专利名称：导电触指瓶颈部的旋压方法及配套的旋压加工装置的制作方法
导电触指瓶颈部的旋压方法及配套的旋压加工装置技术领域
本发明属于旋压加工技术领域，准确的说是涉及一种特高压导电触指瓶颈部的旋压加工方法及专用于实施该方法的旋压加工装置。
背景技术：
随着国家电力市场的不断发展和壮大，特高压大电流输变电产品成为电力市场的主导产品，百万伏系列产品的需求量不断增加。尤其是旁路隔离开关在百万伏输变电线路中对于增加输送电功率、保持线路稳定等方面有着重要作用，而导电触指又是旁路隔离开关中的关键零件，其通流能力要求达到6300A。这种旁路隔离开关导电触指主要由4毫米厚的T2Y铜板制成，这种材料的抗拉强度为295兆帕，强度较低，延展性非常好，其结构如图 I、图2、图3所示，这种导电触指整体呈花瓶状结构，其主要由瓶口部I、瓶颈部2、瓶身部3 和瓶底部4组成，其中，瓶底部4和瓶口部I均为圆环筒形结构，瓶身部3为内径由瓶底部 4向瓶口部I方向逐渐增加的截头圆锥筒形结构，连接在瓶口部与I瓶身部3之间的瓶颈部2为一圈内径其它各部分的环形缩口结构。目前，这种导电触指的瓶颈部由于其材质强度较低、延展性好的原因加工较为麻烦，加工成本较高，而如果采用加工成本较低的旋压加工，旋压轮会对导电触指的瓶颈部2产生拉伸作用，很容易造成导电触指的瓶颈部被拉薄， 其最薄处的厚度只有I. 5毫米，使得导电触指的通流能力受到较大影响，不符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面的有效面积的要求。发明内容
本发明的目的是提供一种导电触指瓶颈部的旋压加工方法，以解决常规旋压加工不能保证导电触指瓶颈部壁厚的问题，从而有效降低导电触指的加工成本。
本发明导电触指瓶颈部旋压加工方法的技术方案是一种导电触指瓶颈部的旋压加工方法，包括以下步骤第一步，将导电触指的筒状毛坯套装在芯模上并通过芯模固定到旋压设备上；第二步，旋压设备通过芯模带动筒状毛坯沿芯模的轴线旋转，用旋压轮沿芯模的径向对筒状毛坯施加径向压力并轴向移动进行旋压的同时沿芯模的轴线从一端向另一端对筒状毛坯施加轴向压力，从而改变材料流向，保证导电触指瓶颈部的成形。
本发明还同时提供了一种专用于实施上述旋压加工方法的导电触指旋压加工装置，该旋压加工装置的技术方案是一种导电触指瓶颈部的旋压加工装置，包括用于与导电触指筒状毛坯内壁面支撑配合的芯模，在芯模的外表面上开设有用于与旋压轮配合成形导电触指瓶颈部的周向环槽，在芯模的前端设有用于在压力加载机构驱动下沿芯模轴向对导电触指筒状毛坯对应端部施加轴向压力的环形加力罩，在芯模的后端设有用于与导电触指筒状毛坯对应端部轴向挡止配合的挡止限位结构。
所述的环形加力罩包括与芯模导向滑动插套配合的导向部以及用于传动连接压力加载机构的连接部，在导向部的后端设有用于与导电触指筒状毛坯对应端部顶推配合的端盖。
所述的芯模包括用于同轴穿装在导电触指筒状毛坯中的芯轴及用于支撑在芯轴外周面和导电触指筒状毛坯内壁面之间的模芯，所述模芯在轴向上由用于与导电触指筒状毛坯瓶底部和瓶身部支撑配合的前半部分及用于与导电触指筒状毛坯瓶口部支撑配合的后半部分两部分连接组成，所述的周向环槽开设于前、后两部分的结合处。所述的前半部分芯模设有用于与导电触指筒状毛坯瓶底部支撑配合的圆环部及用于与导电触指筒状毛坯瓶身部支撑配合、直径由圆环部向瓶口方向逐渐增加的截头圆锥部，该前半部模芯在周向上由一对相对对称设置的第一模芯和一对相对对称设置的第二模芯组成为瓣状结构，所述第一模芯及第二模芯的外表面均设有用于与导电触指筒状毛坯的瓶底部内壁面吻合配合的圆弧面以及用于与导电触指筒状毛坯的瓶身部内壁面吻合配合的截头圆锥面，所述两第一模芯的外表面与两第二模芯的外表面围成圆形，所述两第一模芯的内表面为相对平行并与芯轴外周面相切的平面，所述两第二模芯的内表面由分别与两第一模芯内表面贴合的平面以及与芯轴外周面吻合配合的圆弧面组成。
