[發明專利]一種壓力容器用厚壁封頭成形方法及設備

有效

• 申請號: 202111383182.1
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114310157B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 鄒文杰;王偉;范文革;趙茹葉;謝芬;羅奧;王哲;劉輝
• 申請（專利權）人: 中車西安車輛有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P23/06;B21D51/44;B21D22/22;B21D37/10;B23K7/00;B23K7/10;B23C3/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發明公開一種壓力容器用厚壁封頭成形方法及設備，該方法通過封頭冷沖壓壓形模具、壓力機、封頭割邊裝置和封頭坡口及端面加工裝置實現封頭成形，包括以下步驟：步驟一，封頭毛坯下料，下料采用整板數控切割下料；步驟二，封頭壓制，采用封頭冷沖壓壓形模具壓制封頭；步驟三，劃割邊線，在封頭壓制完成后，在封頭上劃出割邊高度線；步驟四，封頭割邊，利用封頭割邊裝置進行封頭割邊；步驟五，封頭坡口及端面加工，利用封頭坡口及端面加工裝置對封頭的坡口及端面進行加工；步驟六，封頭熱處理。本發明整體冷沖壓成形生產率高，易于實現智能化、自動化流水線生產。

技術領域

本發明屬于壓力容器制造領域，具體涉及一種壓力容器用厚壁封頭成形方法及設備。

背景技術

車輛用罐車封頭一般使用金屬板料通過塑性加工的方法制造而成。罐車封頭塑性加工過程中，常見塑性成形方法有冷沖壓加工、熱壓加工和旋壓加工。壓力容器用厚壁封頭(t22-Q345R)強度高、剛性大，目前大多采用熱壓成形的方式。現有技術的缺點：

1)熱沖壓工藝坯料需加熱，需加熱設備，能耗大，對環境有污染。

2)熱壓封頭表面易產生氧化皮，材料易產生加熱缺陷，局部壁厚減薄量大。

3)封頭成形后在熱應力、組織應力和變形應力的影響下，形狀和尺寸不易控制，尺寸不穩定，互換性差。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種壓力容器用厚壁封頭成形方法及設備，克服了壓力容器用厚壁封頭熱壓成形技術的缺陷。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種壓力容器用厚壁封頭成形方法，該方法通過封頭冷沖壓壓形模具、壓力機、封頭割邊裝置和封頭坡口及端面加工裝置實現封頭成形，包括以下步驟：

步驟一，封頭毛坯下料，下料采用整板數控切割下料；

步驟二，封頭壓制，采用封頭冷沖壓壓形模具壓制封頭，具體步驟為：將坯料放至凹模圈后，壓力機的拉伸滑塊和壓邊滑塊快速下行，待壓邊圈距坯料200mm時，拉伸滑塊和壓邊滑塊改慢速下行，壓邊圈接觸坯料進行壓邊；當壓邊力達到設定值后，拉伸滑塊繼續下行，凸模接觸坯料進行拉伸，拉伸到設定深度保壓3秒，完成拉伸；拉伸滑塊帶動凸模慢速上行，當凸模脫離封頭后，拉伸滑塊和壓邊滑塊快速上行到起始位；最后頂出器將封頭頂起后用小車將封頭叉出；

步驟三，劃割邊線，在封頭壓制完成后，在封頭上劃出割邊高度線；

步驟四，封頭割邊，利用封頭割邊裝置進行封頭割邊，具體步驟為：將封頭用天車落到封頭支撐圓盤上；啟動氣缸，均布的多個氣缸同步動作往封頭中心移動使封頭放正；關閉氣缸，使氣缸復位；使用找正微調組件微調功能使封頭完全放置水平；啟動割槍，打開電機帶動封頭支撐圓盤轉動，進行封頭割邊；

步驟五，封頭坡口及端面加工，利用封頭坡口及端面加工裝置對封頭的坡口及端面進行加工，具體步驟為：將封頭坡口及端面加工裝置落到封頭上，使夾緊輪和驅動輪夾持在封頭直邊段和圓弧過渡區上；調整銑刀角度，使坡口角度滿足要求；打開驅動電機，使封頭坡口及端面加工裝置沿封頭圓周方向行走；打開進給電機，調整銑刀進給量保證坡口鈍邊尺寸；

步驟六，封頭熱處理。

本發明還包括如下技術特征：

可選地，所述步驟一中的坯料尺寸：t22*ф3800；

所述步驟二中，封頭壓制采用定程壓制，壓邊力設置：4000T；總成形力：7800T；壓形速度：5mm/s；拉伸行程：900mm；

所述步驟六中封頭熱處理工藝為：封頭在380℃以下裝爐，以55℃/h≤V≤150℃/h的升溫速度升溫到640℃，在640℃±10℃保溫1h,然后以55℃/h≤V≤150℃/h的降溫速度降到380℃，最后在380℃以下空冷出爐。