专利名称：抛物线-圆弧型封头制造工艺用检验模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抛物线-圆弧型封头制造工艺用检验模具(或称样板)，属于压力 容器制造工艺装备技术。
背景技术：
本发明所述封头，是压力容器的重要组成部分，而所述封头以凸形封头最为常用。 国家标准GB150-1998《钢制压力容器》所给出的凸形封头有4种类型，即椭圆形封头、碟形 封头、球冠形封头和半球形封头。其中椭圆形封头推荐采用长短轴比值为2的标准型封头， 其综合性能较好，获得最广泛应用；球形封头大多用于压力较高的压力容器，它的应力分布 好，但制造难度较大；碟形封头由中间球面和半径为一定值的转角组成，其受力状态不如椭 圆形封头好，使用受到限制；球冠形封头受力状态远不如半球形封头，由于其深度浅，成型 容易，有时也获得应用。由于压力容器面广量大，以致封头钢材年消耗量十分可观。为此研制一种耐压性 能相对较好，钢材用量相对较少的封头，便成为经济社会的期待。本申请人通过长期的理论探讨和试验实践，研发了一种抛物线_圆弧型封头，亦 称新型封头，其相关技术内容已在《压力容器》1988. 5(3)期，《化工装备技术》1993. 14(3) 期、1998. 19(2)期和《石油和化工设备》2010. 13(5)期等刊物上公开发表。并将有关内容 编入专著《钢制压力容器封头实用技术》，该书由原子能出版社于1999年出版。同时得到了 业内多名高级专家的肯定。专家们一致认为抛物线_圆弧型封头的受压性能好，钢材耗量 低，在同等技术条件下，可以节约大量钢材。目前，该抛物线_圆弧型封头已进入行业标准 的制订阶段。然而，生产合格的抛物线-圆弧型封头，必须要有制造工艺模具来保证，对所述封 头冲压成形上模或凸模、旋压成型的工艺过程和所述封头成品等进行检验。为此，提出一种 抛物线_圆弧型封头制造工艺用检验模具，便成为当前业内新的期盼。
发明内容
本发明旨在提供一种抛物线_圆弧型封头制造工艺用检验模具，以满足所述封头 制造工艺的需求。为了便于业内人员认知抛物线-圆弧型封头的技术结构，明白本发明所述检验模 具的技术方案，尽管已有上述期刊、专著所公开的资料，但在此仍有必要对抛物线_圆弧型 封头作一简要介绍。上述期刊、专著所公开的抛物线_圆弧型封头，在给定的坐标系XOY中，其中间面 经线(母线)由γ = 0. 9096X2 25抛物线和圆弧线所组成，在压力容器筒体-抛物线面-球 面之间没有曲率突变，从而降低了各交界处的边缘应力；在相同直径、相同深度、相同焊接 工艺的条件下，抛物线_圆弧型封头与已有的最广泛使用的标准椭圆形封头相比，其所用 材料厚度可减小，其许用压力也会有所提高。
抛物线-圆弧型封头中间面的形成如附图1所示。在平面直角坐标系XOY中，所 作曲线的方程式如下y = f (χ) = Αχη(Α > 0, χ ^ 0, 2 < η ^ 3) (1)其上一点Μ(1，Α)的曲率中心C的坐标α、β以及曲率半径R，经数学推导并整理
后，得α = (η-Α2η2-2)/(η-1) (2)β =〔A2(2n2-n)+l〕/An(n-l)(3)R= I (l+A2n2)L5/An(n-l)(4')当n>2、A>0 时，式(4')变成(4)R= (l+A2n2)L5/An(n-l)(4)令八>加-2)/ 2，则α <0，说明C点在y轴之左，以C点为圆心，以R为半径，
过f(x)曲线上M点作圆弧交直线y= β于一点0〃。直线y= β和y轴交于0'。令 0' 0〃=h、0' 0 = r，以y= β为旋转轴，由前所作的两段曲线作为经线，绕y= β轴 旋转得封头的中间面。由α < 0及h = α +R则h = (n+A2n2-2)/(n-l) + (l+A2n2)L5/An(n-l)(5)又令M = h/r,且 r = β，则M= (An(n-A2n2-2) + (l+A2n2)L5) /〔A2(2n2_n)+1〕(6)令η = 2· 25，A = 0· 9096，可得 M = 0· 5。进而同时有α = -3. 1510 ；β = 2. 9378 (即 r = 2. 9378)；R = 4. 6199 ；h= 1.4689。为了令业内人员明了抛物线_圆弧型封头的优点，以下特就抛物线_圆弧型封头 与通用的标准椭圆形封头及同深度的碟形封头进行比较。由于抛物线_圆弧型封头合理安排了封头转角处与筒体以及球面部分的交接，从 理论上避免了因曲率在同一点突变而产生的边缘应力，也就减缓了边缘应力的产生。现从 强度计算厚度、稳定性计算厚度以及单位容积的内表面积三方面对抛物线_圆弧型封头和 同深度的标准椭圆形封头以及同深度的Ri = 0. 9Di、r = 0. 17D,的碟形封头进行比较如下(1)强度计算厚度的比较。根据《石油和化工设备》2010. 13(5)期发表的《压力容器新型封头分析设计》，抛 物线_圆弧型封头计算厚度公式如下δ = 0. 85PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC)...............(7)根据GB150-1998《钢制压力容器》，标准椭圆形封头计算厚度公式如下δ = PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC) ............(8)同样根据GB150《钢制压力容器》，Ri = 0. QDi^r = 0. 17D,的碟形封头计算厚度公 式如下δ = 1. 32PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC) ...............(9)比较(7)、⑶、(9)式，可得抛物线_圆弧型封头计算厚度最小的结论。(2)稳定性计算厚度的比较抛物线-圆弧型封头球壳内半径Ri = 0. 7863Di，而标准椭圆形封头当量球壳内半
6径以及Ri = 0. QDi, r = 0. 17D,的碟形封头球壳内半径Ri = 0. 9Di;显然，抛物线-圆弧型 封头外压计算厚度最小。(3)单位容积的内表面积的比较抛物线-圆弧型封头单位容积的内表面积约为标准椭圆形封头以及Ri = 0. 9Di、r =0. 17D,的碟形封头单位容积内表面积的84%。由此可见，在技术参数相同的情况下，抛物线-圆弧型封头可比同深度的标准椭 圆形封头节省约30%的材料，比同深度的Ri = 0. r = 0. IiDi的碟形封头节省约46% 的材料。抛物线-圆弧型封头内表面经线的形成是对薄壳而言，研究其应力状态时可忽略其中间面和内表面的区别，因此，该封头的 内表面的经线的形成可采用中间面的经线的形成方法。进而，以mm为单位时该封头内表面 经线抛物线部分及圆弧部分，参见附图2，在给定座标系XOY中内表面的经线抛物线线段部分方程是Y = 8. 3208D厂 1 25X2.25 ；0 彡 X 彡 0. 1702Di，式中，X、Y 单位:mm ；......(10)在给定的直角坐标系XOY中，封头球面部分经线方程是(X+0. 5363Di)2+(Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2，...............(11)0. 1702Di 彡 X 彡 0. 25Di，式中，X、Y 单位mm。也就是说，在给定的坐标系XOY中，所述抛物线-圆弧型封头内表面的抛物线和圆 弧的经线要分别满足以上所述方程(10)和方程(11)。至此，我们可以明了本发明的如下所述的第一和第二技术方案了。即所述冲压凸 模检验模具(或称样板)和旋压成形工艺检验模具的凹形工作面或凸形工作面，要满足以 上所述方程(10)和方程(11)。出于本发明的同一设计理念，实现其目的技术方案有以下3种一种抛物线_圆弧型封头冲压凸模的检验模具，包括呈凹形板状结构的模具体， 用于检验的工作面段设在凹形板状结构模具体凹形部位的侧面，在凹形工作面段上方分别 有左基准面段和左基准面段，左基准面段与右基准面段两者在同一水平面上，且与凹形工 作面段的对称轴中心线相垂直，其创新点在于a、在所述凹形工作面段的两头为抛物线线段，位于两头抛物线线段之间为圆弧线 段，所述圆弧线段与抛物线线段平滑过渡连接；b、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具体的凹形工作面段上的右侧抛物线 线段各点的X、Y坐标值满足以下计算公式丫 = 8.32080「125.圹'25;且式中父值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的单位为mm讽为所述封头的内直径，其单位为mm ；C、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凹形工作面段上的圆弧线段右半侧 各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的单位为mm讽为所述封头内直径，其单位为mm ；d、左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线 (CZ)，圆弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。
