一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法与流程

本发明属于先进塑性成形技术领域，具体涉及一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法。

背景技术：

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，板式换热器衬环是板式换热器上的重要零件。服役周期内，换热器板片需要定期清洗，但衬环无法拆卸、清洗困难，冷、热流体/气体进、出口的金属衬环希望服役于换热器整个生命周期。

但是目前板式换热器衬环多采用两端拼焊法兰边的方法制造，或者衬环一端法兰采用冲压等塑性方法加工，与板式换热器压板装配后另一端法兰采用焊接成形工艺。金属衬环法兰边的焊缝不仅影响产品外观，而且影响产品质量，特别在服役期间焊缝处容易出现腐蚀，影响换热器的使用寿命，增加换热器的维护难度，公开号为cn105945110a的中国发明专利提出了一种同步加工两端法兰的装置，其实质还是一次冲压翻边成形，且只适用于尺寸较小的法兰边成形，如果成形法兰边尺寸较大，仍需要进行多道次冲压翻边成形。

技术实现要素：

为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，在一次成形过程中同时成形出板式换热器金属衬环两端法兰，从而简化成形过程，缩短成形时间，提高加工效率。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，包括以下步骤：

1)、将管材100装配于板式换热器压板2的内孔中，板式换热器压板2内孔圆角为r0，管材100自由端长度为l，厚度为t，固定板式换热器压板2，保证板式换热器压板2位置在第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的中间，对管材100外壁进行约束；

2)、第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3圆角部分接触后开始发生卷曲变形；

3)第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3继续进给，管材100前端将脱离圆角发生自由变形，直至管材100自由端与板式换热器压板2接触，变形为形状、尺寸相同的圆弧，停止进给；管材100自由端同板式换热器压板2接触前其圆弧圆心角应小于180°，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的圆角r与管材100自由端长度l需满足关系r≥l/t；

4)、同步压平成形两端法兰：

4.1)、若板式换热器压板2圆角r0无具体尺寸要求，取板式换热器压板圆角r0＝r-t，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3继续以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与板式换热器压板2接触后开始变形，直至半圆形自由端与板式换热器压板2完全接触，变成平面；

4.2)、若板式换热器压板2圆角r0有具体要求，将第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3更换为第一压平凸模4和第二压平凸模5，第一压平凸模4和第二压平凸模5圆角r1＝r0+t，第一压平凸模4和第二压平凸模5以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与板式换热器压板2接触后开始变形，直至半圆形自由端与板式换热器压板2完全接触，变成平面；

5)、模具退出，完成板式换热器衬环两端法兰的加工。

本发明的有益效果：本发明采用带约束管轴压成形方式，实现了板式换热器衬套两端法兰的同步成形，有效简化了板式换热器衬环的加工过程，提高了加工效率和成形质量。

附图说明

图1为管材100示意图。

图2为管轴压成形前示意图。

图3为管轴压成形过程示意图。

图4为管轴压成形后示意图。

图5为管轴压凸模压平示意图。

图6为管轴压凸模压平后管材100示意图。

图7为更换压平凸模后示意图。

图8为压平模凸压平示意图。

图9为压平凸模压平后管材100示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述:，实施例1中板式换热器压板2圆角r0无具体要求，实施例2中板式换热器压板2圆角r0有具体要求。

实施例1：一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，包括以下步骤：

1)、参照图1和图2，将管材100装配于板式换热器压板2的内孔中，板式换热器压板2内孔圆角为r0，管材100自由端长度为l，厚度为t，固定板式换热器压板2，保证板式换热器压板2位置在第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的中间，对管材100外壁进行约束；

2)、参照图3，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3圆角部分接触后开始发生卷曲变形；

3)参照图4，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3继续进给，管材100前端将脱离圆角发生自由变形，直至管材100自由端与板式换热器压板2接触，变形为形状、尺寸相同的圆弧，停止进给，为了保证板式换热器衬环法兰边的成形，管材100自由端同板式换热器压板2接触前其圆弧圆心角应小于180°，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的圆角r与管材100自由端长度l需满足关系r≥l/t；

4)、同步压平成形两端法兰：此实施例中板式换热器压板2圆角r0无具体尺寸要求，取板式换热器压板2圆角r0＝r-t,参照图5，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3继续以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与板式换热器压板2接触后开始变形，直至半圆形自由端与板式换热器压板2完全接触，变成平面；

5)、第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模2退出，参照图6，得到带衬环的板式换热器压板。

实施例2：一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，包括以下步骤：

1)、参照图1和图2，将管材100装配于板式换热器压板2的内孔中，板式换热器压板2内孔圆角为r0，管材100自由端长度为l，厚度为t，固定板式换热器压板2，保证板式换热器压板2位置在第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的中间，对管材100外壁进行约束；

2)、参照图3，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3圆角部分接触后开始发生卷曲变形；

3)参照图4，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3继续进给，管材100前端将脱离圆角发生自由变形，直至管材100自由端与板式换热器压板2接触，变形为形状、尺寸相同的圆弧，停止进给，为了保证板式换热器衬环法兰边的成形，管材100自由端同板式换热器压板2接触前其圆弧圆心角应小于180°，第一管轴压凸模1和第二管轴压凸模3的圆角r与管材100自由端长度l需满足关系r≥l/t；

4)、同步压平成形两端法兰：此实施例中板式换热器压板2圆角r0有具体要求，参照图7，将第一管轴压凸模1、第二管轴压凸模2更换为第一压平凸模4和第二压平凸模5，第一压平凸模4和第二压平凸模5圆角r1＝r0+t，参照图8，第一压平凸模4和第二压平凸模5以相同的速度沿轴线方向相向进给，管材100自由端与板式换热器压板2接触后开始变形，直至半圆形自由端与板式换热器压板2完全接触，变成平面；

5)、第一压平凸模4和第二压平凸模5退出，参照图9，得到带衬环的板式换热器压板。