帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種核反應堆壓力容器的帶接管一體化接管段的制造技術(shù)，特指一種帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核反應堆壓力容器法蘭接管段是核島主設(shè)備鍛件中最重要且制造難度最大的鍛件之一，它的位置位于壓力容器中部與進口接管、出口接管、安注接管相連接。在制造過程中各接管與法蘭接管段分別制造，然后通過馬鞍形焊縫進行組焊，這種制造工藝不僅增加了勞動工時，同時由于焊縫較多，也增加了核反應堆壓力容器在役檢查的難度，提高了核電廠的運行成本。
[0003]由于法蘭接管段上組焊的接管一般長度較長，壁厚較厚，所以常規(guī)的局部加熱翻邊沖形接管的工藝已經(jīng)不能滿足其要求，為此需要進行這方面的研究與開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造方法，本方法解決了接管與法蘭接管段的整體鍛造成形問題，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，更重要的是減少了整臺壓力容器的焊縫數(shù)量，保障了設(shè)備安全。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造方法的技術(shù)方案，是指局部鐓粗、沖孔成形一帶有中間環(huán)帶的空心坯料，將中間環(huán)帶部位預壓成接管凸臺，將坯料兩端加工成法蘭端和非法蘭端，將坯料整體擴孔；并結(jié)合機加工將接管凸臺加工成圓形接管，在圓形接管內(nèi)翻邊成形前端管嘴，最終成形的過程。
[0006]具體加工過程包括如下步驟:
[0007]I)首先將鋼錠局部鐓粗沖孔為帶有中間環(huán)帶的空心坯料；中間環(huán)帶用于加工接管；中間環(huán)帶兩端，一端用于加工法蘭端，另一端用于加工非法蘭端；
[0008]2)用兩副三角砧上、下對稱性壓中間環(huán)帶，壓出環(huán)帶間的凹檔，使中間環(huán)帶被分割成接管凸臺；并且各相鄰接管凸臺之間間隔60° ;
[0009]3)再用門字形錘頭及馬杠，將馬杠穿在坯料中心，將門字形錘頭的門形空檔卡在接管凸臺上，用力壓門字形錘頭并且同時旋轉(zhuǎn)坯料，擴孔得到孔大臂薄的毛坯鍛件；
[0010]4)將毛坯鍛件粗加工獲得外部圓形接管和接管之間空檔，再對接管進行翻邊沖形成形前端管嘴，精加工后完成一體化整體接管段成品。
[0011]設(shè)空心坯料內(nèi)徑為d8，用于鍛造法蘭端的長度為H3,外徑為D14,中間環(huán)帶長度為H4,外徑為D16，用于鍛造非法蘭端的長度為H5,外徑為D15;H 3+H4+H5= H p氏為成品接管段整體高度；
[0012]設(shè)毛坯鍛件尺寸參數(shù)包括:接管凸臺加工成圓形管后外徑D8，接管環(huán)帶高度H4;法蘭端高度H3,內(nèi)徑d4，外徑D6;非法蘭端高度H 5，內(nèi)徑d5，外徑D7;
[0013]則有，D142-d82=D 62-d42，D152-d82= D 72-d52，D16-D15= D S_D7;
[0014]毛坯鍛件再經(jīng)過局部機加工得到翻邊坯料，最后經(jīng)過翻邊沖形完成所需尺寸的一體化接管段成品件的制造。
[0015]則有，三角砧的特征尺寸為:高度為H6、長度為L1、寬度為D9、用于壓凹檔的尖角角度為 α。、倒角為 R1，其中，L1SH4, H6> (D8-D7)/2，α 略小于 60。。
[0016]則有，門字形錘頭的特征尺寸為:整體長度為L2，錘頭主體中下部設(shè)門字形凹檔，寬度為L4,凹檔以上部分的高度為H9,錘頭壓法蘭端一端的高度為H7、底部內(nèi)弧面半徑為R2，壓非法蘭端一端的高度為H8、內(nèi)弧面半徑為R3;其中H 7+(D6-d4)/2 = H8+(D7-d5)/2,R2^ D6/2, R3^ D 8/2o
[0017]則有，馬杠的特征尺寸為:用于鍛造一體化接管段非法蘭端及接管環(huán)帶段的外徑為D1()，長度為L5，用于鍛造法蘭端的一端外徑為D11,長度為L6;D !Q-D11= d 5-d4。
[0018]由于本發(fā)明帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造技術(shù)采用了上述技術(shù)方案，SP本方法首先確定帶接管和法蘭的一體化接管段特征尺寸參數(shù)，根據(jù)其尺寸特征設(shè)計了毛坯鍛件及翻邊坯料尺寸特征，同時制作三角砧，專用門字形錘頭，專用馬杠，翻邊沖子及翻邊下模等工具；首先將鋼錠局部鐓粗沖孔為帶有中間環(huán)帶的空心坯料；用兩個三角砧在接管環(huán)帶位置上下對稱擺放，每間隔60°預壓I個凹檔，完成毛坯鍛件接管凸臺的成形；用專用門字形錘頭，專用馬杠擴孔成形毛坯鍛件；最后將毛坯鍛件粗加工后翻邊接管成形前端管嘴，再經(jīng)精加工后得到一體化整體接管段成品。本方法實現(xiàn)了帶接管和法蘭的一體化接管段整體鍛造，減少了核反應堆壓力容器的總焊縫數(shù)量，同時也縮短了工期，減少了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0019]附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表不相同的部件。