在第一种技术方案中，本发明还主张所述模具体的断面呈单面斜楔状或双面斜楔 状结构；所述拱形工作面段位于所述楔形模具体厚度最小的一端。这一技术方案，由于检验 工作面的厚度较小，可以方便肉眼的检测，从而进一步提高检测精度。第二种是一种抛物线_圆弧型封头旋压成形制造工艺用检验模具，包括呈凸形板 状结构的模具体，用于检验的工作面段设在凸形板状结构模具体凸形部位的侧面，在凸形 工作面段底部与凸形工作面段的对称轴中心线相垂直，其创新点在于a、在所述凸形工作面段的两头为抛物线线段，位于两头抛物线线段之间为圆弧线 段，所述圆弧线段与抛物线线段平滑过渡连接；b、在给定的直角坐标系XOY中，位于模具凸形工作面段上的右侧抛物线线段各点 的X、Y坐标值满足以下计算公式Y = 8. 3208DrL25X2'25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的单位为mm讽为所述封头的内直径，其单位为mm ；C、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段上的圆弧线段右半侧 各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的单位为mm讽为所述封头内直径，其单位为mm ；d、左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线 (CZ)，圆弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。在第二种技术方案中，本发明还主张所述模具体的断面呈单面斜楔状或双面斜楔 状结构；所述凸形工作面段位于所述楔形模具体厚度最小的一端。第二种技术方案与第一种技术方案相比区别在于第一种检验模具的检验工作面 设在凹形部位的侧面，而第二种检验模具的检验工作面设在凸形部位的侧面。除此之外，两 者是一致的。第三种是一种抛物线_圆弧型封头成品的检验模具，包括呈凸形板状结构的模具 体，用于检验的工作面段设在凸形板状结构模具体凸形部位的侧面，在凸形工作面段底部 两侧分别有左基准面段和右基准面段，左基准面段与右基准面段两者处在同一水平面上， 且与凸形工作面段的对称轴中心线相垂直，其创新点在于a、在所述凸形工作面段的两头为与封头内表面经线抛物线线段等法向距离0. 5 Δ 的曲线段，之间为与封头内表面经线圆弧线段等法向距离0.5Δ的圆弧线段，所述曲线线 段与所述圆弧线段平滑过渡连接；b、所述凸形工作面段(2)的弦长小于所述封头内直径Di,其差值为Δ，而凸形工 作面段⑵与成品封头内表面之间的理论法向距离(理论间隙)为0.5Δ，Δ在所述封头 内直径Di的1.25% 3. 50%范围内；C、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述凸形工作面段⑵上的右侧曲线线段 (P1W1)各点的X^Y1坐标值，按下列方式求得按照第一种和第二种技术方案所述的右侧抛物线段(PW)各点的X、Y坐标值满 足以下计算公式Y = 8.3208D7125X2 25,坐标为X，Y的点在抛物线上的切线的倾角θ，且 0° ^ θ ^ θ0, θ ^为右侧抛物线线段(pw)与圆弧线段(YH)右半侧交点处切线对X轴的 倾角。由方程Y = SMOSD;"125 X2'25可得γ对χ的导数在该点(X，γ)的值，即该点切线对X
8轴倾角θ的正切值，于是，利用三角函数诱导公式可求sin θ及con0的值，然后再按以下 参数方程计算得出该右侧抛物线线段(PW)上点(X，Y)在工作面段(2)上的右侧曲线线段 (P1W1)所对应点(X1J1)的坐标值X1 = X-0. 5 Δ sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，小于或等于0. 1702D,,而X1大于或等于0，小于或等于 0. 1702Di-0.5Asin θ 0，式中X1J1坐标单位为mm ； θ为右侧曲线线段(P1W1)上任一点(X1、 Y1)处的切线对X轴的倾角，θ ^ Θ0;Δ为凸形工作面段的弦长小于所述封头内直径 Di的长度，其单位为mm;d、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圆弧线段 (Y1H1)右半侧各点的XpY1坐标值满足以下计算公式(Xi+0· 5363Di)2+ (Y1-O. SDi)2 = (0. 78630-0. 5 Δ )2 ；且0· 1702 「0· 5Asin θ。彡 X1 彡 0· 25 「0· 5Δ，θ。彡 θ 彡 90° ；式中X^ Y1值的单位为mm ； θ为圆弧线段(Y1H1)右半侧上点汰、Y1)的切线对X 轴的倾角，这里Θ。为右侧曲线线段(P1W1)与圆弧线段(Y1H1)右半侧的交点的切线对X轴 的倾角；e、左侧曲线线段(P1W1)与所述右侧曲线线段(P1W1)轴对称于对称轴中心线(CZ)； 圆弧线段(Y1H1)左半侧与所述圆弧线段(Y1H1)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。在第三种技术方案中，本发明主张在所述呈凸形板状结构模具体(1)的凸形工作 面与成品封头内表面存在间隙误差时，当封头内表面呈外凸状时，所述检验模具体的凸形 工作面与成品封头内表面的间隙误差不大于所述封头内SDi的1. 25%;当封头内表面呈内 凹状时，所述检验模具体的凸形工作面与成品封头内表面的间隙误差不大于所述封头内径 Di 的 0. 625%。在第三种技术方案中，本发明还主张，所述模具体的断面呈单面斜楔状或双面斜 楔状结构，所述凸形工作面位于所述楔形模具体厚度最小的一端。上述技术方案得以实旋后，本发明所具有的结构简单，使用方便，检验结果精准等 特点，是显而易见的。
