一种带径向圆弧段的筒状钣金件加工方法与流程

本发明涉及一种筒状钣金件加工方法，具体涉及一种带径向圆弧段的筒状钣金件加工方法。

背景技术：

低温真空球阀常用于低温流体管道，其工作介质为液氧(-183℃以下)，因输送介质的低温要求，需在阀门外侧设置一筒型外罩(即带径向圆弧段的筒状钣金件)，筒型外罩套装在阀体上，且两端与阀体焊接连接，中间形成夹层并抽真空，阻止介质的冷量通过阀体传入大气层，与常温大气进行热交换。在阀门工作状态下，阀体与低温介质直接接触，基于热胀冷缩原理，阀体在长度方向尺寸收缩，而筒型外罩处于常温状态，长度方向尺寸不变，此时就要求筒型外罩结构设计对热胀冷缩变形进行自然补偿，此时在筒型外罩两端各设置一圆弧段，用于满足自然补偿要求。

通常此类筒型外罩零件采用拉拔或冲压等方式生产，根据零件尺寸制作专用模具，但是真空球阀投产数量少，筒型外罩加工数量只有一两件，不适合投入大量资金做拉拔或冲压模具，若做专用模具，开模费用较高，成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有筒状钣金件制作方法需要使用专用模具，制作成本较高的问题，提供一种带径向圆弧段的筒状钣金件加工方法。

本发明的技术方案是：

一种带径向圆弧段的筒状钣金件加工方法，包括以下步骤：

步骤一、下料；

根据带径向圆弧段的筒状钣金件的尺寸，计算半圆筒的下料毛坯钢板实际展开尺寸，下料毛坯钢板为两件长方形平钢板，且留有加工余量；

步骤二、液压机加工沟槽；

通过液压机将毛坯钢板压出两个圆弧沟槽；

步骤三、支撑管填沙；

准备四个钢管，钢管长度与毛坯钢板的圆弧沟槽长度相同，在钢管内充填沙子，并封堵钢管两端管口；

步骤四、点焊支撑管；

在圆弧沟槽的圆滑过渡处，放置四个支撑管，并对支撑管和毛坯钢板点焊定位；

步骤五、点焊支撑板；

在支撑管的底端设置支撑板，并将支撑板与支撑管点焊；

步骤六、滚压半圆筒；

将点焊后的毛坯钢板、支撑板、支撑管通过滚筒机滚压成半圆筒形，并切除加工余量，然后拆除支撑板、支撑管；

步骤七、拼焊；

将两个半圆筒形拼焊成整体圆形筒。

进一步地，还包括步骤八、校形收口；制作校形工装，左右沟槽各一个，校形工装呈扇形结构；将校形工装放入圆形筒的两个沟槽内，并将校形工装固定牢靠，加热圆形筒需要收口的部位，然后敲击收口，直至收口处板材形状与校形工装贴合。

进一步地，还包括步骤九、检测；对带径向圆弧段的筒状钣金件进行氦质谱检漏，所述检测设备为氦质谱检漏仪，漏率不大于1x10^-11pa.m³/s。

进一步地，步骤七中，拼焊时，圆形筒的内腔通入氩气保护，防止内焊缝出现氧化物。

进一步地，步骤七中，焊后在外焊缝处涂抹酸洗膏，去除外焊缝处的氧化色。

进一步地，步骤一中留有加工余量具体为：在毛坯钢板的长度方向两端各留50mm工艺余量，在毛坯钢板的宽度方向两端各留100mm工艺余量。

进一步地，步骤一下料完成后，还包括将毛坯钢板去毛刺的步骤。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本发明方法利用工厂现有的滚筒机和液压机加工该零件，避免设置专用模具，不需要另行采购设备，从而降低了陈本。

2.传统的拉拔或冲压生产方式，零件成型速度很快，会导致加工过程中钣金件塑性变形不均匀，成品有些地方薄厚不均。本发明利用滚筒机将毛坯件滚压成半圆筒形，滚筒机加工是将板料塞入滚筒机的滚轴内，滚轴慢慢转动并下压使板料变形，成型速度慢，避免了产品薄厚不均的情况。

