行式閘板的密封面與管道軸線相垂直，而楔式閘板的密封面則與垂直中心線成一定傾角。閘板通過閥桿的上下移動來控制流體的通斷。4、閥桿：閥桿是連接手輪（或其他驅(qū)動裝置）和閘板的傳動件。當手輪轉(zhuǎn)動時，閥桿會帶動閘板上下移動，從而實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。閥桿通常采用不銹鋼或合金鋼等材料制成，以確保其強度和耐腐蝕性。此外，閥門還可能包括閥座、密封件、操作裝置以及一些其他零件。

2、閥門閥體根據(jù)壓力等級的不同有不同的機械生產(chǎn)制造方法，其中包括鑄造、鍛造等方法，傳統(tǒng)工藝如鑄造或焊接制造的閥體存在缺陷，如不耐高壓、高溫、腐蝕及疲勞，無法滿足現(xiàn)代工業(yè)需求。傳統(tǒng)流程中，閥體首先通過鑄造制成鑄件，隨后進行精加工，包括表面打磨、密封面切削和開孔等，以制成最終產(chǎn)品。鑄造的閥體鑄件初始無法蘭孔，需通過二次加工開孔。此前，需使用測量設(shè)備確定每個法蘭孔的位置、相鄰孔角度及數(shù)量，這一過程耗時費力，增加了人工成本與測量設(shè)備投入，進而提高了生產(chǎn)成本。

3、此外，采用鑄造工藝制備閥門閥體會存在氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，而國內(nèi)外石油化工企業(yè)所采用的易燃易爆高溫高壓閥門對閥體要求十分嚴格，通常工作壓力達到100mpa以上，由于鑄鋼、鑄鐵閥門所造成的鑄件缺陷，承壓能力差，鑄造閥體難以滿足工程的需要。

4、高端行業(yè)如石油化工、核電、火電等對閥門質(zhì)量有著更為嚴苛的要求，因此鍛造閥門在這些領(lǐng)域中備受青睞，其產(chǎn)量與需求量逐年上升。然而，當前國內(nèi)市場上大多鍛造閥門采用自由鍛技術(shù)，后續(xù)還需多道機械加工，導致生產(chǎn)效率低下，且機械加工會破壞金屬纖維流線，影響產(chǎn)品性能?，F(xiàn)有閥體鍛造工藝復雜，材料利用率和生產(chǎn)效率低，不符合節(jié)能環(huán)保標準。傳統(tǒng)模鍛方法通常采用單向模鍛工藝，包括下料、預鍛、終鍛和切邊等步驟，其中預鍛僅改變材料性能，終鍛則實現(xiàn)單向受力下的成型。由于單向模鍛的限制，只能加工變形比例較小的工件。對于鍛鋼法蘭閥門，受限于熱模鍛工藝，傳統(tǒng)上制造商會將閥體主體與法蘭分別鍛造后焊接，形成焊接結(jié)構(gòu)法蘭閥門。這種工藝因焊縫存在腐蝕風險，降低了閥體強度，并增加了無損檢測工序。

5、綜上所述，現(xiàn)有閥門的鑄造及鍛造工藝是一個復雜的過程，鑄造工藝制備的閥門不能滿足高壓的應用場景，傳統(tǒng)的鍛造工藝不能直接實現(xiàn)具備三向空心孔且?guī)Хㄌm閥門閥體的一體化鍛造成形，加工成本高，能耗高，浪費原材料。

6、針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鍛造形成的三向空心閥門閥體預制件及其加工設(shè)備和加工方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鍛造三向空心閥門閥體預制件，包括閥體預制件本體，位于閥體單向（或者多向）端部的法蘭，所述閥體預制件內(nèi)部具有從閥體三個端部向閥體中間延伸的內(nèi)孔，所述三個內(nèi)孔是中空且未貫穿閥體，所述閥體預制件本體、所述單向（或者多向）法蘭和三個內(nèi)孔是通過鍛造設(shè)備一體化加工直接成形。

2、一種加工所述的鍛造三向空心閥門閥體預制件的一體化加工設(shè)備，包括左墩擠缸、左墩擠法蘭、左沖孔缸、左沖孔裝置、右墩擠缸、右墩擠法蘭、右沖孔缸、右沖孔裝置、后墩擠缸、后墩擠法蘭、后沖孔缸、后沖孔裝置。

