利用压力机压制椎体的工艺方法

利用液压机压制锥体的工艺方法

内容简要：锥形封头是锅炉压力容器常用部件，一般采用直接卷制成形，但遇到锥体小端直径太小或受设备能力限制，而无法直接用卷板机卷制成形的情况时，就需要采用一些特殊方法，本文介绍了一种用压力机和放射状胎具压制成型的工艺方法

关键词：压力机放射胎锥体

一、前言

锥形封头广泛用于石油化工、医药、航天、核电、船舶、钢铁以及锅炉压力容器等制造行业。锥形封头的锥体制造工艺过程一般为：放样-下料-清理-刨边-组对-焊接-卷制成形-焊接-校圆，但遇到锥体小端直径太小或受设备能力限制，而无法直接用卷板机卷制成形的情况时，就需要采用一些特殊方法：一是先用卷板机卷制成锥体基本形状，然后再用放射状胎具压制合缝成型，二是直接用放射状胎具压制成型。下面详细介绍直接用放射状胎具压制成型方法：

二、直接用放射状胎具压制成型方法

以图1锥体:材质S30403制作为例，确定上下模尺寸参数。

1.放射状胎具的制作

放射状胎具如图2：

1）凹模圆钢长度的确定

圆钢的长度就是素线的长度，其计算方法：

L=√(D/2—d/2)2+H2=785mm

2）凹模小端和大端间距的确定

小端的距离定为30mm,根据大小端间距的比等于锥体大小端直径的比的原理，其比例式是：

122:1100=30:x x=270

3）凹模圆钢直径的确定

圆钢直径的确定有两个原则：

a保证成型后锥台和底板有一定的距离，其计算方法：

b圆钢应有一定的强度，虽符合第一原则，但没有一定的刚度也是不行的

从图4可看出，凹模用40mm圆钢就可以了，考虑到模具的刚度和以后压制其他椎体的通用性，选用φ60圆钢，凹模小端和大端间距按理论应符合上述原则，但本例我们在制作中适当增加小端间距，减小大端间距，虽然成型后由一些上下错口，但在后续工序中矫正也很方便；上模用板厚20mm钢板和φ60圆钢制作，上模设计应根据设备能力，考虑最大成型规格模具刚度。

2.压制过程

1）画放射线

压制前现在扇形板料上画出放射线，放射线等分份数按170mm分等分

2）压制

我们采用整扇形料压制，先预弯头，在压制，压制过程中要用样板测量弧度，避免出现过弧现象。成型时如果出现上下错口、小端过掩、扭曲等现象，按第三部分方法矫正。合缝前应保证边线直度，不能出现错边，保证焊接坡口符合焊接要求。点固焊时一般先从小端开始，焊接后再进行校圆。操作如图8

三、常见问题及矫正方法

1.在成型过程中，常遇到以下问题：

1）小端过掩大端间隙大，如图5a

2）上下错口

3）扭曲

4）大端（或小端）间隙大等

2.原因分析及矫正办法

1）小端过掩大端间隙大是小端局部弧过，大端局部弧欠，从而导致了小端过掩并高出，大端有间隙并外移。采用小端局部放弧,如图5b，大端局部上弧的办法处理,如图5c。

2）上下错口

上下错口与小端过掩大端间隙大相同，采用垫压法解决，

3）产生扭曲的原因是胎具间距不合适或未按椎体的素线方向压制造成的，可以采用换向压弧法进行矫正。如图6

4)小端间隙符合要求，大端间隙过大说明小端弧合适，大端弧欠形成的，采用图7方法从上方压制，直至间隙合适时，点焊加固。如果小端间隙大，还采用此法反向压制。

四、结束语

此方法适于成型壁厚8~20，大端（直径≤φ1200mm）和小端直径相差悬殊，而无法采用卷板机直接卷制成形的锥体制作.尽量采用整扇形料压制，原因是分瓣压制后要多次预弯头，且合缝对接和校圆相对复杂一些。

压制过程中如出现上述问题应按小端过掩、扭曲、上下错口，间隙过大的顺序解决问题。合缝时采用图7的方法，多级收圆，成型后，外观过度圆滑，圆度

精度较高。

参考文献

1、郭建军;关于椎体制造的几个问题[J]；中国氯碱；2005年07期；

2、于爱群、张玉书；大直径锥形折边封头制造工艺[J];机械工程师；1989年04期；

3、曲力力、张魁林、高影；水压机压制大直径厚壁锥形封头工艺[J]；金属加工；2009

年09期；

4、陈博福；折边锥形封头的分瓣冲压成型工艺及模具设计[J]；化工设备与管道；2013

年02期；23~26；

5、陈博福；折边锥形缩口封头成型工艺及模具设计[J]；压力容器；1990年03期；

6、翟洪绪翟纯皎、翟纯垲；实用铆工读本；化学工业出版社；2009年5。