专利名称：大型薄壁钛合金封头的成形装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种封头的成形装置，特别是一种大型薄壁钛合金封头的 成形装置。
背景技术：
目前，压制大型薄壁钛合金封头都是采用油压机或水压机通过上模具和下
模具组合成的模具组来完成的，通常情况下，球缺半径小于5米的封头基本是 采用整体热冲压来制造的。因一套球缺半径为5米的整体模具组重约120吨， 制造费用较高，加工、运输、更换模具都比较困难，而且不安全，后改进工艺 为向心分瓣制造封头，其工艺特点是下板坯片料、片料加热、多胎压制的方
法制造封头。具体工艺过程如下首先，在油压机的模座上安装球缺半径大于 封头球缺半径4倍的模具组，然后将片料、模具组加热至工艺要求的阶段温度； 其次，将片料放入模座的上下模具之间压制，当压制后的片料内外形腔符合后 续加工要求时，再更换球缺半径大于封头球缺半径3倍的模具组，将压制好的 片料重新加热至工艺温度与安装好的模具组加热至工艺温度后，将第一次压制 好的片料进行二次压制；周而复始，直至模具尺寸和封头尺寸吻合为止；否则， 进行二次压制，直至形腔符合后续加工为止；其三，将压制好的片料二次切割， 切割后修形，直至符合组对要求的焊缝和坡口为止；最后，组悍成球冠状，校 正、打磨、成形、热处理、检验、入库等工序。 但现有技术存在以下缺点
1、 由于在片料组对、焊接时，焊口会产生高温，使片料变形，由于片料的 变形，封头的形腔也随之改变。
2、 由于一套模具组的重量通常在22吨左右，模具长度大于球缺半径，模 具宽度大于球缺半径的三分之一或四分之一，而且加工模具也非常困难，特别 是更换模具既困难、又危险；
3、 由于制造工艺复杂、技术难度大，导致成品率低、劳动强度大、生产周 期长、单件制造成本非常高。
发明内容
4为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，本实用新型的目的是要设计 一种大型薄壁钛合金封头的成形装置，既可实现大型薄壁钛合金封头的整板压 制和整体成形，又可实现模具更换方便、成品率高、生产周期短。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下 一种大型薄壁钛合金封 头的成形装置主要包括油压机，所述的油压机由油压机主体、砧头油缸、砧头 固定螺栓、砧头、模具、模座和模具固定螺栓组成，所述的砧头通过砧头固定 螺栓与砧头油缸连接，所述的模具通过模具固定螺栓与模座连接；在所述的油
压机主体上还安装有操作机，所述的操作机为左右对称结构，通过轨道安装在 油压机主体的底座上，该操作机由挂胶摆角拖轮、液压马达、导向杆、导向移 动固定板、升降油缸、导向板坯定位滚轮、移动小车、驱动电机和小车车轮组
成；所述的导向杆、升降油缸和导向板坯定位滚轮分别固定在移动小车底板上， 所述的导向移动固定板固定在升降油缸的伸出侧，所述的导向杆通过间隙配合 的方式从导向移动固定板中间穿过，所述的液压马达固定在导向移动固定板上， 所述的挂胶摆角拖轮安装在液压马达的输出轴上，所述的驱动电机固定在移动 小车底板上、通过链轴传动方式与小车车轮连接，所述的小车车轮固定在移动 小车的底板支架上、并可以在轨道上滚动，所述的导向板坯定位滚轮通过夹紧 方式固定坯板。
本实用新型所述的砧头和模具的球缺半径相同。
本实用新型所述的砧头和模具可以分别用初始砧头和初始模具、中间砧头 和中间模具和最终砧头和最终模具进行替换。
本实用新型所述的初始砧头和初始模具的球缺半径不大于成品封头球缺半 径的105%，最终砧头和最终模具的球缺半径不小于成品封头球缺半径的95%， 中间砧头和中间模具的球缺半径为初始砧头与最终砧头球缺半径之和的二分之
本实用新型所述的砧头外表面和模具的内表面分别包覆有6-10mm厚的砧 头耐高温橡胶层和模具耐高温橡胶层。
本实用新型所述的砧头耐高温橡胶层和模具耐高温橡胶层为氟橡胶层，最 佳厚度为8mm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果-
1、由于本实用新型增加了操作机，避免了人工和吊车配合调整坯板在模具中位置而产生的安全隐患，同时也提高了生产效率、降低职工的劳动强度，实 现了将原来的分片成形再焊接工艺变成整体成形工艺的目的。
