CN103350142A - 一种水室封头制造方法 - Google Patents

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任运来
于忠海
曹峰华
任杰
牛龙江
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上海电机学院
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Abstract

本发明公开了一种水室封头制造方法,包括如下步骤:S1,制坯,通过锻造及机加工的方式,将坯料制成带凸台的圆饼状板坯;S2,拉深成形,将加热后的圆饼状板坯放入拉深凹模内,以压机推动拉深凸模对圆饼状板坯进行拉深,形成球冠状锻件;S3,预制孔,通过机械加工在球冠状锻件的预定位置加工出预制孔;S4,翻孔成形,将加热后的具有预制孔的坯料放入翻孔凹模内,以压机推动翻孔凸模对一个预制孔进行翻孔,形成管嘴;如需形成两个以上管嘴,则重复本步骤。用本发明生产封头锻件,可以极大地降低加工余量,大幅度地提高材料利用率,生产的封头锻件经检测证明其尺寸、外形、内外质量和机械性能好。

Description

一种水室封头制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及大型封头类零件的制造方法,该类零件主要作为核电领域的水室封头。
背景技术
[0002] 水室封头零件的结构特征是:球面型的锻件上形成凸台及管嘴,这些复杂的几何外形使得水室封头的制造方法成为长期困扰业界的难题。目前,企业一般是采用将原料先镦粗成厚饼形状,再用机加工切削的方法去除余量得到封头零件。可以参见申请号为200910057415.1的发明专利《核电设备水室封头的制造方法》,其中对切削加工工艺进行了详细的介绍。采用该种制造方法的不足是切削加工余量大,材料利用率极低,且由于在锻造过程中材料变形程度不够,导致质量很难满足要求。
[0003] 同时,现有技术中还有另一种制造工艺,参见申请号为200920047007.3的实用新型专利《水室封头镦挤模具》,该专利提供了一种通过镦挤模具使得水室封头一次成形的工艺,无需后续加工,效率高、成本低。采用该种工艺,镦挤过程中一方面将锻件拉深成球面、另一方面挤压形成管嘴,对模具及设备的要求都较高,需要上下模具中心严格共线,因此成品精度较差,缺陷率较高,良率不足,另外也存在凸台成形困难、管嘴缺料等缺陷,并且该工艺通常仅适用于小尺寸的水室封头。总之,需要对现有的水室封头制造方法进行改进。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种材料利用率高且精度高、良率好的水室封头制造方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:一种水室封头制造方法,包括如下步骤:S1,制坯,通过锻造及机加工的方式,将坯料制成带凸台的圆饼状板坯;S2,拉深成形,将加热后的圆饼状板坯放入拉深凹模内,以压机推动拉深凸模对圆饼状板坯进行拉深,形成球冠状锻件;S3,预制孔,通过机械加工在球冠状锻件的预定位置加工出预制孔;S4,翻孔成形,将加热后的具有预制孔的坯料放入翻孔凹模内,以压机推动翻孔凸模对一个预制孔进行翻孔,形成管嘴;如需形成两个以上管嘴,则重复本步骤。
[0006] 用本发明生产封头锻件,可以极大地降低加工余量,大幅度地提高材料利用率,生产的封头锻件经检测证明其尺寸、外形、内外质量和机械性能好。
附图说明
[0007] 通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明,本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
[0008] 图1是本发明提出的一种水室封头制造方法;
[0009] 图2是经过制坯步骤所形成的带凸台的圆饼状板坯示意图;[0010] 图3是拉深成形所采用的模具示意图;
