一種錐體封頭的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種錐體封頭的加工方法，其包括以下步驟：下料、卷板、焊接、制模、熱沖壓、坡口及對接。本發(fā)明的加工方法，錐體封頭是由錐殼和折邊分別加工后焊接而成，折邊沖壓前的錐度小于錐殼的錐度，通過設計專用的沖壓模具，能夠保證折邊沖壓后的小孔端尺寸與沖壓前的小孔端尺寸的比值處于不易開裂的范圍內，與傳統(tǒng)的直接對錐殼的小口端進行沖壓擴孔的方法相比，可靠性好，產品報廢率低。
【專利說明】
一種錐體封頭的加工方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種封頭的加工方法，特別地，涉及一種錐體封頭的加工方法。【背景技術】
[0002]封頭是石油化工、原子能、食品制藥等諸多行業(yè)壓力容器設備中不可缺少的重要部件，它是壓力容器的端蓋，是壓力容器的一個主要承壓部件，封頭的質量直接關系到壓力容器的長期安全性。
[0003]錐體封頭包括錐殼和折邊，折邊設置在錐體封頭的小口端。通常，折邊的加工方法是對錐殼的小口端直接沖壓擴孔加工而成，當錐殼的錐度過大時，折邊很容易因變形過大超過材料的延伸率而開裂，造成封頭報廢。詳細的，可參閱圖1，是利用傳統(tǒng)的方法加工的錐體封頭的結構示意圖，其中虛線部分表示錐殼10’在未加工之前小口端的結構，該小口端的直徑為dl’，沖壓擴孔后折邊20 ’的高度為h，折邊20 ’的小口直徑為d2 ’，對于碳素鋼材料而言，根據試驗，d2’/dl’的值Y ’在不大于1.2時，折邊20’開裂的機會較小。折邊20’的高度h 一定時，錐殼10’的錐度越大，則擴孔后折邊20’的直徑d2’越大，y ’值越大。當y ’值大于 1.2時，折邊20 ’的開裂機會增加，易導致產品報廢。
【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:為了克服現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，現(xiàn)提供一種錐體封頭的加工方法，減少產品報廢率。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所要采用的技術方案是:一種錐體封頭的加工方法，其包括以下步驟，
[0006]S10:下料，根據設計的尺寸對板材進行切割，分別形成具有扇形結構的錐殼坯料和具有扇形結構的折邊坯料。
[0007]S20:卷板，對錐殼坯料與折邊坯料進行折彎。
[0008]S30:焊接，將步驟卷板后的錐殼坯料焊接成錐體結構的錐殼，將折邊坯料焊接成錐體結構的折邊，折邊的錐度小于錐殼的錐度。
[0009]S40:制模，制作折邊的沖壓模具，沖壓模具包括下模和上模，下模的型腔包括由上及下依次連通的直段腔和錐段腔，錐段腔的錐度與錐殼的錐度相同，直腔段的直徑d2與折邊的小口端直徑dl的比值y滿足1〈 y.2,上模與下模相配合。
[0010]S50:熱沖壓，將折邊利用步驟S40中的沖壓模具和沖壓機進行熱沖壓。
[0011]S60:坡口，對折邊的端口進行坡口處理。
[0012]S70:對接，將折邊的大口端與錐殼的小口端焊接，錐體封頭最終成型。
[0013]進一步地，所述步驟S20中，在錐殼坯料上劃制基準線，錐殼坯料的下方墊置兩塊墊板，兩墊板中間空隙的正上方設置壓板，壓板沿基準線壓在錐殼坯料上，從而折彎錐殼坯料，經過多次壓制，錐殼坯料成為錐體結構，該步驟中，折邊坯料的卷板方法與錐殼坯料相同。
[0014]進一步地，所述步驟S50中，上模和下模安裝在沖壓機上，折邊置于上模與下模之間，折邊加熱后，對折邊進行沖壓。[〇〇15] 進一步地，所述步驟S50中，經過兩次沖壓處理，第一次采用慢速點壓使折邊正確定位，第二次快速沖壓，使折邊初步成型。
[0016]進一步地，所述步驟S50中，利用烘搶對折邊進行均勻加熱，通過測溫儀器測量，加熱至500 °C左右開始沖壓。[〇〇17] 進一步地，所述步驟S60中配用數控車床進行坡口處理。[〇〇18]進一步地，所述步驟S40中，直段腔與錐段腔的連接處平滑過渡。