2、 由于本实用新型可以实现整体成形工艺，压制同样规格的封头，原来的 6000吨的油压机可用2000吨的油压机替代，原一套22吨的模具可用一套0.8 吨砧头和模具代替，可节约金属材料11.2吨；由于重量大大减轻，便于模具更 换，降低了职工劳动强度，节约了模具加工费用。
3、 由于本实用新型可以实现整板压制、整体成形，无二次切割、焊接、组 对现象发生，所以，不会出现周长尺寸误差和形腔变形的缺陷。
4、 由于本实用新型可以实现整板压制、整体成形，无二次切割、校正、组 对、修形、焊接过程，所以，縮短了生产周期。
本发明共有四幅附图。其中
图1是大型薄壁钛合金封头的成形装置的结构示意图。
图2是大型薄壁钛合金封头的成形装置的A-A剖视图。 图3是大型薄壁钛合金封头的成形装置的砧头、模具球缺半径示意图。 图4是大型薄壁钛合金封头的成形装置的坯板压制点位示意图。 图中1、砧头油缸，2、砧头固定螺栓，3、砧头，4、氟橡胶，5、封头， 6、耐高温橡胶层，7、模具，8、模具固定螺栓，9、液压马达，10、导向杆， 11、升降油缸，12、导向板坯定位滚轮，13、小车车轮，14、轨道，15、驱动 电机，16、模座，17、移动小车，18、挂胶摆角拖轮，19、油压机主体，20、 导向移动固定板，21、旋转方向，22、进给方向，23、距离R， 24、砧头压制中 心点，25、砧头第一压制点。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明，如图1-3所示， 一种大型薄壁 钛合金封头的成形装置主要包括油压机，所述的油压机由油压机主体19、砧头 油缸l、砧头固定螺栓2、砧头3、模具7、模座16和模具固定螺栓8组成，所 述的砧头3通过砧头固定螺栓2与砧头油缸1连接，所述的模具7通过模具固 定螺栓8与模座16连接；在所述的油压机主体19上还安装有操作机，所述的 操作机为左右对称结构，通过轨道14安装在油压机主体19的底座上，该操作 机由挂胶摆角拖轮18、液压马达9、导向杆10、导向移动固定板20、升降油缸ll、导向板坯定位滚轮12、移动小车17、驱动电机15和小车车轮13组成； 所述的导向杆10、升降油缸11和导向板坯定位滚轮12分别固定在移动小车17 底板上，所述的导向移动固定板20固定在升降油缸11的伸出侧，所述的导向 杆10通过间隙配合的方式从导向移动固定板20中间穿过，所述的液压马达9 固定在导向移动固定板20上，所述的挂胶摆角拖轮18安装在液压马达9的输 出轴上，所述的驱动电机15固定在移动小车17底板上、通过链轴传动方式与 小车车轮13连接，所述的小车车轮13固定在移动小车17的底板支架上、并可 以在轨道14上滚动，所述的导向板坯定位滚轮12通过夹紧方式固定坯板5。所 述的砧头3和模具7的球缺半径相同。所述的砧头3和模具7可以分别用初始 砧头3和初始模具7、中间砧头3和中间模具7和最终砧头3和最终模具7进行 替换。所述的初始砧头3和初始模具7的球缺半径不大于成品封头球缺半径的 105%，最终砧头3和最终模具7的球缺半径不小于成品封头球缺半径的95%， 中间砧头3和中间模具7的球缺半径为初始砧头3与最终砧头球缺半径之和的 二分之一。所述的砧头3外表面和模具7的内表面分别包覆有6-10mm厚的砧头 耐高温橡胶层4和模具耐高温橡胶层6。
本实用新型所述的砧头耐高温橡胶层4和模具耐高温橡胶层6为氟橡胶层， 最佳厚度为8mm。
如图l-4所示，本实用新型的操作方法如下
1、 准备程序砧头3外表面和模具7内表面采用8 mm厚的氟橡胶层包好， 坯板5表面始终保持平展，不能出现严重的凸凹现象和大的褶皱现象；
2、 压制程序选择初始砧头3和模具7安装到油压机上，然后将坯板5放 入操作机中的挂胶摆角拖轮18上，由操作机自动控制板坯从边缘向中心以同心 圆顺序调整坯板5压点位置；当坯板5到预定的压点位置时，启动油压机的压 制油缸，开始对坯板5压制，周而复始， 一直压到坯板5的中心为止，再从中 心向外边缘复压，反复进行；当初次压制完成后，人工将初始砧头3和初始模 具7拆下，更换上中间砧头3和中间模具7，再重复从边缘到中心、从中心到边 缘的压制过程；最后，选择最终砧头3和最终模具7进行重复压制至工艺要求 的封头形腔和尺寸；
3、 操作机的工作程序将坯板5放入挂胶摆角拖轮18上，调整板坯定位 滚轮将坯板5夹紧，由人工控制操作机将坯板5送入砧头第一压制点25位置后，
