一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，采用計算機(jī)數(shù)字控制的旋壓機(jī)，將板料一體化加工成超高壓屏蔽罩，包括以下加工步驟：下料、初步旋壓、車削內(nèi)孔、拉深旋壓、第一次翻邊、修整、第二次翻邊、拋光清洗。此工藝生產(chǎn)的超高壓屏蔽罩，重量輕，厚度薄，材料利用率高；無需焊接加工，省卻了焊接設(shè)備，只在一臺旋壓機(jī)上就可以完成全部加工，操作更為簡便，并降低了加工成本；采用獨特的內(nèi)翻邊彎曲旋壓工藝，將工件的邊緣包罩在工件內(nèi)部，避免與外界環(huán)境直接接觸，提高耐蝕性和使用壽命。
【專利說明】—種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種罩體零件的加工工藝，尤其涉及一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]超高壓輸電可有效減少電能在電網(wǎng)輸送過程中的損耗，通常把高于300kV的電壓稱為超高壓。超高壓屏蔽罩是保護(hù)高壓電網(wǎng)中某些電力設(shè)備的重要部件。這些電力部件在工作中會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，因此需要對其進(jìn)行屏蔽保護(hù)。由于電力設(shè)備結(jié)構(gòu)的不同，其外部的屏蔽罩也有相應(yīng)不同的形狀。因此，對于超高壓屏蔽罩，既需要能夠滿足在超高壓下的性能要求，又可以與其保護(hù)的電力設(shè)備的形狀相匹配。超高壓屏蔽罩一般采用鋁或者鋁合金制作，承受的工頻耐壓要求比較高，制造工藝比較嚴(yán)格，為滿足其高壓性能，對其內(nèi)外表面的質(zhì)量要求較高，不允許有毛刺出現(xiàn)，并要保證足夠的粗糙度。
[0003]旋壓技術(shù)是加工金屬回轉(zhuǎn)體的塑性成形方法，具有局部連續(xù)塑性變形的特征。具體方法是將平板毛坯或預(yù)先成形的毛坯固定到旋轉(zhuǎn)的芯模上，用旋輪對毛坯施加壓力，旋輪同時作軸向送進(jìn)，經(jīng)過一次或多次加工，得到各種薄壁空心回轉(zhuǎn)體制品。普通旋壓是指在旋壓過程中，毛坯形狀改變，直徑增大或減小，而其厚度不變或發(fā)生少許變化的成形過程。拉深旋壓是普通旋壓的一種，是指由板料旋成筒形件或錐形件，以徑向拉深為主體變形，使得毛坯的直徑減小的成形過程。
[0004]《用數(shù)控旋壓機(jī)床完成高壓開關(guān)屏蔽罩的旋壓成形》(機(jī)電技術(shù)，2011，34(5))提供了一種屏蔽罩的旋壓工藝，但是其旋壓的屏蔽罩形狀較為簡單，不需要旋壓中較難實現(xiàn)的內(nèi)翻邊彎曲工藝。其毛坯安裝定位時需要預(yù)先制出定位孔。其使用的旋壓機(jī)為較為老式的仿形旋壓機(jī)，需另加工出仿形的模板，加工效率低。
[0005]《高壓開關(guān)屏蔽罩普旋成形工藝的研究》(鍛壓技術(shù)，2005，30⑴)提供的旋壓屏蔽罩與本發(fā)明中的屏蔽罩形狀有較大的不同，其使用的卷邊與外翻邊工藝同樣在旋壓加工中比較容易實現(xiàn)，對于卷邊有專門的卷邊旋輪。其使用的旋壓機(jī)為較為老式的仿形旋壓機(jī)，需另加工出仿形的模板，加工效率低。
[0006]專利申請?zhí)枮?00410041741.0的《高壓設(shè)備屏蔽產(chǎn)品的旋壓工藝》，此專利寫的工藝不清楚，但是其用到了變薄旋壓工藝和焊接工藝，與本發(fā)明的普通旋壓工藝不同。
[0007]對于本發(fā)明的此種類型的超高壓屏蔽罩，屏蔽罩呈圓環(huán)狀，截面呈C形，其外圈有一個較大的彎曲度的內(nèi)緣。其常用的制造方法是兩體式制造法，將此零件分為上下兩部分，分別用沖壓工藝或者旋壓工藝制成，再將其焊接成一個整體。這種方法生產(chǎn)效率低，焊接處的性能較差，且浪費的材料多，生產(chǎn)成本高，準(zhǔn)備周期長，且復(fù)雜型零件不易成形。
