一种锥体封头的加工方法
【专利摘要】本发明提供一种锥体封头的加工方法，其包括以下步骤：下料、卷板、焊接、制模、热冲压、坡口及对接。本发明的加工方法，锥体封头是由锥壳和折边分别加工后焊接而成，折边冲压前的锥度小于锥壳的锥度，通过设计专用的冲压模具，能够保证折边冲压后的小孔端尺寸与冲压前的小孔端尺寸的比值处于不易开裂的范围内，与传统的直接对锥壳的小口端进行冲压扩孔的方法相比，可靠性好，产品报废率低。
【专利说明】
一种锥体封头的加工方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种封头的加工方法，特别地，涉及一种锥体封头的加工方法。【背景技术】
[0002]封头是石油化工、原子能、食品制药等诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件，它是压力容器的端盖，是压力容器的一个主要承压部件，封头的质量直接关系到压力容器的长期安全性。
[0003]锥体封头包括锥壳和折边，折边设置在锥体封头的小口端。通常，折边的加工方法是对锥壳的小口端直接冲压扩孔加工而成，当锥壳的锥度过大时，折边很容易因变形过大超过材料的延伸率而开裂，造成封头报废。详细的，可参阅图1，是利用传统的方法加工的锥体封头的结构示意图，其中虚线部分表示锥壳10’在未加工之前小口端的结构，该小口端的直径为dl’，冲压扩孔后折边20 ’的高度为h，折边20 ’的小口直径为d2 ’，对于碳素钢材料而言，根据试验，d2’/dl’的值Y ’在不大于1.2时，折边20’开裂的机会较小。折边20’的高度h 一定时，锥壳10’的锥度越大，则扩孔后折边20’的直径d2’越大，y ’值越大。当y ’值大于 1.2时，折边20 ’的开裂机会增加，易导致产品报废。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中存在的上述缺陷，现提供一种锥体封头的加工方法，减少产品报废率。
[0005]本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种锥体封头的加工方法，其包括以下步骤，
[0006]S10:下料，根据设计的尺寸对板材进行切割，分别形成具有扇形结构的锥壳坯料和具有扇形结构的折边坯料。
[0007]S20:卷板，对锥壳坯料与折边坯料进行折弯。
[0008]S30:焊接，将步骤卷板后的锥壳坯料焊接成锥体结构的锥壳，将折边坯料焊接成锥体结构的折边，折边的锥度小于锥壳的锥度。
[0009]S40:制模，制作折边的冲压模具，冲压模具包括下模和上模，下模的型腔包括由上及下依次连通的直段腔和锥段腔，锥段腔的锥度与锥壳的锥度相同，直腔段的直径d2与折边的小口端直径dl的比值y满足1〈 y.2,上模与下模相配合。
[0010]S50:热冲压，将折边利用步骤S40中的冲压模具和冲压机进行热冲压。
[0011]S60:坡口，对折边的端口进行坡口处理。
[0012]S70:对接，将折边的大口端与锥壳的小口端焊接，锥体封头最终成型。
[0013]进一步地，所述步骤S20中，在锥壳坯料上划制基准线，锥壳坯料的下方垫置两块垫板，两垫板中间空隙的正上方设置压板，压板沿基准线压在锥壳坯料上，从而折弯锥壳坯料，经过多次压制，锥壳坯料成为锥体结构，该步骤中，折边坯料的卷板方法与锥壳坯料相同。
[0014]进一步地，所述步骤S50中，上模和下模安装在冲压机上，折边置于上模与下模之间，折边加热后，对折边进行冲压。[〇〇15] 进一步地，所述步骤S50中，经过两次冲压处理，第一次采用慢速点压使折边正确定位，第二次快速冲压，使折边初步成型。
[0016]进一步地，所述步骤S50中，利用烘抢对折边进行均匀加热，通过测温仪器测量，加热至500 °C左右开始冲压。[〇〇17] 进一步地，所述步骤S60中配用数控车床进行坡口处理。[〇〇18]进一步地，所述步骤S40中，直段腔与锥段腔的连接处平滑过渡。
