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旋壓封頭的旋壓成形工藝

     旋壓成形包括冷旋壓和熱旋壓。旋壓封頭冷旋壓主要用于相對(duì)厚度比較小的封頭旋壓封頭制造工藝一般包括下料、壓鼓和翻邊,目前,國(guó)內(nèi)外在封頭冷旋壓成形中,主要采用一步法和=步法。一步法,即板坯在一臺(tái)旋壓機(jī)上旋壓成形二步法,即扳坯是在壓鼓機(jī)上沿板坯表面逐點(diǎn)壓制成球冠形,然后在旋壓機(jī)上翻邊。

    80年代后期,國(guó)內(nèi)從意大利、德國(guó)等引進(jìn)了旋壓設(shè)備,首次采用兩步無胎冷旋壓法旋制了大型薄壁旋壓封頭,補(bǔ)充了用沖壓法難以生產(chǎn)大型薄壁封頭的不足。同時(shí),一些高校和科研單位也進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)備 工作,如燕山大學(xué)、齊齊哈爾第二機(jī)床廠、哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及黑龍江省旋壓技術(shù)研究所等。經(jīng)過十幾年的不懈努力,一步法旋壓封頭無胎冷旋壓技術(shù)已很成熟,現(xiàn)可生產(chǎn)直徑0400--05200mm、板厚3~32mm的各種尺寸形狀和不同材質(zhì)的封頭,并且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,完全符合 旋壓封頭標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品基本無開裂現(xiàn)象,尺寸、形狀均能滿足用戶的要求。

    一步法旋壓封頭無胎冷旋壓成形技術(shù)是將圓形扳坯一次裝卡到旋壓機(jī)上后,在微機(jī)的控制下或通過手工操作,得到一個(gè)完全合格的封頭產(chǎn)品。旋壓機(jī)工作原理如圖1-3所示。圓形板坯在頂緊缸1和主軸缸4的夾持下,由主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3和成形輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6使其繞主軸中心旋轉(zhuǎn),成形輥8(內(nèi)支撐輥)在成形輥移動(dòng)缸7的帶動(dòng)下,繞可調(diào)整支點(diǎn)尺寸的滑塊作圓弧擺動(dòng),旋壓輥10在其橫向缸9和縱向缸11的作用下,與成形棍8始終保持一定的錯(cuò)位矩間隙,作曲線運(yùn)動(dòng), 終將板坯旋制成合格的封頭2。

    直接影響旋壓封頭成形的主要因素,是旋壓輥與成形輥之間的位錯(cuò)距、旋壓力參數(shù)的選取以及旋壓輥與成形輥同步由板坯中心附近向邊緣移動(dòng)的軌跡是否符合設(shè)定要求。旋壓加工時(shí),旋壓輥壓點(diǎn)與成形輥支撐點(diǎn)之間具有位錯(cuò)距。保證合理的位錯(cuò)距是旋壓封頭成形及滿足精度要求的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)通過大量試驗(yàn)得知,位錯(cuò)距過大導(dǎo)致變形區(qū)增大,易出現(xiàn)板坯失穩(wěn)起皺,一般取板坯厚度的5-6倍。

    厚壁旋壓封頭熱旋壓成形技術(shù)是近年來國(guó)內(nèi)封頭成形技術(shù)中一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域。封頭熱旋壓主要是用于中厚板封頭和一些難于冷變形材料的封頭成形。熱旋壓的加熱方法可分為兩種,一是先將板坯加熱到一定溫度,然后在熱旋機(jī)上旋壓成形;二是先將板坯央緊在熱旋壓機(jī)上,然后再對(duì)板坯變形區(qū)局部加熱并使其旋壓成形。但國(guó)內(nèi)現(xiàn)在真正意義上的熱旋壓機(jī)只有一臺(tái)(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)所稱熱旋壓機(jī),實(shí)際是冷旋壓增加了加熱工具,溫度無法達(dá)到熱加工范圍,只能算溫旋壓設(shè)備,不是嚴(yán)格意義上的熱旋壓機(jī)),是河北力瑞旋壓封頭有限公司從日本進(jìn)口的FM4熱旋壓機(jī)【12】。

    與其他方法相比,用旋壓法成形旋壓封頭, 別是大、中型封頭,具有所需設(shè)備噸位小,模具費(fèi)用低、加工成本低、工藝靈活、成形范圍廣等優(yōu)點(diǎn)但是也存在很多不足,旋壓輥與成形輥之的位錯(cuò)距的確定,旋壓力參數(shù)的選取以及旋壓輥與成形輥同步由板坯中心附近向邊緣移動(dòng)的軌跡是否符合設(shè)定要求等都會(huì)影響成形,極易造成板坯失穩(wěn)起皺。而且用兩步法成形工藝制成的封頭只是一種近似橢圓封頭;其應(yīng)力狀態(tài)及承載能力較標(biāo)準(zhǔn)橢圓旋壓封頭相差較遠(yuǎn),而且受目前的技術(shù)水平和設(shè)備能力所限,直徑超過6500mm的橢圓封頭,即使采用兩步法旋壓工藝也無法成形。熱旋壓時(shí)材料表面氧化嚴(yán)重,且去除困難;需要燃料,消耗大量資源,污染環(huán)境,產(chǎn)生公害。同時(shí),旋壓加工操作技術(shù)要求商,加工產(chǎn)品的好壞 依賴操作工人的技術(shù)水平,熱旋壓工作因?yàn)闊崦浝淇s,旋壓封頭 依賴操作工人的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),同時(shí)起旋點(diǎn)的判斷、輪間距的選擇等對(duì)工人的要求也很高。

 

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