图1是抛物线_圆弧型封头中间面形成的示意图；图2是抛物线_圆弧型封头内表面经线(母线)示意图，图中所示Di为封头内直径 (mm)，H为封头总深度(mm)，H_h为封头深度(mm)，h为封头直边高度(mm)，Ri为封头球面部 分内半径(mm)，α为封头球面部分内表面经线半圆心角，即为抛物线与圆弧线相交点的切 线与X轴的倾角9 Q的余角，δ为封头名义厚度(mm)；且2 OH1VD1 = 0.5，R1 = 0.78630” α = 26. 041°，θ ο = 63. 9590°。图3是冲压上模或凸模检验模具的结构示意图；图4是旋压成形检验模具的结构示意图；图5是成品封头检验模具的结构示意图。图6是成品封头检验模具的检测边曲线示意图。
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上述附图2至5的XOY坐标系由通常的XOY坐标系逆时针旋转90°所产生，以方 便图意表达。图1和图6的长度单位系非法定长度单位，即任意定的长度单位，图2和图5 的长度单位为mm。
具体实施例方式实施例1，请参读附图3。一种抛物线_圆弧型封头冲压凸模的检验模具，包括呈凹形板状结构的模具体1， 用于检验的工作面段2设在凹形板状结构模具体1凹形部位的外表面，在工作面段2凹形 底部两侧分别有左基准面段3和右基准面段4，左基准面段3与右基准面段4两者在同一水 平面上，且与凸形工作面段2的对称中心线CZ相垂直，而其在所述凹形工作面段2的两头为抛物线段(PW)，位于两头抛物线段(PW)之间为圆 弧线段(YH)，所述圆弧线段(YH)与抛物线线段(PW)平滑过渡连接；在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具体1的凸形工作面段2上的右侧抛物 线线段(PW)各点的X、Y坐标值满足以下计算公式Y = 8. 3208DrL25X2'25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的单位为mm讽为所述封头的内直径，其单位为mm ；在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凹形工作面段2上的圆弧线段(YH)右 半侧各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的单位为mm讽为所述封头内直径，其单位为mm ；左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线(CZ)， 圆弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。所述模具体1的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构；所述凹形工作面段2位于 所述楔形模具体1厚度最小的一端。实施例2，请参读附图4。一种抛物线_圆弧型封头旋压成形制造工艺用检验模具，包括呈凸形板状结构的 模具体1，用于检验的工作面段2设在凸形板状结构模具体1凸形部位的外表面，在凸形工 作面段2底部与凸形工作面段2的对称中心线CZ相垂直，而其在所述凸形工作面段2的两头为抛物线段PW，位于两头抛物线线段PW之间为圆弧 线段YH，所述圆弧线段YH与抛物线线段PW平滑过渡连接；在给定的直角坐标系XOY中，位于模具凸形工作面段2上的右侧抛物线线段PW各 点的X、Y坐标值满足以下计算公式Y = 8. 3208DrL25X2·25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的单位为mm讽为所述封头的内直径，其单位为mm ；在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段2上的圆弧线段YH右半 侧各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0. 5363Di) 2+(Y-0. 5Di)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的单位为mm讽为所述封头内直径，其单位为mm ；左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线(CZ)，
