[发明专利]一种球阀阀体复合轧环成形方法

说明书

技术领域

本发明属于机械装备制造领域，具体涉及一种球阀阀体复合轧环成形方法。

背景技术

球阀是一种典型的阀类零件，广泛用于石油、化工、水利、电力等行业，是能源装备的关键零件，对装备安全可靠性至关重要。阀体是球阀的核心本体，其外表面为球面，带有圆形通孔，是一种具有球面轮廓的环类零件。球阀工作条件恶劣，质量要求高，阀体通常需要锻造成形来保障其机械性能。目前，球阀阀体通常采用传统自由锻工艺成形，在压机上先锻制环坯，再利用球形模具和芯轴，使环坯扩孔，并成形球面轮廓。该工艺过程中，需要反复加热锻造，能耗高、效率低、劳动强度大，而且成形精度和表面质量差，导致后续切削消耗大量工时和材料，生产成本高。少数采用轧环工艺成形球阀阀体，由于具有异形截面和小轧制比特点，轧环过程中轮廓充型与直径扩大不同步，当孔径达到时球面轮廓不能完整成形。因此，采用轧环工艺时，需要在压机上先锻制环坯、然后利用模具预成形表面形状，最后再轧环成形，工序多，操作复杂，同样造成大量能源和时间消耗。

发明内容

针对上述球阀阀体制造现状，本发明的目的在于提供一种球阀阀体复合轧环成形方法，利用表面横轧和轧环复合，合理设计工艺参数和控制轧制过程，使球阀阀体通过连续局部变形而一次成形，并获得完整的球面轮廓，从而有效减少能耗，提高生产效率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种球阀阀体复合轧环成形方法，其特征在于包括如下步骤：

1)环坯设计

环坯为矩形截面，其尺寸按如下步骤确定：

(1)确定环坯体积

首先按下式计算锻件体积

V=πBRs2-πB312-πBr2,]]>

其中，R_s、B、r分别为锻件的球面半径、高度和内孔半径；r＝1/2d(d为锻件的内孔直径)；

依据塑性变形体积不变原理，考虑环坯加热氧化烧损，取烧损系数α为3％～5％(即α为0.03～0.05)，确定环坯体积为V₀＝(1+α)V；

(2)确定轧比

轧比k是指锻件与环坯截面积之比，即k＝s₀/s，

其中s₀为环坯截面积，s₀＝(R₀-r₀)B₀，式中R₀、B₀、r₀分别为环坯的外半径、高度和内孔半径；R₀＝1/2D₀(为D₀环坯的外直径)，r₀＝1/2 d₀(为d₀环坯的外直径)；