一种薄壁法兰的制作方法

  导航：X技术最新专利工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术

  本专利针对传统厚法兰重量大、成本高且加工复杂的问题，提出一种薄壁法兰结构。通过在法兰本体中心孔内壁设置翻边、周向外缘加设翻边加强筋，并采用对称螺栓孔设计，在保证法兰刚度和焊接性能的前提下，实现减重降本。采取不锈钢一次冲压成型工艺，使单个法兰重量降低35%以上，整体成本降低50%，满足汽车轻量化需求。

  [0001]本实用新型涉及汽车排气系统的管路连接技术，具体涉及一种薄壁法兰。

  [0002]法兰是用于管端之间相互连接的零件，通常应用于排气系统之间。特别是发动机侦牝由于高温以及严格的气密性要求，一般都会采用法兰连接。

  [0003]图1是现存技术中厚法兰三维结构示意图，如图1所示，现存技术中厚法兰包括本体I，本体I上设置有用于与排气管配合的孔，该孔具有内壁2 ，本体I上还设置有用于相互连接时安装螺栓的螺栓孔3 和防止法兰正反面误安装的防错凹槽4 ，螺栓孔3 对称的布置在主体I ’的两侧。厚法兰一般都会采用1mm以上的厚度，通过机加工切肖IJ，再冲孔打磨加工而成，制作工艺复杂，并且质量大，生产所带来的成本高，满足不了整车对于轻量化的要求。

  [0004]因此，从轻量化的方面出发，如何设计一款焊接稳定性很高且重量轻，成本低的薄壁法兰，对排气系统有很重要的作用。

  [0005]有鉴于此，本实用新型提供了一种薄壁法兰，以解决现存技术中的问题，满足轻量化和成本低的要求。

  [0007]法兰本体，所述法兰本体上设置有用于连接排气管的中心孔，所述中心孔具有内壁，所述内壁朝向垂直于所述法兰本体所在平面延伸的方向设置有翻边；

  [0008]所述法兰本体上还设置有螺栓孔，所述螺栓孔对称设置在所述法兰本体的两侧；

  [0009]所述法兰本体的周向外缘还设置有翻边加强筋，所述翻边加强筋朝向垂直于所述法兰本体所在平面的方向设置。

  [0010]如上所述的薄壁法兰，其中，优选的是，所述翻边内径与所述内壁内径相等。

  [0012]如上所述的薄壁法兰，其中，优选的是，所述法兰本体厚度为3±0.1mm。

  [0013]如上所述的薄壁法兰，其中，优选的是，所述翻边和翻边加强筋高度均为7mm +0.1mnin

  [0014]如上所述的薄壁法兰，其中，优选的是，所述薄壁法兰为一次冲压成型。

  [0015]如上所述的薄壁法兰，其中，优选的是，所述法兰本体的材质为不锈钢。

  [0016]本实用新型提供的一种薄壁法兰通过设置法兰本体，并在法兰本体的中心孔内壁上设置有翻边，法兰本体的周向外缘设置有翻边加强筋，法兰本体上设置对称的螺栓孔，实现了薄壁法兰与排气管固定连接，在保证法兰刚度的前提下，达到了减重降本的目的。

  [0020]以下结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述。

  [0021]图2是本实用新型实施例提供的一种薄壁法兰三维结构示意图，图3是本实用新型实施例提供的一种薄壁法兰的剖面图，如图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种薄壁法兰，其中，包括:法兰本体1，所述法兰本体I上设置有用于连接排气管(图未示)的中心孔5，所述中心孔5具有内壁2，所述内壁2朝向垂直于所述法兰本体所在平面延伸的方向设置有翻边6 ;所述法兰本体I上还设置有螺栓孔3，所述螺栓孔3对称设置在所述法兰本体I的两侧；所述法兰本体I的周向外缘还设置有翻边加强筋4，所述翻边加强筋4朝向垂直于所述法兰本体I所在平面的方向设置。

  [0022]本实施例中，法兰本体I的大体形状与现存技术中的本体形状相同，在法兰本体I的中心位置设置有中心孔5，用于插入排气管。中心孔5的孔径尺寸在此不作具体限定，只要与排气管外径适配即可。本实施例中，中心孔5的孔径是60.7±0.3_。翻边6与排气管连接，翻边6与排气管连接方式能为焊接。翻边6的设置增大了中心孔5的内壁2与排气管的接触面积，提高了排气管与法兰本体I之间的焊接性能和耐久度。

  [0023]螺栓孔3对称设置在法兰本体I的两侧，用于插入螺栓以进行法兰连接。法兰本体I的周向外缘设置有翻边加强筋4，用于增强法兰的强度，防止法兰内壁在与排气管焊接过程中，产生过大的热变形。