10圆弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。所述模具体1的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构；所述凸形工作面段2位于 所述楔形模具体1厚度最小的一端。实施例3，请参读附图5和附图6。一种抛物线_圆弧型封头成品的检验模具，包括呈凸形板状结构的模具体1，用于 检验的工作面段2设在凸形板状结构模具体1凸形部位的侧面，在凸形工作面段2底部两 侧分别有左基准面段3和右基准面段4，左基准面段3与右基准面段4两者处在同一水平面 上，且与凸形工作面段2的对称轴中心线CZ相垂直，而其在所述拱形工作面段2的两头为与抛物线线段PW等法向距离0. 5 Δ的曲线线段 P1W1，之间为与圆弧线段YH等法向距离0.5 Δ的圆弧线段Y1H1，所述圆弧线段Y1H1与曲线线 段P1W1平滑过渡连接；所述凸形工作面段(2)的弦长小于所述封头内直径Di,其差值为Δ，而凸形工作 面段⑵与成品封头内表面之间的理论法向距离(理论间隙)为0.5Δ，Δ在所述封头内 直径Di的1. 25% 3. 50%范围内；在给定的直角坐标系XOY中，位于所述凸形工作面段(2)上的右侧曲线线段(P1W1) 各点的Xp Y1坐标值，按下列方式求得参见图5和图6，按照实施例1或实施例2所述的右侧抛物线线段(PW)各点的X、 Y坐标值满足以下计算公式Y = 8.3208D「U5X2·25，进而可得该点在抛物线上的切线的倾 角θ，且o°彡θ彡Qtl，这里θ ^为右侧抛物线线段(pw)与圆弧线段(YH)右半侧交点处 切线对X轴的倾角。由方程丫=8.32080「125铲25可得￥对父的导数在该点(X，Y)的值，即 该点切线对X轴倾角θ的正切值，于是，利用三角函数诱导公式可求sine及cone的值， 然后再按以下参数方程计算得出该右侧抛物线线段(PW)上点(X，Y)在工作面段(2)上的 右侧曲线线段(P1W1)所对应点(X1J1)的坐标值X1 = X-0. 5 Δ sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，而小于或等于0. 1702D”进而X1大于或等于0，小于或等 于0. 1702D-0. 5 Δ sin θ 0，式中X” Y1坐标单位为mm ； θ为右侧曲线线段(P1W1)上任一点 (X1J1)处的切线对X轴的倾角，0彡θ ( Qtl，这里Qtl为右侧曲线线段(P1W1)与圆弧线段 (Y1H1)右半侧的交点的切线对X轴的倾角。△为凸形工作面段的弦长小于所述封头内直径 Di的长度，在所述封头内直径Di的1. 25% 3. 50%范围；在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圆弧线段(Y1H1) 右半侧各点的XpY1坐标值满足以下计算公式(Xi+0· 5363Di)2+ (Y1-O. SDi)2 = (0. 78630-0. 5 Δ )2 ；且0· 1702 「0· 5Asin θ。彡 X1 彡 0· 25 「0· 5Δ，θ。彡 θ 彡 90° ；式中X” Y1值的单位为mm ； θ为圆弧线段(Y1H1)右半侧上点(X1、Y1)的切线对X 轴的倾角，这里Θ。为右侧曲线线段(P1W1)与圆弧线段(Y1H1)右半侧的交点的切线对X轴 的倾角；左侧曲线线段(P1W1)与所述右侧曲线线段(P1W1)轴对称于对称轴中心线(CZ)；圆 弧线段(Y1H1)左半侧与圆弧线段(Y1H1)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。
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当封头内表面呈外凸状时，所述检验模具的凸形工作面与成品封头内表面的间隙 误差不大于所述封头内径Di的1.25% ；而当封头内表面呈内凹状时，所述检验模具的凸形 工作面与成品封头内表面的间隙误差不大于所述封头内SDi的0.625%。应当说明的是， 在封头制造过程中，成品封头内表面的外凸和内凹是不可避免的。所述模具体1的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构，所述凸形工作面位于所述 楔形模具体1厚度最小的一端。以上3个实施例所述模具体1的用材可以是硬质木料或硬塑料，也可以是铝材。为 了方便检验操作，在所述模具体1上可以开设多种几何形状的通孔，并可在所述通孔周围 布置加强筋，这样不但可以增强模具体1的刚性，而且操作方便。本发明的制备，可以采用手工划线，然后再用线切割方法加工而成；也可以采用电 脑控制的机床直接加工而成。此外，冲压成形的封头的凸模(上模)亦可采用电脑控制的 机床将有关公式输入后直接加工而成，而不必预先制备凹形检验模具。本发明初样在抛面线_圆弧型封头试生产中试用的效果是令人十分满意的。