[0019]进一步地，所述步骤S10中，板材的材质为碳素钢。
[0020]本发明的有益效果是:本发明提供的一种锥体封头的加工方法，锥体封头是由锥壳和折边分别加工后焊接而成，折边冲压前的锥度小于锥壳的锥度，通过设计专用的冲压模具，能够保证折边冲压后的小孔端尺寸比冲压前的小孔端尺寸的比值处于不易开裂的范围内，与传统的直接对锥壳的小口端进行冲压扩孔的方法相比，可靠性好，产品报废率低。【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0022]图1是利用传统方法加工的锥体封头的结构示意图；
[0023]图2是本发明的一种锥体封头的加工方法的流程图；
[0024]图3是本发明中锥壳坯料到焊接成型为锥壳的加工过程的示意图；
[0025]图4是本发明中折边坯料到焊接成型为折边的加工过程的示意图；
[0026]图5是图4中折边冲压的结构示意图；
[0027]图6是利用本发明的方法加工而成的锥体封头的结构示意图。[〇〇28]图中:1、锥壳坯料，10、锥壳，11、基准线，12、垫板，13、压板，2、折边坯料，20、折边， 3、下模，31、直段腔，32、锥段腔，4、上模，10’、锥壳，20’、折边。【具体实施方式】
[0029]现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0030]请参阅图2-图6所示，本发明提供了一种锥体封头的加工方法，其主要包括以下步骤，
[0031]S10:下料，根据设计锥体封头的尺寸对板材进行切割，分别形成具有扇形结构的锥壳坯料1和具有扇形结构的折边坯料2。锥壳坯料1和折边坯料2的材料选为碳素钢。
[0032]S20:卷板，对锥壳坯料1划制基准线11，具体的如图3所示，本实施例中基准线11的数量为40条，且每一条基准线11的延长线均通过锥壳坯料1的扇形结构的圆心。[〇〇33]折弯过程中，在锥壳坯料1的下方垫置两块垫板12,两垫板12中间空隙的正上方设置压板13,压板13沿基准线11压在锥壳坯料1上，锥壳坯料1上被压部分的下方由于无垫板 12抵挡作用而发生变形，锥壳坯料1沿基准线11折弯，经过不同位置的折弯作用，锥壳坯料1 逐渐转变为锥体结构。作为优选，压板13的压面为较为锋利的刃口，以实现更好的折弯效果。
[0034]本步骤中，折边坯料2的折弯过程同上述锥壳坯料1的折弯过程。这里不再赘述。该步骤的卷板过程，操作简单快捷，具有很强的可操作性。
[0035]S30:焊接，将锥壳坯料1的两边焊接，形成具有锥体结构的锥壳10，将折边坯料2的两边焊接，形成具有锥体结构的折边20,折边20的锥度小于锥壳10的锥度。本实施例中，锥壳10的锥度为120°，折边20的锥度为50°。[〇〇36]S40:制模，制作折边20的冲压模具，冲压模具包括下模3和上模4,下模3的型腔包括直段腔31和与直段腔31连通且设于直段腔31上方的锥段腔32,锥段腔32的锥度与锥壳10 的锥度相同，以便通过冲压后的折边20能够与锥壳20平滑过渡连接。[〇〇37]如图5所示，直腔段31的直径d2与折边2的小口端直径dl的比值y满足1〈丫彡1.2， 以确保冲压时折边2不会发生开裂现象。上模4与下模3相配合。[〇〇38]进一步地，如图5所示，直段腔31与锥段腔32的连接处平滑过渡。[〇〇39]S50:热冲压，将上模4和下模3安装在冲压机上，折边20置于上模4与下模3之间，利用烘抢对折边20进行均匀加热，通过测温仪器测量，在500摄氏度左右开始冲压。
[0040]该步骤中，通过两次冲压处理，第一次采用慢速点压使折边20能够正确定位，使其中心线与下模3的模腔中心线共线，避免折边20偏心，从而影响后续使用；第二次采用快速冲压，由上模4和下模3的挤压、扩孔作用而初步成型。
[0041]本实施例中采用的冲压机为数控拉伸大吨位精密液压机，保证冲压动力的同时也保证了冲压精度。[〇〇42]S60:坡口，为了便于折边20两端口的焊接，配用数控车床对折边20的端口进行坡口处理。[〇〇43]S70:对接，将折边20的大口端与锥壳10的小口端通过焊接固定，锥体封头最终成型。