  [0024]在本实施例中，所述翻边6内径与所述内壁2内径相等，使得排气管与法兰本体更好的贴合，增大接触面积，提高焊接效率。所述内壁2为光滑表面，该光滑表面与排气管之间设置有垫片，设置法兰内侧与垫片的接触面平面度小于0.2，来保证内壁2与排气管安装时，排气管能顺利插入法兰，保证了法兰内侧与排气管末端的平面接触，方便安装。

  [0025]优选的是，所述法兰本体厚度为3±0.1mm，所述翻边和翻边加强筋高度均为7mm±0.1mm。如图3所示，大约7mm高的翻边6，保证排气管插入中心孔5后，内壁2和排气管的接触高度可以在6mm以上，提高了排气管和内壁2的连接稳定性。另外，大约7mm高的翻边加强筋4加上法兰本体I的厚度3mm，共有大约1mm的厚度，这与现存技术中厚法兰的厚度相等，来保证了法兰的刚度，同时也有很大效果预防了法兰内壁与排气管进行焊接时产生过大的热变形。

  [0026]在本实施例中，薄壁法兰的法兰本体I采取不锈钢钢板一次冲压成型，螺栓孔3、翻边6和翻边加强筋4与法兰本体I一体冲压成型。采用一体成型的方式其优点是材料成本低，制作的完整过程简单，制造成本低，且材料利用率高，达到了减重降本的目的。当然，本领域技术人员也能够准确的通过实际需要，使螺栓孔3、翻边6和翻边加强筋4在法兰本体I成型之后，通过机加工而成，薄壁法兰的法兰本体I材质也能选用其他材料，能满足强度需求即可。

  [0027]本实用新型实施例提供的薄壁法兰与现存技术相比，单个法兰的重量能够更好的降低35%以上。一般车辆排气系统具有2组至3组法兰连接，共可减重0.4kg至0.6kg。同时，相对厚法兰需要先机加工切削，再冲孔打磨等较为复杂的加工工艺，薄壁法兰可以一次冲压成型，包括螺栓孔3，内壁上的翻边6和外侧的翻边加强筋4。本实用新型实施例提供的薄壁法兰制作的完整过程简单，制造成本低，且材料利用率高。通过计算可知，同等级材料情况下，薄壁法兰比现存技术中的厚法兰成本降低50%左右。另外，薄壁法兰上设置的翻边及翻边加强筋结构可以有效提升法兰强度和抗变形力。经过实际测试可知，通过适当调整焊接参数，薄壁法兰的气密性能与厚法兰的相当，满足实际生产规格要求。因此，无论是从性能，重量，成本还是加工制造上来讲，薄壁法兰都更具有优势。

  [0028]以上，结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在本实用新型具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本实用新型保护范围之内。

  1.一种薄壁法兰，其特征是，包括:法兰本体，所述法兰本体上设置有用于连接排气管的中心孔，所述中心孔具有内壁，所述内壁朝向垂直于所述法兰本体所在平面延伸的方向设置有翻边；所述法兰本体上还设置有螺栓孔，所述螺栓孔对称设置在所述法兰本体的两侧；所述法兰本体的周向外缘还设置有翻边加强筋，所述翻边加强筋朝向垂直于所述法兰本体所在平面的方向设置。2.如权利要求1所述的薄壁法兰，其特征是，所述翻边内径与所述内壁内径相等。3.如权利要求2所述的薄壁法兰，其特征是，所述内壁为光滑表面。4.如权利要求1所述的薄壁法兰，其特征是，所述法兰本体厚度为3±0.1_。5.如权利要求1所述的薄壁法兰，其特征是，所述翻边和翻边加强筋高度均为7mm +0.1mnin6.如权利要求1-5任一所述的薄壁法兰，其特征是，所述薄壁法兰为一次冲压成型。7.如权利要求6所述的薄壁法兰，其特征是，所述法兰本体的材质为不锈钢。

  【专利摘要】本实用新型公开了一种薄壁法兰，其中，包括：法兰本体，法兰本体上设置有用于连接排气管的中心孔，中心孔具有内壁，内壁朝向垂直于法兰本体所在平面延伸的方向设置有翻边；法兰本体上还设置有螺栓孔，螺栓孔对称设置在法兰本体的两侧；法兰本体的周向外缘还设置有翻边加强筋，翻边加强筋朝向垂直于所述法兰本体所在平面的方向设置。本实用新型通过设置法兰本体，并在法兰本体的中心孔内壁上设置有翻边，法兰本体的周向外缘设置有翻边加强筋，法兰本体上设置对称的螺栓孔，实现了薄壁法兰与排气管固定连接，在保证法兰刚度的前提下，达到了减重降本的目的。