权利要求
一种抛物线 圆弧型封头冲压成形凸模的检验模具，包括呈凹形板状结构的模具体(1)，用于检验的工作面段(2)设在凹形板状结构模具体(1)凹形部位的侧面，在工作面段(2)凹形上方两侧分别有左基准面段(3)和右基准面段(4)，左基准面段(3)与右基准面段(4)两者在同一水平面上，且与凹形工作面段(2)的对称轴中心线(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凹形工作面段(2)的两头为抛物线线段(PW)，位于两头抛物线线段(PW)之间为圆弧线段(YH)，所述圆弧线段(YH)与抛物线线段(PW)平滑过渡连接；b、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具体(1)的凹形工作面段(2)上右侧抛物线线段(PW)各点的X、Y坐标值满足以下计算公式 <mrow><mi>Y</mi><mo>=</mo><mn>8.3208</mn><msubsup> <mi>D</mi> <mi>i</mi> <mrow><mo>-</mo><mn>1.25</mn> </mrow></msubsup><msup> <mi>X</mi> <mn>2.25</mn></msup><mo>;</mo> </mrow>且式中X值大于或等于0，小于或等于0.1702Di；式中X、Y值的单位为mm；Di为所述封头的内直径，其单位为mm；c、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凹形工作面段(2)上的圆弧线段(YH)右半侧各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0.5363Di)2+(Y 0.5Di)2＝(0.7863Di)2；且式中X值大于或等于0.1702Di，小于或等于0.25Di；式中X、Y值的单位为mm；Di为所述封头内直径，其单位为mm；d、左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线(CZ)，圆弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。
2.根据权利要求1所述的抛物线-圆弧型封头凸模的检验模具，其特征在于，所述模具 体(1)的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构；所述凹形工作面段(2)位于所述楔形模具 体(1)厚度最小的一端。
3.一种抛物线_圆弧型封头旋压成形制造工艺用检验模具，包括呈凸形板状结构的模 具体(1)，用于检验的工作面段(2)设在凸形板状结构模具体(1)凸形部位的侧面，凸形工 作面段(2)的底平面(3)与凸形工作面段(2)的轴对称中心线(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凸形工作面段(2)的两头为抛物线线段(PW)，位于两头抛物线线段(PW)之间 为圆弧线段(YH)，所述圆弧线段(YH)与抛物线线段(PW)平滑过渡连接；b、在给定的直角坐标系XOY中，位于模具凸形工作面段(2)上的右侧抛物线线段(PW) 各点的X、Y坐标值满足以下计算公式Y= 8.3208D", 25 X2 25;且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702D,；式中X、Y值的单位为mm讽为所述封头的内直径，其单位为mm ；c、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圆弧线段(YH)右 半侧各点的X、Y坐标值满足以下计算公式(X+0. 5363DD2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于或等 于0. 25D,；式中X、Y值的单位为mm 为所述封头内直径，其单位为mm ；d、左侧抛物线线段(PW)与所述右侧抛物线线段(PW)轴对称于对称轴中心线(CZ)，圆 弧线段(YH)左半侧与所述圆弧线段(YH)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。
4.根据权利要求3所述的抛物线-圆弧型封头制造工艺用检验模具，其特征在于，所述 模具体(1)的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构；所述凸形工作面段(2)位于所述楔形 模具体(1)厚度最小的一端。