[0020]圖1為接管段俯視示意圖；
[0021]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0022]圖3為一體化接管段毛坯鍛件示意圖；
[0023]圖4為圖3的A-A剖面圖；
[0024]圖5—體化接管段翻邊坯料的示意圖；
[0025]圖6為圖5的A-A剖面圖；
[0026]圖7-1為三角砧的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0027]圖7-2為三角砧的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0028]圖8-1為門字形錘頭的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0029]圖8-2為門字形錘頭的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0030]圖9為馬杠結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10為翻邊沖子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖11-1為翻邊下模的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0033]圖11-2為翻邊下模的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0034]圖12為預鐓粗后坯料結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖13為用三角砧壓接管凹檔示意圖；
[0036]圖14為門字形錘頭擴孔示意圖；
[0037]圖15為翻邊沖形一體化接管段接管成形前端管嘴示意圖；
[0038]圖16為帶接管和法蘭的一體化接管段鍛件成形立體圖。
[0039]圖中，1-一體化接管段本體，2-接管環(huán)帶，3- —體化接管段的法蘭端，4-三角砧，5-門字形錘頭，6-馬杠，7-翻邊沖子，8-翻邊下模。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:其中，附圖與實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理，但并是本發(fā)明的唯一限定。
[0041]本發(fā)明經(jīng)過大量的數(shù)值模擬，開發(fā)出帶接管和法蘭的一體化接管段鍛造工藝。
[0042]對于尺寸設(shè)計方面:
[0043]第一步、確定帶接管和法蘭的一體化接管段的特征尺寸參數(shù)，如圖1、2所示，這些尺寸包括接管內(nèi)徑Cl1，外徑D1，接管前端管嘴外徑D2;非法蘭端外徑D 3，非法蘭端內(nèi)徑d3，法蘭端外徑比，法蘭端內(nèi)徑d2;接管段整體高度1，法蘭端高度H2，接管前端管嘴高度σ (注:HpH2的標注方向與σ不同，相互垂直)。
[0044]第二步、根據(jù)上述一體化接管段的特征尺寸，設(shè)計出一體化接管段毛坯鍛件及翻邊坯料的特征尺寸。一體化接管段鍛件為預成形的毛坯鍛件經(jīng)粗加工得到的翻邊坯料后，對各接管進行翻邊沖形成前端管嘴制成。如圖3、4所示，毛坯鍛件為一筒形件，所述筒形件用于作為法蘭接管段本體，在筒形件外設(shè)有一圈接管環(huán)帶，用于加工接管。毛坯鍛件特征尺寸參數(shù)，包括接管凸臺寬度K5 (K5> D i)，法蘭端高度H3 (H3> H2)，內(nèi)徑d4(d4< d2)，外徑D6 (D6> D4);接管環(huán)帶高度H4 (H4> D i)，外徑D8;非法蘭端高度H 5，內(nèi)徑d5 (d5< d 3)，外徑D7 (D7>D3)。其中 H3+H4+H5= H113
[0045]將毛坯鍛件進行粗加工得到翻邊坯料，如圖5、6所示，將接管凸臺加工成前端帶有一定厚度凸臺的接管，在接管內(nèi)翻邊沖形，孔前端凸臺厚度為S，用于翻邊成形前端管嘴，其中δ =2(0/-(1/)/0 0加工后的坯料尺寸為接管內(nèi)徑為(I1，外徑為D1;非法蘭端外徑為D3,法蘭端外徑為D4,法蘭端內(nèi)徑為d2、非法蘭端內(nèi)徑為d3，接管段整體高度為H1，法蘭端高度為H2。接管段毛坯鍛件及翻邊坯料需要在以下介紹的專用工具下加工完成。
[0046]對于工具準備方面:根據(jù)上述尺寸特征分別制作三角砧，門字形錘頭，馬杠，翻邊沖子及翻邊下模。
[0047]三角砧如圖7-1，7-2所示，高度為H6、長度為L1、寬度為D9、用于壓凹檔的尖角角度為 α。，倒角為 Rp 其中，Ι^>Η4;Η6> (D 8-D7)/2 ；α 略小于 60°。
[0048]三角砧成對使用，用于在一體化接管段坯料預制的中間環(huán)