[0019]進一步地，所述步驟S10中，板材的材質為碳素鋼。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種錐體封頭的加工方法，錐體封頭是由錐殼和折邊分別加工后焊接而成，折邊沖壓前的錐度小于錐殼的錐度，通過設計專用的沖壓模具，能夠保證折邊沖壓后的小孔端尺寸比沖壓前的小孔端尺寸的比值處于不易開裂的范圍內，與傳統(tǒng)的直接對錐殼的小口端進行沖壓擴孔的方法相比，可靠性好，產品報廢率低。【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]圖1是利用傳統(tǒng)方法加工的錐體封頭的結構示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的一種錐體封頭的加工方法的流程圖；
[0024]圖3是本發(fā)明中錐殼坯料到焊接成型為錐殼的加工過程的示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明中折邊坯料到焊接成型為折邊的加工過程的示意圖；
[0026]圖5是圖4中折邊沖壓的結構示意圖；
[0027]圖6是利用本發(fā)明的方法加工而成的錐體封頭的結構示意圖。[〇〇28]圖中:1、錐殼坯料，10、錐殼，11、基準線，12、墊板，13、壓板，2、折邊坯料，20、折邊， 3、下模，31、直段腔，32、錐段腔，4、上模，10’、錐殼，20’、折邊。【具體實施方式】
[0029]現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。
[0030]請參閱圖2-圖6所示，本發(fā)明提供了一種錐體封頭的加工方法，其主要包括以下步驟，
[0031]S10:下料，根據設計錐體封頭的尺寸對板材進行切割，分別形成具有扇形結構的錐殼坯料1和具有扇形結構的折邊坯料2。錐殼坯料1和折邊坯料2的材料選為碳素鋼。
[0032]S20:卷板，對錐殼坯料1劃制基準線11，具體的如圖3所示，本實施例中基準線11的數量為40條，且每一條基準線11的延長線均通過錐殼坯料1的扇形結構的圓心。[〇〇33]折彎過程中，在錐殼坯料1的下方墊置兩塊墊板12,兩墊板12中間空隙的正上方設置壓板13,壓板13沿基準線11壓在錐殼坯料1上，錐殼坯料1上被壓部分的下方由于無墊板 12抵擋作用而發(fā)生變形，錐殼坯料1沿基準線11折彎，經過不同位置的折彎作用，錐殼坯料1 逐漸轉變?yōu)殄F體結構。作為優(yōu)選，壓板13的壓面為較為鋒利的刃口，以實現(xiàn)更好的折彎效果。
[0034]本步驟中，折邊坯料2的折彎過程同上述錐殼坯料1的折彎過程。這里不再贅述。該步驟的卷板過程，操作簡單快捷，具有很強的可操作性。
[0035]S30:焊接，將錐殼坯料1的兩邊焊接，形成具有錐體結構的錐殼10，將折邊坯料2的兩邊焊接，形成具有錐體結構的折邊20,折邊20的錐度小于錐殼10的錐度。本實施例中，錐殼10的錐度為120°，折邊20的錐度為50°。[〇〇36]S40:制模，制作折邊20的沖壓模具，沖壓模具包括下模3和上模4,下模3的型腔包括直段腔31和與直段腔31連通且設于直段腔31上方的錐段腔32,錐段腔32的錐度與錐殼10 的錐度相同，以便通過沖壓后的折邊20能夠與錐殼20平滑過渡連接。[〇〇37]如圖5所示，直腔段31的直徑d2與折邊2的小口端直徑dl的比值y滿足1〈丫彡1.2， 以確保沖壓時折邊2不會發(fā)生開裂現(xiàn)象。上模4與下模3相配合。[〇〇38]進一步地，如圖5所示，直段腔31與錐段腔32的連接處平滑過渡。[〇〇39]S50:熱沖壓，將上模4和下模3安裝在沖壓機上，折邊20置于上模4與下模3之間，利用烘搶對折邊20進行均勻加熱，通過測溫儀器測量，在500攝氏度左右開始沖壓。
[0040]該步驟中，通過兩次沖壓處理，第一次采用慢速點壓使折邊20能夠正確定位，使其中心線與下模3的模腔中心線共線，避免折邊20偏心，從而影響后續(xù)使用；第二次采用快速沖壓，由上模4和下模3的擠壓、擴孔作用而初步成型。
