CN105458055B - 一种9Ni钢球封头的模压成型方法 - Google Patents
一种9Ni钢球封头的模压成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105458055B CN105458055B CN201510185583.4A CN201510185583A CN105458055B CN 105458055 B CN105458055 B CN 105458055B CN 201510185583 A CN201510185583 A CN 201510185583A CN 105458055 B CN105458055 B CN 105458055B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- regions
- arc
- quadrant
- pin
- pressure point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 29
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 28
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
9Ni钢球封头模压成型设备及模压成型方法，涉及球壳板冷压成型技术领域，成型设备包括压力机（1）和冲压模具，冲压模具包括弧形凹模（2）和弧形凸模（3），弧形凹模（2）和弧形凸模（3）分别固定安装在压力机（1）上，16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料设有多组压点区域，每组压点区域包括A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域，其中相邻区域之间有1/3‑1/2部分重叠，采用三次变压力压型方法成型；操作简便，回弹后的球壳板曲率符合设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及球壳板冷压成型技术领域，具体涉及9Ni钢球封头的模压成型方法。
背景技术
球壳板成型是选用压机设备及相应的模具配合压制而成，目前，国内球壳板成型主要采用的是小模具多点冷压成型法。该方法的优点是小模具、多压点、加工精度高、无加热过程、不产生氧化皮、钢板的减薄量少以及人员操作安全便捷。该14000m3LNG运输船液货罐所用的9Ni钢板主要特点是高镍含量、高纯净度、较高强度、高的低温冲击韧性、良好焊接性能，其钢板的抗拉强度Rm≥640～830MPa,非比例延伸强度Rp1.0≥490MPa,钢板-196℃低温冲击功≥100J,采用此种材料压制而成的船罐封头的球壳板，因其材料屈服强度高，钢板厚度较小，板材幅面大、球壳板曲率半径大，使得在压制过程中回弹率大，压制的球壳板尺寸难以控制、精度难以保证。
发明内容
本发明的目的就是为了解决9Ni钢板上述技术问题，而提供一种9Ni钢球封头的模压成型方法。
本发明模压成型方法所用成型设备包括压力机和冲压模具，冲压模具包括弧形凹模和弧形凸模，弧形凹模和弧形凸模分别固定安装在压力机上，16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料设有多组压点区域，每组压点区域包括排布成三行两列的六个区域，分别为A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域，其中，A区域与E区域排成一行，B区域与D区域排成一行，C区域和F区域排成一行，A区域、C区域和B区域排成一列，E区域、F区域和D区域排成一列，C区域位于A区域和B区域之间，F区域位于E区域和D区域之间，其中相邻区域之间有1/3-1/2部分重叠；
模压成型方法是：
Ⅰ、通过实验确定16.5mm厚9Ni钢回弹比，实验确定回弹比的方法：选用弧形凹模2和弧形凸模3的球面曲率半径为SR，测定试件的9Ni钢板厚度，实验成型压力为8-15MPa，经过6-30秒钟保持压力后，缓慢地卸除全部载荷，取出回弹的试件，测量试件中心与边缘的高度差以及试件周边的圆周半径，按照试件上各点曲率相同的假设，计算出试件的平均曲率，重复进行5次，计算出试件的最终平均曲率SR′，通过公式计算回弹比，回弹比K＝SR/SR′，得出回弹比；
Ⅱ、根据SR＝K.SR′公式修正冲压产品所需的弧形凹模和弧形凸模曲率半径，使得压制回弹后的9Ni钢球壳板的最终曲率半径尺寸符合技术规范要求SR′，采用公式SR＝KSR’进行曲率修正，从而确定弧形凹模和弧形凸模的曲率半径SR，进行弧形凹模和弧形凸模的加工；Ⅲ、将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模上,压力机带动弧形凸模下压，进行第一次成型加压，第一次成型压力是8-9MPa,保压时间是6-8s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第一次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第一次成型加压；