[0008]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種新的旋壓成形工藝，用于超高壓屏蔽罩的生產(chǎn)，克服兩體化加工工藝的缺陷，低成本高效率實現(xiàn)屏蔽罩的內(nèi)翻邊加工，提高材料的利用率，同時提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超高壓屏蔽罩一體化旋壓成形的新工藝。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，采用計算機(jī)數(shù)字控制的旋壓機(jī)，將板料一體化加工成超高壓屏蔽罩，包括以下加工步驟:下料、初步旋壓、車削內(nèi)孔、拉深旋壓、第一次翻邊、修整、第二次翻邊、拋光清洗。
[0011]優(yōu)選地，所述板料是鋁合金平板。
[0012]下料是指將板料切割成圓形毛坯。
[0013]初步旋壓包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第一副模具，將所述毛坯由尾頂固定在所述旋壓機(jī)上，在所述毛坯上涂上潤滑劑，此時所述毛坯在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪依照設(shè)定好的程序進(jìn)給，進(jìn)行初步旋壓；主軸轉(zhuǎn)速為600?lOOOr/min，所述旋輪進(jìn)給率為 4 ?10mm/r。
[0014]車削內(nèi)孔包括以下具體步驟:所述初步旋壓結(jié)束后不取下工件，利用換刀操作將所述旋輪換為車刀，工件隨所述主軸旋轉(zhuǎn)，所述車刀切削出工件的內(nèi)孔，此時工件成喇叭形狀；主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，所述車刀刀具材料為高速鋼；取下工件，并卸下第一副模具。
[0015]拉深旋壓包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第二副模具，將切好內(nèi)孔的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入所述第二副模具，在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪進(jìn)行軸向的進(jìn)給，進(jìn)行拉深旋壓，將工件的外緣向軸向延伸；主軸轉(zhuǎn)速為600?1000r/min，旋輪進(jìn)給率為4?lOmm/r ;拉深旋壓完成后取下工件，并卸下第二副模具。
[0016]第一次翻邊包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第三副模具，將拉深旋壓后的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入第三副模具，在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)；主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min，旋輪進(jìn)行軸向和徑向的進(jìn)給，進(jìn)行翻邊操作，將工件的外邊緣向內(nèi)翻邊，旋輪進(jìn)給率為3?8mm/r。
[0017]修整包括以下具體步驟:翻邊結(jié)束后不取下工件，此時利用換刀操作將旋輪換為車刀，工件隨主軸旋轉(zhuǎn)，車刀切削下翻邊后工件邊緣出現(xiàn)的皺折部分；主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，車刀刀具材料為高速鋼。
[0018]第二次翻邊包括以下具體步驟:工件不取下，所述旋壓機(jī)上安裝第四套模具，換旋輪后控制主軸轉(zhuǎn)速和旋輪進(jìn)給率，進(jìn)行第二次翻邊，從而達(dá)到產(chǎn)品形狀和尺寸的要求；主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min,旋輪進(jìn)給率為3?8mm/r。
[0019]拋光清洗包括以下具體步驟:將旋壓加工好的工件進(jìn)行打磨拋光，用清洗液清洗，得到超高壓屏蔽罩的成品。
[0020]在本發(fā)明的一個較佳實施例中，提供一種超高壓屏蔽罩的一體式旋壓成形工藝，取消焊接加工這一步驟，直接生產(chǎn)出一體式的產(chǎn)品。采用四副專用的旋壓加工模具，經(jīng)過200?250個道次的進(jìn)給，每個道次加工路線各不相同，可以制成無焊縫一體式的超高壓屏蔽罩。
[0021]本發(fā)明提供的超高壓屏蔽罩旋壓成形工藝具有以下有益效果:
[0022]1、采用旋壓一體式成形工藝，產(chǎn)品無焊縫，內(nèi)外表面質(zhì)量好，外形美觀，耐蝕性和使用壽命可以提高300%?500%。[0023]2、用旋壓工藝得到的超高壓屏蔽罩，重量輕，厚度薄，材料利用率高，浪費少，可以大大降低成本。
[0024]3、無需焊接加工，省卻了焊接設(shè)備，只在一臺旋壓機(jī)上就可以完成全部加工，操作更為簡便，并降低了加工成本。
[0025]4、采用獨特的內(nèi)翻邊彎曲旋壓工藝，將工件的邊緣包罩在工件內(nèi)部，避免與外界環(huán)境直接接觸，提高耐蝕性和使用壽命。
[0026]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明旋壓成形工藝的一個較佳實施例的工藝流程圖；
[0028]圖2是本發(fā)明旋壓成形工藝所用的模具示意圖。
【具體實施方式】
[0029]對于本發(fā)明中此種形狀的超高壓屏蔽罩，現(xiàn)在普遍采用兩體式成形法，先用沖壓工藝或者旋壓工藝造出上下兩部分工件，再將兩部分焊接起來。其主要缺點是焊縫處的耐腐蝕性能差，在高壓環(huán)境中易被放電擊穿而失效，焊縫處的失效成為此類產(chǎn)品失效的最主要原因。此種兩體式成形工藝加工存在模具配套多、加工周期長、復(fù)雜形狀零件不易成形、成本高等缺陷。由于需要焊接，此種方法的產(chǎn)品要有更厚的壁厚，材料成本高。
[0030]本發(fā)明提供一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，在室溫下，采用計算機(jī)數(shù)字控制(CNC )旋壓機(jī)進(jìn)行旋壓，在整個旋壓過程中，工件的厚度保持不變。
[0031]其加工步驟如下:
[0032]1、下料:選用O態(tài)1060鋁合金板料，厚度為3毫米，切割成直徑為820毫米的圓形
旋壓毛坯。
[0033]2、初步旋壓:在數(shù)控旋壓機(jī)上安裝如圖2a所示的第一副模具，模具中間有內(nèi)孔，卸料時可以充氣使工件容易取下。尾頂軸向向前進(jìn)給將旋壓毛坯固定在第一副模具上，毛坯由專門定位裝置定位，在毛坯上涂上潤滑劑，潤滑劑選用46號液壓油。此時毛坯在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪依照設(shè)定好的程序進(jìn)給，進(jìn)行第一步的旋壓，經(jīng)過3?5個道次，加工成如圖1a所示形狀。其中主軸轉(zhuǎn)速為600?1000r/min，旋輪進(jìn)給率為4?10mm/r。
[0034]3、車削內(nèi)孔:第一步旋壓結(jié)束后不取下工件，此時利用換刀操作將旋輪換為車刀，工件隨主軸旋轉(zhuǎn)，車刀切削出工件的內(nèi)孔。工件停止旋轉(zhuǎn)，尾頂向后進(jìn)給，取下車削下來的底板。此時工件成喇叭形狀，如圖1b所示形狀。之后取下工件，并卸下第一副模具。其中主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，刀具材料為高速鋼。
[0035]4、拉深旋壓:在數(shù)控旋壓機(jī)上安裝如圖2b所示的第二副模具，第二副模具包括外模1、底模2、卡套3和轉(zhuǎn)換接頭4。其中轉(zhuǎn)換接頭4和底模2用緊固件連接，轉(zhuǎn)化接頭4上有連接孔可以將模具安裝到旋壓機(jī)上，底模2和外模I焊接在一起?？ㄌ?上有連接孔可以連接到主軸上，卡套3和外模I配合以固定工件，卡套3、轉(zhuǎn)換接頭4、底模2中部都有內(nèi)孔以進(jìn)行定位。
[0036]將切好內(nèi)孔的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入第二副模具，在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪軸向進(jìn)給，進(jìn)行80?100個道次的拉深旋壓，其中50?60個道次進(jìn)行圓弧部分的旋壓，20?30個道次進(jìn)行直線部分的旋壓，其進(jìn)刀點在工件的中部，其余10?20個道次進(jìn)行總體形狀的修整，并且每道次旋輪返回時仍與工件接觸，對工件表面進(jìn)行一定的修整，提高旋壓效率。從而將工件的外緣向軸向延伸，得到如圖1c所示形狀的工件。其中主軸轉(zhuǎn)速為600?1000r/min,旋輪進(jìn)給率為4?10mm/r。之后取下工件,并卸下第二副模具。