7启动操作机PLC自动控制程序，并由程序控制完成砧头油缸1的压制至要求的 压力后抬起到原点位置发令，升降油缸11托起坯板5后，由液压马达9带动挂 胶摆角拖轮18沿旋转方向21至规定的距离R23，升降油缸11落下并通知PLC 操作机动作完成，然后重新启动砧头油缸1压制过程，反复进行，直到PLC检 测坯板5的360度同心圆旋转完成后升降油缸11抬起，开始启动移动小车17 沿进给方向22向坯板5中心移动至距离R23并启动升降油缸11落下控制，并 开始重复砧头油缸1压制过程，直至压制到坯板5中心，然后再由坯板5中心 向边缘压制。
本实用新型的砧头压制中心点24之间的距离R23为砧头3直径的二分之一 或三分之一。
权利要求1、一种大型薄壁钛合金封头的成形装置主要包括油压机，所述的油压机由油压机主体(19)、砧头油缸(1)、砧头固定螺栓(2)、砧头(3)、模具(7)、模座(16)和模具固定螺栓(8)组成，所述的砧头(3)通过砧头固定螺栓(2)与砧头油缸(1)连接，所述的模具(7)通过模具固定螺栓(8)与模座(16)连接，其特征在于在所述的油压机主体(19)上还安装有操作机，所述的操作机为左右对称结构，通过轨道(14)安装在油压机主体(19)的底座上，该操作机由挂胶摆角拖轮(18)、液压马达(9)、导向杆(10)、导向移动固定板(20)、升降油缸(11)、导向板坯定位滚轮(12)、移动小车(17)、驱动电机(15)和小车车轮(13)组成；所述的导向杆(10)、升降油缸(11)和导向板坯定位滚轮(12)分别固定在移动小车(17)底板上，所述的导向移动固定板(20)固定在升降油缸(11)的伸出侧，所述的导向杆(10)通过间隙配合的方式从导向移动固定板(20)中间穿过，所述的液压马达(9)固定在导向移动固定板(20)上，所述的挂胶摆角拖轮(18)安装在液压马达(9)的输出轴上，所述的驱动电机(15)固定在移动小车(17)底板上、通过链轴传动方式与小车车轮(13)连接，所述的小车车轮(13)固定在移动小车(17)的底板支架上、并可以在轨道(14)上滚动，所述的导向板坯定位滚轮(12)通过夹紧方式固定坯板(5)。
2、 根据权利要求1所述的大型薄壁钛合金封头的成形装置，其特征在于所述的砧头(3)和模具(7)的球缺半径相同。
3、 根据权利要求1所述的大型薄壁钛合金封头的成形装置，其特征在于所述的砧头(3)和模具(7)可以分别用初始砧头(3)和初始模具(7)、中间砧头(3)和中间模具(7)和最终砧头(3)和最终模具(7)进行替换。
4、 根据权利要求3所述的大型薄壁钛合金封头的成形装置，其特征在于所述的初始砧头(3)和初始模具(7)的球缺半径不大于成品封头球缺半径的105%，最终砧头(3)和最终模具(7)的球缺半径不小于成品封头球缺半径的95%,中间砧头(3)和中间模具(7)的球缺半径为初始砧头(3)与最终砧头球缺半径之和的二分之一。
5、 根据权利要求1所述的大型薄壁钛合金封头的成形装置，其特征在于所述的砧头(3)外表面和模具(7)的内表面分别包覆有6-10mm厚的砧头耐高 温橡胶层(4)和模具耐高温橡胶层(6)。
6、根据权利要求5所述的大型薄壁钛合金封头的成形装置，其特征在于 所述的砧头耐高温橡胶层(4)和模具耐高温橡胶层(6)为氟橡胶层，最佳厚 度为8mm。
专利摘要本实用新型公开了一种大型薄壁钛合金封头的成形装置，主要包括油压机和操作机，该操作机由挂胶摆角拖轮、液压马达、导向杆、导向移动固定板、升降油缸、导向板坯定位滚轮、移动小车、驱动电机和小车车轮组成；油压机的砧头和模具的球缺半径相同，初始砧头和模具的球缺半径不大于成品封头球缺半径的105％，最终砧头和模具的球缺半径不小于成品封头球缺半径的95％，中间砧头和模具的球缺半径为初始砧头与最终砧头球缺半径之和的二分之一。本实用新型的砧头和模座体积小、重量轻、可整板压制成形，克服了热分瓣冲压球壳板封头和整套分瓣模具制造成本高与更换模具困难的缺点，提高了生产效率，保证了产品质量与操作安全。
文档编号B30B15/00GK201415493SQ200920014800
公开日2010年3月3日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者刘国富, 艳 李, 伟 杨 申请人:大连顶金通用设备制造有限公司