Ⅳ、再将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模上,压力机带动弧形凸模下压，进行第二次成型加压，第二次成型压力是9-10MPa,保压时间是7-9s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第二次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第二次成型加压；
Ⅴ、最后将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模上,压力机带动弧形凸模下压，进行第三次成型加压，第三次成型压力是12-15MPa,保压时间是8-10s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第三次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第三次成型加压。
本发明优点是：1、通过实验确定该9Ni钢球封头球壳板的回弹比，调整压模模具的球面曲率半径，使得回弹后的球壳板曲率符合设计要求。2、压制成型球壳板过程中采用合理的冷压成型工艺方案提高钢板的成型性。冷压成型时可根据球壳板料特点及操作者经验合理选择冷压压点顺序，对长大球片一般先压两端，后压中间，以便操作，而球片较小则选择余地较大。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料压点区域示意图。
图3是回弹比计算示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明模压成型方法所用成型设备包括压力机1和冲压模具，冲压模具包括弧形凹模2和弧形凸模3，弧形凹模2和弧形凸模3分别固定安装在压力机1上，16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料设有多组压点区域，每组压点区域包括A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域，其中相邻区域之间有1/3-1/2部分重叠；
模压成型方法是：
Ⅰ、通过实验确定16.5mm厚9Ni钢回弹比，实验确定回弹比的方法：选用弧形凹模2和弧形凸模3的球面曲率半径为SR，测定试件的9Ni钢板厚度，实验成型压力为8-15MPa，经过6-30秒钟保持压力后，缓慢地卸除全部载荷，取出回弹的试件，测量试件中心与边缘的高度差以及试件周边的圆周半径，按照试件上各点曲率相同的假设，计算出试件的平均曲率，重复进行5次，计算出试件的最终平均曲率SR′，通过公式计算回弹比，回弹比K＝SR/SR′，得出回弹比；
Ⅱ、根据SR＝K.SR′公式修正冲压产品所需的弧形凹模2和弧形凸模3曲率半径，使得压制回弹后的9Ni钢球壳板的最终曲率半径尺寸符合技术规范要求SR′，采用公式SR＝KSR’进行曲率修正，从而确定弧形凹模2和弧形凸模3的曲率半径SR，进行弧形凹模2和弧形凸模3的加工；
Ⅲ、将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模2上,压力机1带动弧形凸模3下压，进行第一次成型加压，第一次成型压力是8-9MPa,保压时间是6-8s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第一次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第一次成型加压；
Ⅳ、再将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模2上,压力机1带动弧形凸模3下压，进行第二次成型加压，第二次成型压力是9-10MPa,保压时间是7-9s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第二次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第二次成型加压；
Ⅴ、最后将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模2上,压力机1带动弧形凸模3下压，进行第三次成型加压，第三次成型压力是12-15MPa,保压时间是8-10s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第三次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第三次成型加压。
