[發(fā)明專利]一種螺旋肋包殼管扭轉(zhuǎn)成形裝置及成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110765266.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN113500112B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寶雨;劉勝強(qiáng);李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B21C37/20
• 分類號(hào): B21C37/20;B21C25/02
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

本發(fā)明涉及金屬塑性成形工藝與裝備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種螺旋肋包殼管扭轉(zhuǎn)成形裝置及成形方法，所述裝置包括拉拔機(jī)構(gòu)、螺旋外模、內(nèi)模和拉拔機(jī)架；拉拔機(jī)構(gòu)用于牽引金屬帶直肋坯料管軸向運(yùn)動(dòng)；螺旋外模用于完成金屬帶直肋坯料管的扭轉(zhuǎn)成形；螺旋外模為中空結(jié)構(gòu)，具有入口段和成形段，入口段設(shè)置有直帶肋槽，成形段設(shè)置有帶導(dǎo)程肋槽；內(nèi)模用于扭轉(zhuǎn)成形過程中金屬帶直肋坯料管內(nèi)壁的支撐，防止坯料管內(nèi)徑變形；拉拔機(jī)構(gòu)、螺旋外模、內(nèi)模均固定安裝在拉拔機(jī)架上。所述成形方法包括金屬帶直肋坯料管準(zhǔn)備、潤(rùn)滑預(yù)處理、拉拔及扭轉(zhuǎn)成形、成品管處理。本發(fā)明裝置整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，所用工藝生產(chǎn)效率高，成品質(zhì)量好、精度高、綜合性能優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬塑性成形工藝與裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種螺旋肋包殼管扭轉(zhuǎn)成形裝置及成形方法。

背景技術(shù)

我國(guó)的核電技術(shù)從20世紀(jì)80年代起步，現(xiàn)已進(jìn)入加速發(fā)展階段，目前我國(guó)第4代快堆先進(jìn)核能系統(tǒng)已在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)重大突破，對(duì)快堆材料的配套研發(fā)提出了非常急迫的要求。燃料元件包殼材料作為堆芯的重要結(jié)構(gòu)材料，針對(duì)包殼管的研究必不可少，目前一些反應(yīng)堆廣泛采用鋯合金作為包殼材料，但由于鋯合金的抗高溫強(qiáng)度及抗中子輻射性能較差，不能滿足第4代反應(yīng)堆對(duì)包殼材料的要求，因此奧氏體不銹鋼因其優(yōu)良的高溫力學(xué)性能及抗輻照性能，并且易于加工，價(jià)格較低，被選為第4代快堆早期發(fā)展的包殼材料。

快冷堆燃料組件主要由包殼管、六角外管套組成，六角外管套內(nèi)的包殼管之間有不銹鋼絲螺旋纏繞進(jìn)行相互隔離，以往不銹鋼絲通過點(diǎn)焊的方式將不銹鋼螺旋繞絲與包殼管進(jìn)行固定，但這種方式不耐高溫高壓，在高溫高壓環(huán)境中服役點(diǎn)焊部位容易脫落，導(dǎo)致隔離失效，因此為改善這種現(xiàn)狀，授權(quán)公告號(hào)為CN 203055470 U的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種燃料棒徑向定位的帶肋包殼管，采用與包殼管基體整體成型的螺旋帶筋形式進(jìn)行燃料包殼管隔離，安全性更高，同時(shí)能兼顧反應(yīng)堆單位功率密度大、體積小巧。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是至少克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之一，提供了一種螺旋肋包殼管扭轉(zhuǎn)成形裝置及成形方法，整體裝置及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，所涉及工藝生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種螺旋肋包殼管扭轉(zhuǎn)成形裝置，所述裝置包括拉拔機(jī)構(gòu)、螺旋外模、內(nèi)模和拉拔機(jī)架；

所述拉拔機(jī)構(gòu)，用于牽引金屬帶直肋坯料管軸向運(yùn)動(dòng)；

所述螺旋外模，用于完成金屬帶直肋坯料管的扭轉(zhuǎn)成形；所述螺旋外模為中空結(jié)構(gòu)，具有入口段和成形段，入口段設(shè)置有直肋槽，成形段設(shè)置有帶導(dǎo)程肋槽；

所述內(nèi)模，用于扭轉(zhuǎn)成形過程中金屬帶直肋坯料管內(nèi)壁的支撐，防止金屬帶直肋坯料管內(nèi)徑變形；

所述拉拔機(jī)構(gòu)、螺旋外模、內(nèi)模均固定安裝在所述拉拔機(jī)架上。

如上所述的任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述螺旋外模安裝于拉拔機(jī)架的方式為：所述螺旋外模安裝于旋轉(zhuǎn)法蘭的法蘭孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)法蘭安裝在深溝球軸承內(nèi)，深溝球軸承安裝在所述拉拔機(jī)架上；

旋轉(zhuǎn)法蘭在驅(qū)動(dòng)裝置或手動(dòng)控制下，能夠在深溝球軸承內(nèi)繞軸線旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)所述螺旋外模同步旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)直肋管扭彎。

如上所述的任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述螺旋外模外表面加工有鍵槽，通過平鍵實(shí)現(xiàn)螺旋外模與旋轉(zhuǎn)法蘭的可拆卸連接。

如上所述的任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述拉拔機(jī)構(gòu)包括電推缸和夾頭，夾頭安裝在電推缸上，夾頭用于夾持金屬帶直肋坯料管的縮頭部分，電推缸安裝在拉拔機(jī)架上。

如上所述的任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述內(nèi)模為圓柱狀，所述內(nèi)模尾部加工有螺紋，并通過螺紋安裝在長(zhǎng)螺栓頭部的螺紋孔內(nèi)；長(zhǎng)螺栓通過兩個(gè)螺母與拉拔機(jī)架固定；兩個(gè)螺母能調(diào)整螺栓的軸向位置，從而調(diào)節(jié)所述內(nèi)模軸向位置。