所述的两第一模芯及两第二模芯分别通过连接螺栓与后半部分模芯固定连接。所述的环形加力罩的导向部与芯轴后端导向滑动插套配合。本发明的导电触指瓶颈部旋压加工方法是在旋压加工过程中对导电触指筒状毛坯施加径向力的同时，沿芯模的轴向利用压力加载机构对导电触指筒状毛坯施加轴向压力，一旦导电触指瓶颈部受到旋压轮的径向压力作用而被拉伸变薄时，施加在导电触指筒状毛坯上的轴向压力能够实时推动材料向瓶颈部的拉薄部位流动，对拉伸处进行及时补充，避免导电触指瓶颈部出现拉薄现象，该旋压加工操作简单、实施非常方便，其有效保证了旋压加工过程中导电触指瓶颈部的壁厚，其最薄处的厚度大于3毫米，从而确保了采用旋压加工制成的导电触指具有良好的通流能力，符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面有效面积的要求，为顺利通过6300安电流奠定了坚实的基础。
图I为本发明所涉及的导电触指的主视 图2为图I的左视 图3为图2中的C-C剖视 图4为本发明旋压加工装置具体实施例的使用状态主视 图5为图中旋压加工装置使用状态立体 图6为图4中的A-A剖视 图7为图4中的B-B剖视 图8为图6中的芯轴结构立体 图9为图6中第一模芯主视 图10为图6中第一模芯立体 图11为图6中第二模芯主视 图12为图6中第二模芯立体 图13为图6中后半部分模芯立体图。
具体实施方式
CN 102941271 A书明说3/4页
本发明的导电触指旋压加工方法主要是在用旋压轮与芯模配合成形导电触指中呈缩口结构的瓶颈部的同时，沿芯模的轴线方向对导电触指筒状毛坯施加轴向压力，从而改变材料流向，确保导电触指瓶颈部的最薄处大于3毫米。为实现该旋压加工方法，本发明提供了一种专用于实施该旋压加工方法的旋压加工装置，这种旋压加工装置的具体实施例如图4至图13所示，该加工装置具有一个用于与导电触指筒状毛坯60内壁面支撑配合的芯模，该芯模主要由用于同轴穿设在导电触指筒状毛坯60中的芯轴20及用于支撑在芯轴 20外周面与导电触指筒状毛坯60内壁面之间的模芯组成，由于导电触指筒状毛坯60瓶颈部2为内径较小的缩口结构，为方便旋压完成后的拆模，该模芯在轴向上由用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4和瓶身部3支撑配合的前半部分21及用于与导电触指筒状毛坯 60的瓶口部I支撑配合的后半部分22两部分连接组成，在该前、后两部分模芯21、22的结合处外周面上环设有用于与旋压轮40配合成形导电触指筒状毛坯60瓶颈部2的周向环槽 24。由于本实施例中的导电触指筒状毛坯60的瓶身部3为直径由瓶底部4向瓶口部I方向逐渐增加的截头圆锥筒形结构，因而在前半部分模芯21的外表面上对应的设有支撑该截头圆锥筒形结构瓶身部3内壁的截头圆锥面，为实现这种模芯拆模，本实施例中，该前半部分模芯21在周向上由一对相对对称设置的第一模芯21-1和一对相对对称设置的第二模芯21-2交错围成,该两第一模芯21-1的外表面与两第二模芯21-2的外表面围成的截面为圆形，整体呈瓣状结构，其中，在两第一模芯21-1及两第二模芯21-2的外表面均设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4内壁面吻合配合的圆弧面以及用于与导电触指筒状毛坯60的瓶身部3内壁面吻合配合的截头圆锥面，两第一模芯21-1的内表面为相对平行并与芯轴20外周面相切的平面,两第二模芯2·1-2的内表面由分别与两第一模芯21-1内表面贴合的平面以及与芯轴20外周面吻合配合的圆弧面组成。后半部分模芯22为滑动套装在芯轴20上的圆环结构，前半部分模芯21中的两第一模芯21-2及两第二模芯21-2均通过对应设置的螺纹孔用连接螺栓与后半部分模芯22固连。