[0044]本发明的实施例中锥壳10的锥角为钝角，通过直接冲压扩孔的方式极易导致开裂，因此，本实施例将锥壳10与折边20分别加工后进行拼接。锥壳10能够通过卷板操作直接形成，折边20的锥角可容易制作成锐角，通过设计专用的冲压模具，在折边20的高度一定的情况下，锥壳10的锥度越小，则扩孔后折边20的孔直径越小。因此，能够保证折边20扩孔后的孔直径d2与扩孔前的孔直径dl的比值Y处于不易开裂的范围内，开裂机会减少，从而降低产品的报废率。
[0045]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种锥体封头的加工方法，包括以下步骤，S10:下料，根据设计的尺寸对板材进行切割，分别形成具有扇形结构的锥壳坯料(1)和 具有扇形结构的折边坯料(2);S20:卷板，对锥壳坯料(1)与折边坯料(2)进行折弯；S30:焊接，将步骤S20卷板后的锥壳坯料(1)焊接成锥体结构的锥壳(10)，将折边坯料 (2)焊接成锥体结构的折边(20)，折边(20)的锥度小于锥壳(10)的锥度；S40:制模，制作折边(20)的冲压模具，冲压模具包括下模(3)和上模(4)，下模(3)的型 腔包括由上及下依次连通的直段腔(31)和锥段腔(32)，锥段腔(32)的锥度与锥壳(10)的锥 度相同，直腔段(31)的直径d2与折边(2)的小口端直径d 1的比值y满足1〈 y < 1.2，上模(4) 与下模(3)相配合；S50:热冲压，将折边(2)利用步骤S40中的冲压模具和冲压机进行热冲压；S60:坡口，对折边(20)的端口进行坡口处理；S70:对接，将折边(20)的大口端与锥壳(10)的小口端焊接，锥体封头最终成型。2.如权利要求1所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S20中，在锥壳 坯料(1)上划制基准线(11)，锥壳坯料(1)的下方垫置两块垫板(12)，两垫板(12)中间空隙 的正上方设置压板(13)，压板(13)沿基准线(11)压在锥壳坯料(1)上，从而折弯锥壳坯料 (1)，经过多次压制，锥壳坯料(1)成为锥体结构，该步骤中，折边坯料(2)的卷板方法与锥壳 坯料(1)相同。3.如权利要求1所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S50中，上模 (4)和下模(3)安装在冲压机上，折边(20)置于上模(4)与下模(3)之间，折边(20)加热后，对 折边(20)进行冲压。4.如权利要求3所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S50中，经过两 次冲压处理，第一次采用慢速点压使折边(20)正确定位，第二次快速冲压，使折边(20)初步成型。5.如权利要求4所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S50中，利用烘 抢对折边(20)进行均匀加热，通过测温仪器测量，加热至50(TC左右开始冲压。6.如权利要求1所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S60中配用数 控车床进行坡口处理。7.如权利要求1所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S40中，直段腔 (31)与锥段腔(32)的连接处平滑过渡。8.如权利要求1所述的一种锥体封头的加工方法，其特征在于:所述步骤S10中，板材的 材质为碳素钢。
【文档编号】B23P15/00GK106041426SQ201610483011
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】卢定健, 胡奇云, 吕向阳
【申请人】常州旷达威德机械有限公司