[0037]5、翻邊:在數(shù)控旋壓機(jī)上安裝如圖2c所示的第三副模具，將拉深旋壓后的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入第三副模具，第三副模具包括轉(zhuǎn)換接頭5，連接板6、內(nèi)卡套7、外擋圈8、內(nèi)模
9、第一連接桿10，第二連接桿11，第三連接桿12，第四連接桿13和擋板14組成。轉(zhuǎn)換接頭
5、連接板6和內(nèi)卡套7間用緊固件連接，連接板6和外擋圈8用緊固件連接，第一連接桿10和第二連接桿11用緊固件連接，第三連接桿12套在第二連接桿11上，第二連接11和第四連接桿13用軸承連接。內(nèi)模9和第三連接桿12間用兩個軸承連接。第四連接桿13和擋板14焊接在一起以固定工件，內(nèi)卡套7、轉(zhuǎn)換接頭5的中部都有內(nèi)孔以進(jìn)行定位。
[0038]在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min，旋輪進(jìn)行軸向和徑向的40?60個道次的進(jìn)給，道次的進(jìn)給量逐漸降低，且旋輪返回時不與工件接觸，采用步進(jìn)式旋壓法進(jìn)行翻邊操作，其操作中間和結(jié)束時各有3?5個道次進(jìn)行工件表面和形狀的修整，旋輪進(jìn)給率為3?8mm/r，將工件的外邊緣向內(nèi)翻轉(zhuǎn)成如圖1d所示的形狀。
[0039]6、修整翻邊后邊緣部分:翻邊結(jié)束后不取下工件，此時利用換刀操作將旋輪換為車刀，工件隨主軸旋轉(zhuǎn)后，車刀切削下翻邊后工件邊緣出現(xiàn)的皺折部分，使其滿足尺寸要求。其中主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，刀具材料為高速鋼。
[0040]7、第二次翻邊:工件不取下，旋壓機(jī)上安裝如圖2d所示的第四套模具，第四套模具包括轉(zhuǎn)換接頭5，連接板6、內(nèi)卡套7、外擋圈8、內(nèi)模15、第五連接桿16，轉(zhuǎn)換接頭5、連接板6和內(nèi)卡套7間用緊固件連接，連接板6和外擋圈8用緊固件連接，第五連接桿16固定在主軸17上，內(nèi)模15套在第五連接桿16上，內(nèi)卡套7、轉(zhuǎn)換接頭5的中部都有內(nèi)孔以進(jìn)行定位。
[0041]換到專用旋輪后控制旋輪的進(jìn)給，進(jìn)行第二次翻邊，經(jīng)過60?80個道次的進(jìn)給，開始的道次進(jìn)給量較小，之后進(jìn)給量增大，在最后道次時進(jìn)給量減小修整工件，從而達(dá)到產(chǎn)品形狀和尺寸的要求，如圖1e所示形狀。其中主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min，旋輪進(jìn)給率為3 ?8mm/r η
[0042]8、拋光清洗:將旋壓加工好的零件用砂紙進(jìn)行打磨拋光，卸下工件后，在水池里用清洗液清洗，得到超高壓屏蔽罩的成品。
[0043]采用傳統(tǒng)的兩體式加工工藝獲得的超高壓屏蔽罩，焊縫處的失效是產(chǎn)品失效的最主要原因。本發(fā)明一體式的成形工藝首先解決了焊縫處的耐腐蝕性差的問題，此工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品無焊縫，內(nèi)外表面質(zhì)量好，耐蝕性和使用壽命大大提高。其制造成本低，周期短，機(jī)械性能和高壓性能更好，外形美觀，提高了材料的利用率。此工藝成形的產(chǎn)品由于減少了焊接加工，使用旋壓加工可以利用更薄的板材得到厚度更薄的產(chǎn)品，節(jié)約了成本。采用獨特的內(nèi)翻邊彎曲旋壓工藝，將工件的邊緣一步步的旋壓后，使其包罩在工件內(nèi)部，避免與外界環(huán)境直接接觸，進(jìn)一步提高耐蝕性和使用壽命。[0044]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，采用計算機(jī)數(shù)字控制的旋壓機(jī)，將板料一體化加工成超高壓屏蔽罩，包括以下加工步驟:下料、初步旋壓、車削內(nèi)孔、拉深旋壓、第一次翻邊、修整、第二次翻邊、拋光清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，所述板料是鋁合金平板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，其中所述下料是指將板料切割成圓形毛坯。