为实现对导电触指筒状毛坯60施加轴向压力，其在芯轴20的外周面上还径向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4对应轴向挡止配合的环台25，在环台25的外缘沿芯轴20的轴向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4外壁面径向限位配合的翻沿25-1，在芯轴20对应于导电触指筒状毛坯60的瓶口部I的一端导向滑动套装有一环形加力罩30，该环形加力罩30具有轴向延伸突出芯轴20端面、用于连接压力加载机构的连接部以及与芯轴20外周面导向滑动配合的导向部，在导向部远离连接部的一端径向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60瓶口部I的口沿轴向顶触配合的端盖30-1。本实施例中，设芯轴20上用于在加工时与旋压设备卡盘10夹紧配合的一端为前端，其另一端为后端，上述的环台25 —体固设于芯轴20靠近其前端的外周面上，环形加力罩30导向滑动装配在芯轴 20的后端，同时，在环形加力罩30前端端盖30-1的前端面与后半部分芯模22之间留设有用于在环形加力罩30受压力加载机构驱动而产生轴向位移的施力间隙。
使用时，先将芯轴20的前端夹紧固定在旋压设备的卡盘10中，然后将导电触指筒状毛坯60由其瓶底部4处插入芯轴20中并使导电触指筒状毛坯60的瓶底部4与芯轴20 上的环台25挡止配合，然后将两第一模芯21-1及两第二模芯21-2对合组成前半部模芯21 并由导电触指筒状毛坯60的瓶口部I插入到芯轴20与导电触指筒状毛坯60之间的环隙中，再将后半部分模芯22套入芯轴20中用连接螺栓23前半部分模芯21中的两第一模芯521-1及两第二模芯21-2对应连接固定，最后将加力罩30套在芯轴20的后端并用压力加载机构顶紧。本实施例中，该压力加载机构采用旋压设备上现有的尾座顶尖。启动旋压设备，旋压设备的卡盘10通过芯轴20带动导电触指筒状毛坯60沿芯轴20的轴线高速旋转，然后用旋压轮40对准芯模表面的环槽沿芯轴20径向对导电触指筒状毛坯60施加径向压力，施加径向压力的同时，旋压轮沿芯轴20的轴向移动，实现对导电触指筒状毛坯60瓶颈部2的旋压加工，旋压的同时，用尾座顶尖沿芯轴20的轴线对导电触指筒状毛坯60不间断的施加轴向压力，从而使材料在受到轴向压力后向导电触指筒状毛坯60瓶颈部2被旋压轮40拉伸变薄的部分流动，避免导电触指瓶颈部2在旋压时出现筒壁被拉伸变薄现象，确保导电触指瓶颈部筒壁最薄处的厚度大于3毫米，从而有效保证了导电触指的通流能力，使该导电触指符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面有效面积的要求，为顺利通过6300A的电流奠定了坚实的基础。本发明不局限于上述实施例，上述的模芯也可以整体采用易碎材料或低熔点材料制成，拆模时可以在抽出芯轴后通过直接破拆模芯或加热方式使模芯熔化实现拆模；如果导电触指筒状毛坯的瓶身部与瓶底部为内径相同的筒状结构，去对应的前半部分模芯也可以采用穿套在芯轴上的圆筒结构，设于芯轴前端与导电触指筒状毛坯挡止配合的环台采用螺纹连接方式旋装在芯轴上，拆模时可以卸掉环台后将前半部分模芯直接抽出；用于对环形加力罩施加驱动力的压力加载机构还可以米用另设的气缸、液压缸、电动缸的机构；芯轴也可以采用四方轴或六方轴等，加力罩与芯轴之间的导向滑动配合结构还可以采用在芯轴自由端端面上轴向开设导向孔，在加力罩上同轴固定与导向孔导向滑动配合的导向轴；力口力罩远离芯轴的一端还可以径向固定用于与压力加载机构顶推配合的端板，其都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种导电触指瓶颈部的旋压加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤第一步，将导电触指的筒状毛坯套装在芯模上并通过芯模固定到旋压设备上；第二步，旋压设备通过芯模带动筒状毛坯沿芯模的轴线旋转，用旋压轮沿芯模的径向对筒状毛坯施加径向压力并轴向移动进行旋压的同时沿芯模的轴线从一端向另一端对筒状毛坯施加轴向压力，从而改变材料流向，保证导电触指瓶颈部的成形。
