专利名称：一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法
技术领域：
本发明涉及铜材加工技术领域，尤其涉及一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管 的加工方法。
背景技术：
目前600丽双水内冷发电机因具有功率大、双水内冷的双重概念，因而成为今后 发电机的发展方向。作为发电机内部的核心部件，现有的导线管在加工过程中选用实心式或内孔为矩 形结构，使线圈耗材大，也造成机组体积庞大；在加工过程中采用单水及氢冷或氢氢冷的方 式，使线圈冷却效果差；拉伸过程中采用无芯式拉伸，使拉伸出的成品的尺寸精度低、内表 面粗糙，最终也造成机组使用寿命的减短。因此，本领域的技术人员致力于开发一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种尺寸精度高 的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法。为实现上述目的，本发明提供了一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方 法，包括以下步骤步骤一，选择管坯；步骤二，对选好的管坯进行熔铸、挤压、以及拉伸后形成圆管坯；步骤三，对成型的管坯进行轧制处理；步骤四，对轧制好的管坯进行退火处理；步骤五，将退火处理好的管坯进行过渡拉伸；步骤六，对过渡拉伸好的管坯再进行拉伸，形成成品。较佳地，所述步骤五中的过渡拉伸是采用介于矩形外模与圆柱状游动内模之间的 带圆弧和圆角的外形模具进行拉伸。较佳地，所述步骤一包括以下步骤第一步，根据所选管坯的截面对角线上最大的壁厚值确定导线管管坯的壁厚尺 寸；第二步，根据游动模拉伸条件确定游动内模的尺寸参数；第三步，根据产品内孔尺寸，确定中间过渡产品的圆孔尺寸；第四步，根据第三步所确定的圆孔尺寸及产品长宽两边壁厚，再结合延伸系数，确 定中间产品的壁厚尺寸；第五步，根据第三步以及第四步，再结合对角线壁厚条件，确定中间产品外型圆弧 曲率半径和圆角；
第六步，根据铜管加工变形条件，分别验算和修正中间产品的尺寸参数；第七步，根据中间产品各项技术参数，最终确定导线管管坯的参数。进一步地，在所述第一步中，所述导线管管坯的壁厚尺寸为对角线壁厚尺寸的 1. 05-1. 25 倍。进一步地，所述第二步中的游动模拉伸，内模模角小于外模模角2-3度，内模最大 圆柱直径与定径直径之差大于壁厚减缩的4倍。进一步地，所述第四步中的延伸系数，S卩加工变形率为1.45-1.75。进一步地，所述第五步中的对角线壁厚大于成品对角线壁厚1. 0-1. 5%。进一步地，所述第六步中铜管加工变形的加工率逐步减小。本发明具有如下的有益效果1、在加工工艺中使发电机导线管采用外矩形、内圆孔的结构，保证了导线截面积， 使大型机组装机体积减少，节省了材料。2、在加工工艺中将发电机导线管的内孔设计为圆形，使双水内冷成为可能，不仅 提高了冷却效果，光滑的圆孔内表也不易结垢，从而使机组工作状况得到改善，使其寿命延长。3、发电机导线管从圆形管到矩形圆孔，改变了传统发电机导线管外形为矩形内部 为矩形孔的简单拉伸工艺，采用游动内模、矩形外模，获得满足设计要求的产品，同时尺寸 精度高，内外表面光洁，并且可实现大长度线圈的生产。4、采用矩形外模，圆柱状游动内模，中间采用介于矩形与圆形之间的带圆弧和圆 角的外形模具，还可以稳定地完成600MW双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管生产。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及其产生技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明一具体实施例拉伸到成品的截面图；图2是本发明一具体实施例拉伸过渡过程中中间产品的截面图；图3是本发明一具体实施例确定的圆形管坯的截面图。
具体实施例方式本发明一具体实施例，对管坯进行拉伸的具体实施例包括以下步骤步骤一，选择管坯；在选择管坯时，首先根据所选管坯的截面对角线上最大的壁 厚值确定导线管管坯的壁厚尺寸，导线管管坯的壁厚尺寸为对角线壁厚尺寸的1.05-1.25 倍；其次根据游动模拉伸条件确定游动内模的尺寸参数；再次根据产品内孔尺寸，推算中 间过渡产品的圆孔尺寸；再次根据所确定的圆孔尺寸及产品长宽两边壁厚，再结合加工变 形率，确定中间产品的壁厚尺寸；再再结合对角线壁厚条件，确定中间产品外型圆弧曲率半 径和圆角；接着根据铜管加工变形条件，分别验算和修正中间产品的尺寸参数；最后根据 中间产品各项技术参数确定导线管管坯的参数。以上步骤结合图1与图3如下所示在图1中，铜导线的内径为D，外部矩形的长边为A，短边为B，外圆圆角半径为r，薄侧壁的厚度为Si，该铜导线的横截面积中厚侧壁的厚度为S2，对角线壁厚为Sd。其中，Sd=[(φΞ+Β2 -D) /2]-0. 414*r为了使成品拉伸时的对角线有足够的减壁量，在选择管坯时，其壁厚必须大于Sd。 为了保证成品内孔光滑，不出现内孔对角线凹痕，对角线壁厚Sd与管坯壁厚SO的关系为 SO ^ (1.05-1. 25) Sd，从而也确定了管坯的壁厚值。由于该成品四周的壁厚Sl与S2是不相同的，在四个对角线上达到最大值，其中间 也为圆孔型设计，在变形过程中必然会存在不均勻变形，因此原始的管坯选择圆管为佳。在图3中，圆管外径为D0，管坯壁厚S0，圆管内孔直径为d0。