3.本发明方法需要加工的模具形状较小、加工方法简单、数量少、而且使用的板材材料比较便宜，有效节约生产成本。

附图说明

图1为本发明带径向圆弧段的筒状钣金件结构图；

图2为本发明方法液压机加工沟槽示意图；

图3为本发明方法液压成型的毛坯钢板示意图；

图4为本发明方法支撑管填沙及封堵示意图；

图5为本发明方法支撑管点焊示意图；

图6为本发明方法支撑板点焊加固示意图；

图7为本发明方法滚筒成型的半成品示意图；

图8为本发明方法修整形状后的半成品示意图；

图9为本发明方法零件拼焊成型示意图；

图10为本发明方法校形工装加工示意图；

图11为本发明方法校形工装侧视图；

图12为本发明方法收口并去除余量后的成品示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

如图1、图12所示，本发明筒型外罩(即带径向圆弧段的筒状钣金件)内孔直径φ226，钣金厚度2mm，材质为奥氏体不锈钢06cr19ni10，该筒型外罩为筒状结构、筒体径向设有两个半圆形弧段，由板料滚筒加工成筒型，根据滚筒机生产特点，将零件拆分加工成两个半圆筒型，然后拼焊成整体。

一种带径向圆弧段的筒状钣金件加工方法，包括以下步骤：

步骤一、下料；

根据带径向圆弧段的筒状钣金件的设计图纸，计算半圆筒的下料实际展开尺寸，下料毛坯钢板为长方形平钢板，厚度2mm，两件。在实际展开长的基础上，零件长度方向两端各留50mm工艺余量，用于后期收口和修整，零件圆周方向两端各留100mm工艺余量，因为滚圆后，圆周方向会有一段是直段滚不成弧形，需留余量后期将直段切除；

毛坯钢板下料后去毛刺，防止划伤工作人员；

步骤二、液压机加工沟槽；

如图2、图3所示，在液压机上将毛坯钢板压出零件的两个圆弧沟槽，

本步骤需要制作模具，上模、下模各一个，模具材料为碳钢q235-a，上模下表面的形状与零件圆弧沟槽内筒壁的剖面形状一致，下模上表面的形状与圆弧沟槽外表面的剖面形状一致，液压时，下模固定，毛坯钢板放在下模上，液压机带动上模向下施压成型；

步骤三、支撑管填沙；

如图4所示，准备四根φ22x2支撑管，支撑管长度与毛坯件的沟槽长度尺寸相同，在钢管内充填沙子，一边充填一边墩实，填完沙子，用木塞封堵支撑管两端管口，支撑管用途是为后期毛坯件滚筒加工起支撑作用，以减少工件变形；

选用填满沙子的支撑管做支撑，不能直接用棒料，因为后期滚筒时，支撑管和毛坯一起弯曲成半圆环形，如果用棒料，刚性太大滚筒机弯不动，同理钢管壁厚取2mm为宜，厚了弯不动，薄了强度差，起不到支撑作用；

步骤四、点焊支撑管；

在圆弧沟槽的半圆弧圆滑过渡处，放置四个φ22x2不锈钢支撑管，为防止后续滚筒时钢管位置移动，对钢管点焊定位，各焊点之间间距100mm，点焊位置如图5所示；

步骤五、点焊支撑板；

如图6所示，在毛坯件下方点焊1mm厚支撑板，垫板长宽尺寸与毛坯件一致；

步骤六、滚压半圆筒；

如图7、图8所示，工厂内现有的滚筒机，其加工特点是可以将薄钢板滚压成圆筒形，或将厚钢板滚压成半圆筒形；此时的毛坯件，可以被当做厚度25mm的厚钢板，放入滚筒机内滚压成内径r113的半圆筒，因为设备原因，滚圆后，圆周方向会有一段是直线段滚不成弧形；滚筒成形后，测量零件尺寸并修整形状，切除圆周方向直边段，拆除支撑管和支撑板；

步骤七、拼焊；

如图9所示，取两个半圆筒形半成品，氩弧焊拼焊成整体，焊接时，零件内腔通入氩气保护，防止内焊缝出现氧化物；焊后在外焊缝处涂抹酸洗膏，去除外焊缝处的氧化色。

步骤八、校形收口；

如图10、图11所示，为零件收口制作校形工装，左右沟槽各一个，校形工装呈90°扇形，其圆弧段剖面形状与沟槽内表面尺寸一致，材质为碳钢q235-a，此处将工装加工成扇形而不是圆饼形，因为圆饼形工装放不进沟槽内；

将校形工装放入毛坯件的两个沟槽内，并将校形工装固定牢靠，用乙炔—氧气气割机的火焰加热毛坯件需要收口的部位，然后用榔头敲击收口，直至收口处板材形状与工装贴合，由于工装是扇形，零件收口分多段进行，一边收口一边沿中轴线旋转零件；零件收口完成后，用等离子切割机切割，去除零件两端的材料工艺余量，并修整成型。

步骤九、检测；

由于零件用于真空工况，应按照设计图样要求，对零件及两条焊缝进行氦质谱检漏，漏率不大于1x10^-11pa.m³/s，检测设备为氦质谱检漏仪，检测合格后，零件加工结束。