2.一种专用于实施如权利要求I所述导电触指瓶颈部旋压加工方法的导电触指旋压加工装置，其特征在于，包括用于与导电触指筒状毛坯内壁面支撑配合的芯模，在芯模的外表面上开设有用于与旋压轮配合成形导电触指瓶颈部的周向环槽，在芯模的前端设有用于在压力加载机构驱动下沿芯模轴向对导电触指筒状毛坯对应端部施加轴向压力的环形加力罩，在芯模的后端设有用于与导电触指筒状毛坯对应端部轴向挡止配合的挡止限位结构。
3.根据权利要求2所述的导电触指旋压加工装置，其特征在于，所述的环形加力罩包括与芯模导向滑动插套配合的导向部以及用于传动连接压力加载机构的连接部，在导向部的后端设有用于与导电触指筒状毛坯对应端部顶推配合的端盖。
4.根据权利要求2或3所述的导电触指旋压加工装置，其特征在于，所述的芯模包括用于同轴穿装在导电触指筒状毛坯中的芯轴及用于支撑在芯轴外周面和导电触指筒状毛坯内壁面之间的模芯，所述模芯在轴向上由用于与导电触指筒状毛坯瓶底部和瓶身部支撑配合的前半部分及用于与导电触指筒状毛坯瓶口部支撑配合的后半部分两部分连接组成，所述的周向环槽开设于前、后两部分的结合处。
5.根据权利要求4所述的导电触指旋压加工装置，其特征在于，所述的前半部分芯模设有用于与导电触指筒状毛坯瓶底部支撑配合的圆环部及用于与导电触指筒状毛坯瓶身部支撑配合、直径由圆环部向瓶口方向逐渐增加的截头圆锥部，该前半部模芯在周向上由一对相对对称设置的第一模芯和一对相对对称设置的第二模芯组成为瓣状结构，所述第一模芯及第二模芯的外表面均设有用于与导电触指筒状毛坯的瓶底部内壁面吻合配合的圆弧面以及用于与导电触指筒状毛坯的瓶身部内壁面吻合配合的截头圆锥面，所述两第一模芯的外表面与两第二模芯的外表面围成圆形，所述两第一模芯的内表面为相对平行并与芯轴外周面相切的平面，所述两第二模芯的内表面由分别与两第一模芯内表面贴合的平面以及与芯轴外周面吻合配合的圆弧面组成。
6.根据权利要求5所述的导电触指旋压加工装置，其特征在于，所述的两第一模芯及两第二模芯分别通过连接螺栓与后半部分模芯固定连接。
7.根据权利要求4所述的导电触指旋压加工装置，其特征在于，所述的环形加力罩的导向部与芯轴后端导向滑动插套配合。
全文摘要
本发明的导电触指瓶颈部旋压加工方法是在旋压加工过程中对导电触指筒状毛坯施加径向力的同时，沿芯模的轴向利用压力加载机构对导电触指筒状毛坯施加轴向压力，一旦导电触指瓶颈部受到旋压轮的径向压力作用而被拉伸变薄时，施加在导电触指筒状毛坯上的轴向压力能够实时推动材料向瓶颈部的拉薄部位流动，对拉伸处进行及时补充，避免导电触指瓶颈部出现拉薄现象，该旋压加工操作简单、实施非常方便，其有效保证了旋压加工过程中导电触指瓶颈部的壁厚，从而确保了采用旋压加工制成的导电触指具有良好的通流能力，符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面有效面积的要求，为顺利通过6300安电流奠定了坚实的基础。
文档编号B21D22/16GK102941271SQ201210340368
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者李宇鹏, 胡延涛, 孙玉洲, 侯亚峰, 郑晓春, 张任 申请人:河南平高电气股份有限公司, 平高集团有限公司, 国家电网公司