[0011] 图4是具有预制孔的锻件结构示意图;
[0012] 图5a至5c是翻孔模具与具有预制孔的坯料的配合示意图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0014] 参见图1,从总体而言,本发明提出一种优化的水室封头制造方法,同时兼顾到材料利用率与良率两个方面。该方法包括如下步骤:S1,制坯;S2,拉深成形;S3,预制孔;S4,翻孔成形。接下来将结合附图对上述步骤进行详细描述。
[0015] SI,制坯。
[0016] 本步骤通过锻造及机加工的方式,将坯料制成如图2所示的带凸台11的圆饼状板坯10。其中锻造前,将坯料加热至1200°c左右,锻造过程中,坯料的温度应始终保持在可锻范围内。经过锻造之后,坯料被镦粗成圆饼状,再经过机械加工至如图2所示板坯10。
[0017] S2,拉深成形。
[0018] 将加热后的圆饼状板坯放入拉深凹模内,以压机推动拉深凸模对圆饼状板坯进行拉深,形成球冠状锻件。
[0019] 参见图3,所述拉深凸模21与压机(图中未不出)连接,移动工作台(图中未不出)开出,拉深凹模22放置在移动工作台预定位置。将圆饼状板坯加热至1200°C左右,放入拉深凹模22内固定位置,移动工作台开入压机正下方,保证拉深凸模21与拉深凹模22对中,压机匀速缓慢压下预定高度,形成所述球冠状锻件。
[0020] S3,预制孔。
[0021] 根据零件特征计算预制孔的大小,通过机械加工在球冠状锻件的预定位置加工出预制孔31。形成具有预制孔的坯料30的结构如图4所示。
[0022] S4,翻孔成形。
[0023] 将加热后的具有预制孔的坯料放入翻孔凹模内,以压机推动翻孔凸模对一个预制孔进行翻孔,形成管嘴;如需形成两个以上管嘴,则重复本步骤。
[0024] 翻孔成形前,按要求进行工装摆放,保证定位销、翻孔凹模孔及翻孔凸模中心共线。参见图5,将翻孔凸模51与压机(图中未示出)连接,移动工作台(图中未示出)开出,翻孔凹模52通过垫板55安装放置在移动工作台预定位置,通过定位销54定位翻孔凹模52,将加热好的坯料放入翻孔凹模52内固定位置,通过压板53定位坯料的边缘;移动工作台开入压机正下方,通过翻孔凸模与定位销来保证翻孔凸模51与翻孔凹模52对中,压机压下预定高度,对预制孔进行翻孔,形成管嘴。依此方法翻制第二个及更多管嘴。
[0025] 以上是对本发明水室封头制造方法的详细介绍,用本发明方法可编制出所有封头锻件的生产工艺,本发明方法尤其适用于核电带凸台及管嘴的水室封头锻件的制造,然而本发明的应用领域并不限于此。
[0026] 采用上述制造方法具有以下优点:第一,仅在制坯与预制孔过程中使用少量机加工,可以极大地降低加工余量,大幅度地提高材料利用率;第二,通过拉深步骤,使得坯料得到足够的变形,因而坯料的内部质量能够满足要求,机械性能优良;第三,通过对预制孔进行翻孔的工艺生产管嘴,翻孔步骤中对模具的精度要求较低、容易实现,且管嘴的质量更高,可以克服现有技术中精度不高或者良率较低的缺陷。生产的封头锻件经检测证明其尺寸、外形、内外质量和机械性能好。
[0027] 本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定权利要求,实施例中给出的技术参数也仅供参考,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (1)

1.一种水室封头制造方法,其特征在于包括如下步骤: SI,制坯,通过锻造及机加工的方式,将坯料制成带凸台的圆饼状板坯; S2,拉深成形,将加热后的圆饼状板坯放入拉深凹模内,以压机推动拉深凸模对圆饼状板坯进行拉深,形成球冠状锻件; S3,预制孔,通过机械加工在球冠状锻件的预定位置加工出预制孔; S4,翻孔成形,将加热后的具有预制孔的坯料放入翻孔凹模内,以压机推动翻孔凸模对一个预制孔进行翻孔,形成管嘴;如需形成两个以上管嘴,则重复本步骤。
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