3、一種加工所述的鍛造三向空心閥門閥體預制件的加工工藝，包括以下步驟：

4、（1）將左墩擠法蘭、左沖孔裝置、右墩擠法蘭、右沖孔裝置、后墩擠法蘭及后沖孔裝置進行預熱，預熱至280-350℃；

5、（2）將水基石墨涂料噴涂左墩擠法蘭、左沖孔裝置、右墩擠法蘭、右沖孔裝置、后墩擠法蘭及后沖孔裝置；

6、（3）通過拉模裝置將模具從框架機身的固定中梁中拉出，再通過開模裝置將上模具抬起，拉模裝置運行速度為50-200mm/s；

7、（4）將圓棒狀坯料放入加熱爐中加熱至1200℃，將加熱后的圓棒料坯料放入模具；

8、（5）通過開模裝置放下上模具，拉模裝置將模具送入框架機身的固定中梁內(nèi)部壓制工位，拉模裝置運行速度為50-200mm/s；

9、（6）通過閘板裝置對模具進行封擋，閘板裝置下行速度為10-100mm/s；

10、（7）左墩擠法蘭、左沖孔裝置、右墩擠法蘭、右沖孔裝置、后墩擠法蘭及后沖孔裝置分別通過左墩擠缸、左沖孔缸、右墩擠缸、右沖孔缸、后墩擠缸及后沖孔缸驅(qū)動到接料位，運行速度為10-100mm/s；

11、（8）后墩擠缸驅(qū)動后墩擠法蘭對圓棒狀坯料進行墩擠；

12、（9）后沖孔缸驅(qū)動后沖孔裝置對圓棒狀坯料進行沖孔；

13、（10）左沖孔缸驅(qū)動左沖孔裝置，右沖孔缸驅(qū)動右沖孔裝置，同時對圓棒狀坯料兩端進行沖孔；

14、（11）左墩擠缸驅(qū)動左墩擠法蘭，右墩擠缸驅(qū)動右墩擠法蘭，同時對圓棒狀坯料兩端進行墩擠；

15、（12）左墩擠法蘭、左沖孔裝置、右墩擠法蘭、右沖孔裝置、后墩擠法蘭及后沖孔裝置分別通過左墩擠缸、左沖孔缸、右墩擠缸、右沖孔缸、后墩擠缸及后沖孔缸驅(qū)動退出模具，三向空心閥門閥體鍛造預制件一體化成形；

16、（13）閘板裝置上移退回到原位；

17、（14）通過拉模裝置將模具從框架機身的固定中梁中拉出，再通過開模裝置將上模具抬起，拉模裝置運行速度為50-200mm/s；

18、（15）取出三向空心閥門閥體鍛造預制件；

19、以上成形工藝完成；通過循環(huán)作業(yè)完成多次鍛造。

20、本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

21、1、本發(fā)明鍛造三向空心閥門閥體預制件，采用加熱棒料為坯料，一次鍛造成形三向空心閥門閥體，鍛造出的三向空心閥門閥體具有機械性能良好、加工余量小的特點，可大幅降低原材料成本。同時，這種鍛造工藝，使得三向空心閥門閥體具有不間斷的材料組織流線，在壓應力的作用下使材料更加致密，避免鑄造工藝制備閥門閥體存在的氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，可提高零件的疲勞壽命、抗壓和抗彎扭強度，承壓能力高。加工結(jié)構(gòu)成熟、運行精度高、故障率低、調(diào)整簡單。

22、2、本發(fā)明鍛造三向空心閥門閥體預制件的加工方法，其中加工設(shè)備利用三個方向的加工裝置相配合，即通過左墩擠缸、左墩擠法蘭、左沖孔缸、左沖孔裝置、右墩擠缸、右墩擠法蘭、右沖孔缸、右沖孔裝置、后墩擠缸、后墩擠法蘭、后沖孔缸、后沖孔裝置，通過多向受力同時加工多個方向，可同時對三向空心閥門閥體預制件三向端部法蘭及三個內(nèi)孔及外形一次成形，不需要后續(xù)的車床、焊接等繁雜加工工序，采用這樣的復合成形工藝避免了之前分步鍛造成形多次加熱的能源浪費、效率低下的缺陷，減少了三個內(nèi)孔的加工工序，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時提高材料的利用率，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。本發(fā)明中的加工設(shè)備采用密閉式模具，在加工過程中處于封閉式環(huán)境，極大避免加工時材料飛邊。

23、3、采用本發(fā)明得到的鍛造三向空心閥門閥體預制件，根據(jù)加工的尺寸，定量往模具中添加原料，通過三個方向的高效率加工，從三個端部延伸到中間區(qū)域的三個中空內(nèi)孔在鍛造過程中完成了大部分的內(nèi)孔加工過程，僅剩余小部分余料未貫穿，后續(xù)通過簡單的傳統(tǒng)工藝打穿即可。極大地減少后續(xù)加工制造中三向內(nèi)孔的加工量，避免了熱處理或機加工會造成的影響，比傳統(tǒng)實心結(jié)構(gòu)鍛造件通過車床、沖床、銑床等的加工方式得到的內(nèi)孔，極大減少了在穿孔工序上原材料的浪費。