4.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，所述初步旋壓包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第一副模具，將所述毛坯由尾頂固定在所述旋壓機(jī)上，在所述毛坯上涂上潤滑劑，此時所述毛坯在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪依照設(shè)定好的程序進(jìn)給，進(jìn)行初步旋壓；主軸轉(zhuǎn)速為600?1000r/min,所述旋輪進(jìn)給率為4?10mm/r。
5.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，所述車削內(nèi)孔包括以下具體步驟:所述初步旋壓結(jié)束后不取下工件，利用換刀操作將所述旋輪換為車刀，工件隨所述主軸旋轉(zhuǎn)，所述車刀切削出工件的內(nèi)孔，此時工件成喇叭形狀；主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，所述車刀刀具材料為高速鋼；取下工件，并卸下第一副模具。
6.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，所述拉深旋壓包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第二副模具，將切好內(nèi)孔的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入所述第二副模具，在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，旋輪進(jìn)行軸向的進(jìn)給，進(jìn)行拉深旋壓，將工件的外緣向軸向延伸；主軸轉(zhuǎn)速為600?1000r/min，旋輪進(jìn)給率為4?lOmm/r ;拉深旋壓完成后取下工件，并卸下第二副模具。
7.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，其中所述第一次翻邊包括以下具體步驟:在所述旋壓機(jī)上安裝第三副模具，將拉深旋壓后的工件調(diào)轉(zhuǎn)方向后裝入第三副模具，在工件上涂上潤滑劑，工件在主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)；主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min，旋輪進(jìn)行軸向和徑向的進(jìn)給，進(jìn)行翻邊操作，將工件的外邊緣向內(nèi)翻邊，旋輪進(jìn)給率為3?8mm/r。
8.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，其中所述修整包括以下具體步驟:翻邊結(jié)束后不取下工件，此時利用換刀操作將旋輪換為車刀，工件隨主軸旋轉(zhuǎn)，車刀切削下翻邊后工件邊緣出現(xiàn)的皺折部分；主軸轉(zhuǎn)速為300?500r/min，車刀刀具材料為高速鋼。
9.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，其中所述第二次翻邊包括以下具體步驟:工件不取下，所述旋壓機(jī)上安裝第四套模具，換旋輪后控制主軸轉(zhuǎn)速和旋輪進(jìn)給率，進(jìn)行第二次翻邊，從而達(dá)到產(chǎn)品形狀和尺寸的要求；主軸轉(zhuǎn)速為400?600r/min,旋輪進(jìn)給率為3?8mm/r。
10.如權(quán)利要求1所述的一種超高壓屏蔽罩的旋壓成形工藝，其特征在于，所述拋光清洗包括以下具體步驟:將旋壓加工好的工件進(jìn)行打磨拋光，用清洗液清洗，得到超高壓屏蔽罩的成品。
【文檔編號】B21D37/10GK103522021SQ201310533159
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】曹振, 董杰, 陳志川, 靳麗, 章楨彥, 王鋒華 申請人:上海交通大學(xué)