5.一种抛物线-圆弧型封头成品的检验模具，包括呈凸形板状结构的模具体(1)，用于 检验的工作面段(2)设在凸形板状结构模具体(1)凸形部位的侧面，在凸形工作面段(2) 底部两侧分别有左基准面段(3)和右基准面段(4)，左基准面段(3)与右基准面段(4)两者 处在同一水平面上，且与凸形工作面段(2)的轴对称中心线(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凸形工作面段(2)的两头为与抛物线线段(PW)等法向距离的检验模具曲线 线段(P1W1),位于两头所述曲线线段(P1W1)之间为与圆弧线段(YH)等法向距离的检验模具 圆弧线段(Y1H1),所述检验模具曲线线段(P1W1)与所述检验模具圆弧线段(Y1H1)平滑过渡 连接；b、所述凸形工作面段(2)的弦长小于所述封头内直径Di,其差值为Δ，而凸形工作 面段(2)与成品封头内表面之间的理论法向距离为0.5Δ，Δ在所述封头内直径DiW 1. 25% 3. 50%范围内；c、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述凸形工作面段(2)上的右侧曲线线段(P1W1) 各点的Xp Y1坐标值，按下列方式求得按照公式Y = SJZOSD^25 X125,得坐标为Χ、Υ的点在抛物线线段(PW)上的切线的倾角 θ，且0°彡θ彡Qtl，θ ^为右侧抛物线线段(PW)与圆弧线段(YH)右半侧交点处切线对X 轴的倾角；进而，求sin θ及con θ的值，然后再按以下参数方程计算得出该右侧抛物线线 段(PW)上点(Χ，Υ)在工作面段(2)上的右侧曲线线段(P1W1)的对应点(XijY1)的坐标值X1 = Χ-0. 5 Δ Sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，小于或等于0. 1702Di;而X1大于或等于0，小于或等于 0. 1702Di-0.5Asin θ 0，式中X1J1坐标单位为mm ； θ为右侧曲线线段(P1W1)上任一点(X1, Y1)处的切线对X轴的倾角，即为右侧抛物线线段(PW)的对应点(X，Y)处的切线对X轴的 倾角；△为凸形工作面段的弦长小于所述封头内直SDi的长度，其单位为mm ；d、在给定的直角坐标系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圆弧线段(Y1H1) 右半侧各点的U1坐标值满足以下计算公式(Xi+0. 5363Di)2+(Y1-0. 5D》2 = (0· 78630-0. 5 Δ )2 ；且 0. 17020-0. 5 Δ sin θ 0 ≤ X1 ≤ 0. 250-0. 5 Δ，θ 0 ≤ θ ≤ 90° ；式中Xp Y1值的单位为mm; θ为圆弧线段(Y1H1)右半侧上点(X^Y1)的切线对X轴的 倾角，即为圆弧线段(PW)右半侧的对应点(Χ，Υ)处的切线对X轴的倾角；e、左侧曲线线段(P1W1)与所述右侧曲线线段(P1W1)轴对称于对称轴中心线(CZ)；圆弧 线段(Y1H1)左半侧与所述圆弧线段(Y1H1)右半侧轴对称于对称轴中心线(CZ)。
6.根据权利要求5所述的抛物线-圆弧型封头成品的检验模具，其特征在于，在所述呈 凸形板状结构模具体(1)的凸形工作面与成品封头内表面存在间隙误差时，当封头内表面 呈外凸状时，所述检验模具体(1)的凸形工作面与成品封头内表面的间隙误差不大于所述 封头内直径Di的1.25% ；而当封头内表面呈内凹状时，所述检验模具体(1)的凸形工作面 与成品封头内表面的间隙误差不大于所述封头内直径Di的0. 625%。
7.根据权利要求5所述的抛物线-圆弧型封头成品的检验模具，其特征在于，所述模具 体(1)的断面呈单面斜楔状或双面斜楔状结构，所述凸形工作面位于所述楔形模具体(1)厚度最小的一端。
全文摘要
本发明所公开的是一种抛物线-圆弧型封头制造工艺用检验模具，包括冲压成形凸模检验模具、旋压成形制造工艺用检验模具和成品封头检验模具，所述3种检验模具呈凹形或凸形板状结构，检验用工作面段设在凹形或凸形部位的侧面；第一和第二种检验模具，设在其工作面段右半侧抛物线线段各点X、Y值满足公式Y＝8.3208Di-1.25X2.25；设在其工作面段圆弧线段右半侧各点X、Y值满足公式(X+0.5363Di)2+(Y-0.5Di)2＝(0.7863Di)2；且左半侧的抛物线线段和圆弧线段分别与右半侧的抛物线线段和圆弧线段轴对称。第三种检验模具，设在工作面段的曲线与成品封头理论曲线间保持一理论法向距离。具有结构简单，操作方便，检验结果精准等特点。
文档编号G01B5/004GK101963480SQ201010250600
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者李业勤 申请人:李业勤