[0041]本實施例中采用的沖壓機為數控拉伸大噸位精密液壓機，保證沖壓動力的同時也保證了沖壓精度。[〇〇42]S60:坡口，為了便于折邊20兩端口的焊接，配用數控車床對折邊20的端口進行坡口處理。[〇〇43]S70:對接，將折邊20的大口端與錐殼10的小口端通過焊接固定，錐體封頭最終成型。
[0044]本發(fā)明的實施例中錐殼10的錐角為鈍角，通過直接沖壓擴孔的方式極易導致開裂，因此，本實施例將錐殼10與折邊20分別加工后進行拼接。錐殼10能夠通過卷板操作直接形成，折邊20的錐角可容易制作成銳角，通過設計專用的沖壓模具，在折邊20的高度一定的情況下，錐殼10的錐度越小，則擴孔后折邊20的孔直徑越小。因此，能夠保證折邊20擴孔后的孔直徑d2與擴孔前的孔直徑dl的比值Y處于不易開裂的范圍內，開裂機會減少，從而降低產品的報廢率。
[0045]以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種錐體封頭的加工方法，包括以下步驟，S10:下料，根據設計的尺寸對板材進行切割，分別形成具有扇形結構的錐殼坯料(1)和 具有扇形結構的折邊坯料(2);S20:卷板，對錐殼坯料(1)與折邊坯料(2)進行折彎；S30:焊接，將步驟S20卷板后的錐殼坯料(1)焊接成錐體結構的錐殼(10)，將折邊坯料 (2)焊接成錐體結構的折邊(20)，折邊(20)的錐度小于錐殼(10)的錐度；S40:制模，制作折邊(20)的沖壓模具，沖壓模具包括下模(3)和上模(4)，下模(3)的型 腔包括由上及下依次連通的直段腔(31)和錐段腔(32)，錐段腔(32)的錐度與錐殼(10)的錐 度相同，直腔段(31)的直徑d2與折邊(2)的小口端直徑d 1的比值y滿足1〈 y < 1.2，上模(4) 與下模(3)相配合；S50:熱沖壓，將折邊(2)利用步驟S40中的沖壓模具和沖壓機進行熱沖壓；S60:坡口，對折邊(20)的端口進行坡口處理；S70:對接，將折邊(20)的大口端與錐殼(10)的小口端焊接，錐體封頭最終成型。2.如權利要求1所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S20中，在錐殼 坯料(1)上劃制基準線(11)，錐殼坯料(1)的下方墊置兩塊墊板(12)，兩墊板(12)中間空隙 的正上方設置壓板(13)，壓板(13)沿基準線(11)壓在錐殼坯料(1)上，從而折彎錐殼坯料 (1)，經過多次壓制，錐殼坯料(1)成為錐體結構，該步驟中，折邊坯料(2)的卷板方法與錐殼 坯料(1)相同。3.如權利要求1所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S50中，上模 (4)和下模(3)安裝在沖壓機上，折邊(20)置于上模(4)與下模(3)之間，折邊(20)加熱后，對 折邊(20)進行沖壓。4.如權利要求3所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S50中，經過兩 次沖壓處理，第一次采用慢速點壓使折邊(20)正確定位，第二次快速沖壓，使折邊(20)初步成型。5.如權利要求4所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S50中，利用烘 搶對折邊(20)進行均勻加熱，通過測溫儀器測量，加熱至50(TC左右開始沖壓。6.如權利要求1所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S60中配用數 控車床進行坡口處理。7.如權利要求1所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S40中，直段腔 (31)與錐段腔(32)的連接處平滑過渡。8.如權利要求1所述的一種錐體封頭的加工方法，其特征在于:所述步驟S10中，板材的 材質為碳素鋼。
【文檔編號】B23P15/00GK106041426SQ201610483011
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】盧定健, 胡奇云, 呂向陽
【申請人】常州曠達威德機械有限公司