[发明专利]空心球体的制造方法

说明书

本发明是关于金属挤压，特别是关于空心球体的制造方法。

空心球体，例如球阀的阀球，一般均采用砂型铸造，利用型芯形成球体内部的空腔，然后再对球体表面进行机械切削加工，以获得光洁无瑕的阀球表面。然而夹渣、气孔、沙眼等铸造缺陷是众所周知的。这些铸造缺陷不仅会影响空心球的表面质量，而且将会使球阀产生泄漏，严重影响其使用的密封性能。同时铸件重量大、耗材多；不仅生产周期长，生产率低，而且劳动条件差，对环境污染大。虽然可采用离心铸造的方法来制造空心阀球，以减少上述的铸造缺陷，降低铸件重量，但却不能根本杜绝夹渣的存在，而使用的模具结构复杂，且生产率低成本高。

本发明的目的在于提供一种空心球体的制造方法，它不仅使空心球体的材质致密，无疏松组织，而且重量轻、强度高、生产率高、成本低。

本发明的目的是这样实现的：

一种空心球体的制造方法，其特征在于：

(1).按不小于2/3球体直径的长度截取直径小于球体直径的金属圆管作坯料；

(2).将上述坯料竖直置放于下模的球形模腔内；

(3).用压力机使上模下行，至上模的球形模腔与该坯料上端接触后开始施压；

(4).上模继续下行施压，直至行程结束；此阶段坯料两端沿腔壁逐渐向球形模腔顶点收缩，而中间部分逐渐向外鼓出，直至行程结束时，坏料全部与腔壁形成空心球体；

(5).用压力机提起上模至上止点，从模具中取出空心球体。

上述的空心球体制造方法，其特征在于：该上模和下模的球形模腔内可设置止缩棒。

上述的空心球体制造方法，其特征在于：该坯料两端可倒角或倒圆。

上述的空心球体制造方法，其特征在于：该空心球体为椭圆的球体时，直径小于以短轴所在的横向平面为分型面设置上、下模的球形模腔；按不小于2/3长轴的长度截取管直径小于短轴的金属圆管作坯料。

本发明具有述优点：

1.使用本身无夹渣、气孔、沙眼等缺陷的管材，再经冷挤成形，使其材质更致密，无疏松组织，不存在因材质的缺陷产生的废品。

2.方法简单易行，模具制造方便，生产设备不多，占用场地少。

3.变形能耗小，生产率高，成本低。

4.劳动条件好，安全性高，不易造成工伤事故；无“三废”对环境污染少。

5.无飞边和料头，球壁厚度不小于原管壁厚度。

以下以制造球阀的阀球毛坯作实例并结合附图对本发明作详细说明。

图1和图2是本发明用以制造球阀的空心阀球时的过程示意。

(1)根据阀球的直径，选择适当管径的金属圆管，通常选用管径为70％～90％阀球直径的管子，然后按不小于2/3阀球直径作为坯料长度截取坯料6。管径大，其截取的长度小，管径小则长度应适量增加，坯料的两端最好倒角或倒圆。

(2)将上述坯料6竖直置入下模3的球形模腔2内(参见图1)。由于阀球具有通孔，因此该球形模腔中心部位设置有止缩棒5。且该止缩棒5的直径与贯通孔直径相符。

(3)开启压力机，使上模1沿导向装置下行，其球形模腔2的腔壁4与管料的上端接触，开始对管料两端施压。

(4)随上模1逐渐下行，管料两端分别沿腔壁4向上、下模1、3的球形模腔2中央部位收缩，到与止缩棒5接触后被卡住而停止收缩。从而形成阀球的通孔。而管料的中间部分则在两端受压的情况下，逐渐向外鼓凸靠向腔壁4。当上模1行程完毕时，管料已完全压制成空心的阀球7，其外表与腔壁4相贴(见图2)。此时，上模1的下端面并不与下模3的上端面贴合，而有一个开度。即上模1和下模3的球形空腔2均小于半个球体。

(5)开启上模1至上行止点，从球形空腔2中取出空心的阀球5。

当制造一般没有贯通孔的空心圆球，则上、下模的球形模腔中没有止缩棒。管料长度则以大于1.1倍的球体直径为宜。成形后可对两极的缩口处进行焊补等后处理。

本发明同样适用于制造空心椭圆球体。由于椭圆球体是椭圆绕短形成的，故以该短轴所在的横截面为上、下模球形模腔的理论分型面。此时，坯料直径小于短轴长度，而坯料长度则不小于长轴的2/3倍。

本发明对坯料和上、下模球形模腔的腔壁可以施行通常冷挤工艺中采用的润滑、冷却工艺，以利于变形。