根据中间产品的尺寸 参数，获得内模尺寸D1，计算出圆管内孔直径d0，该圆管外径DO = S0+d0，即可获得圆形管 坯尺寸。再通过延伸系数1. 5-1. 85和周长减缩率25% -35%的验算和修正，最后获得管坯 的合适尺寸DOXSO。步骤二，对确定好的管坯进行熔铸、挤压、以及拉伸后形成圆管坯。步骤三，对成型的管坯进行轧制处理。轧制铜管壁厚公差控制在士 10%以内。步骤四，对轧制好的管坯进行退火处理。退火性能抗拉强度控制在220_250Mpa。步骤五，将退火处理好的管坯进行过渡拉伸。如图2所示，在该铜导线的横截面积中，过渡铜导线的内径为D1，过渡外部矩形的 长边为Al，过渡短边为Bi，过渡外圆圆角半径为rl，过渡薄侧壁的厚度为S3，过渡厚侧壁的 厚度为S4，过渡对角线壁厚为Sdl。从SO到Sl和S2的过渡过程中，首先，根据游动模拉伸条件，可以确定成品拉伸内 模的几何尺寸，从而确定中间过渡产品的内孔尺寸范围。其次，由于Sl与S2不相等，按照不同的壁厚减缩率分别分配两边的壁厚减缩，进 而得到S3、S4。再次，根据对角线壁厚大于成品对角线壁厚的原则，一般大于0. 05-0. 15mm,而确 定的这一范围要求通过A、B两边的圆弧曲率半径和圆角半径来控制和调整，待基本参数确 定后，再以周长减缩和延伸系数来进行验算和修正，一般周长减缩率25%-35%,不退火的 情况下，延伸系数为1.5-1.85 ；最后确定出中间过渡产品各尺寸的参数。步骤六，对过渡拉伸好的管坯再进行拉伸，最后形成成品。根据确定的管坯、过渡产品、以及成品的技术参数可确定对该管坯进行拉伸的工 艺，并设计出拉伸外膜和游动内模，对拉伸模具的具体设计为现有技术，本文不再赘述。本发明采用上述方法，通过上述确定的技术参数以及工艺做出的产品尺寸精度 高，内表面光洁。不仅可以提高冷却的效果，其光滑的圆孔内表面不易结垢，从而使得发电 机组的工作状态得到改善，延长了使用寿命。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
权利要求
1.一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，所述双水内冷发电机矩形圆孔 导线铜管加工方法至少包括以下步骤步骤A 选择管坯；步骤B 对步骤A选好的所述管坯进行熔铸、挤压、以及拉伸后形成圆管坯； 步骤C 对步骤B获得的管坯进行轧制； 步骤D 对步骤C获得的管坯进行退火处理； 步骤E 将步骤D获得的管坯进行过渡拉伸； 步骤F 对步骤D获得的管坯再进行拉伸，形成成品。
2.如权利要求1所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在于 所述步骤A至少包括以下步骤步骤All 根据所选管坯的截面对角线上最大的壁厚值确定导线管管坯的壁厚尺寸； 步骤A12 根据游动模拉伸条件确定游动内模的尺寸参数； 步骤A13 根据成品内孔尺寸，确定中间过渡产品的圆孔尺寸； 步骤A14 根据步骤A13所确定的圆孔尺寸及产品长宽两边壁厚，再结合延伸系数，确 定中间产品的壁厚尺寸；步骤A15:根据步骤A13以及步骤A14，再结合对角线壁厚条件，确定中间产品外型圆弧 曲率半径和圆角；步骤A16 根据铜管加工变形条件，分别验算和修正中间产品的尺寸参数； 步骤A17 根据中间产品的技术参数，最终确定导线管管坯的参数。
3.如权利要求1或2所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在 于所述步骤E中的过渡拉伸是采用介于矩形外模与圆柱状游动内模之间的带圆弧和圆角 的外形模具进行拉伸。
4.如权利要求2所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在于 所述导线管管坯的壁厚尺寸为对角线壁厚尺寸的1. 05-1. 25倍。
5.如权利要求2或4所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在 于所述步骤A12中的游动模拉伸中，内模模角小于外模模角2-3度，内模最大圆柱直径与 定径直径之差大于壁厚减缩的4倍。
6.如权利要求5所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在于 所述步骤A14中的延伸系数为1.45-1.75。
7.如权利要求6所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在于 所述步骤A15中的对角线壁厚大于成品对角线壁厚1. 0-1. 5%。
8.如权利要求7所述的双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，其特征在于 所述步骤A16中铜管加工变形的加工率逐步减小。
全文摘要
本发明公开了一种双水内冷发电机矩形圆孔导线铜管的加工方法，通过选择管坯；对选好的管坯进行熔铸、挤压、以及拉伸后形成圆管坯；对成型的管坯进行轧制处理；对轧制好的管坯进行退火处理；再将退火处理好的管坯进行过渡拉伸；然后对过渡拉伸好的管坯再进行拉伸，形成成品。本发明解决现工艺中采用线圈材料为实心式或内孔为矩形，使线圈耗材大，机组体积庞大，线圈冷却效果差，最终造成机组使用寿命短的技术问题，具有省料，寿命长等优点。
文档编号B23P15/00GK102039516SQ20091019692
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者徐勇 申请人:上海飞轮有色新材料股份有限公司, 徐勇