工作原理：
1、通过实验计算确定弧形凹模2和弧形凸模3的曲率半径，实验压力机采用2000T压力机，该压力机液压缸主缸直径φ900,压力机压力量程表的范围为0～25MPa，采用公司现有模具，该模具球面曲率半径为SR5810，凸模外径φ2000,凹模外径φ2200，实验压制用的9Ni钢板厚度采用与该运输船液货罐用9Ni高强度钢球封头同一厚度16.5mm，因9Ni钢材料屈服强度高，压制过程中回弹率大，将9Ni钢板压制球壳板冲压力增加到15MPa冲压力，经过30秒钟保持压力后，缓慢地卸除全部载荷，取出回弹的试件，测量试件中心与边缘的高度差以及试件周边的圆周半径，按照试件上各点曲率相同的假设，计算出试件的平均曲率，重复进行5次，其数据分别为SR9865、SR9860、SR9875、SR9880、SR9870，如图3所示，计算出试件的最终平均曲率SR9870mm，通过公式计算回弹比，回弹比K＝SR/SR’＝5810/9870＝0.58865，从而计算出回弹比，得出该9Ni高强度钢板压制球壳板的最终回弹比K＝0.58865，在以后球壳板的压型过程中，根据SR＝K.SR’调整修正压模模具的曲率半径，使得压制回弹后的9Ni高强度钢球壳板的最终曲率半径尺寸符合技术规范要求的球封头内半径SR8001.4mm，采用公式SR＝KSR’进行曲率修正，修正后14000m3LNG运输船液货罐用9Ni高强度钢球封头压模模具的曲率半径SR＝KSR’＝0.58865x8001.4mm＝4710mm，从而确定弧形凹模2和弧形凸模3的曲率半径是4710mm。
2、制作加工模具，进行9Ni钢球封头毛坯板压制，压制成型球壳板过程中采用合理的冷压成型工艺方案提高钢板的成型性。冷压成型时可根据球壳板料特点及操作者经验合理选择冷压压点顺序，对长大球片一般先压两端，后压中间，以便操作，而球片较小则选择余地较大。此14000m3LNG船罐所用9Ni高强度钢压制球形封头球壳板因材料本身屈服强度大，压制成型过程中回弹大，成型尺寸不易控制，选用图2所示的压型顺序，每组压点区域包括排布成三行两列的六个区域，分别为A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域，其中，A区域与E区域排成一行，B区域与D区域排成一行，C区域和F区域排成一行，A区域、C区域和B区域排成一列，E区域、F区域和D区域排成一列，C区域位于A区域和B区域之间，F区域位于E区域和D区域之间，其中相邻区域之间有1/3-1/2部分重叠，由球壳板的一端开始冷压，选择合理的冷压成型压力及保压时间，按先横后纵顺序排列、重复多次压点成型压点，相邻两压点之间应相互有1/2至1/3的重复率，以保证两压点之间成型过渡圆滑，这种压型成型方法可使成型应力分布均匀，并得到较好的释放效果，减少成型后的自然变形。表1给出了该9Ni钢封头球壳板的先横后纵顺序排列、重复多次压点成形压点的冷压成型压力及保压时间：
表1 9Ni钢板压形次数对应成形压力及保压时间表
Claims (1)
1.一种9Ni钢球封头的模压成型方法，其特征在于：
该模压成型方法所用成型设备包括压力机(1)和冲压模具，冲压模具包括弧形凹模(2)和弧形凸模(3)，弧形凹模(2)和弧形凸模(3)分别固定安装在压力机(1)上，16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料设有多组压点区域，每组压点区域包括排布成三行两列的六个区域，分别为A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域，其中，A区域与E区域排成一行，B区域与D区域排成一行，C区域和F区域排成一行，A区域、C区域和B区域排成一列，E区域、F区域和D区域排成一列，C区域位于A区域和B区域之间，F区域位于E区域和D区域之间，其中相邻区域之间有1/3-1/2部分重叠；
模压成型方法是：
Ⅰ、通过实验确定16.5mm厚9Ni钢回弹比，实验确定回弹比的方法：选用弧形凹模(2)和弧形凸模(3)的球面曲率半径为SR，测定试件的9Ni钢板厚度，实验成型压力为8-15MPa，经过6-30秒钟保持压力后，缓慢地卸除全部载荷，取出回弹的试件，测量试件中心与边缘的高度差以及试件周边的圆周半径，按照试件上各点曲率相同的假设，计算出试件的
平均曲率，重复进行5次，计算出试件的最终平均曲率SR′，通过公式计算回弹比，回弹比K＝SR/SR′，得出回弹比；
Ⅱ、根据SR＝K.SR′公式修正冲压产品所需的弧形凹模2和弧形凸模3曲率半径，使得压制回弹后的9Ni钢球壳板的最终曲率半径尺寸符合技术规范要求SR′，采用公式SR＝KSR’进行曲率修正，从而确定弧形凹模2和弧形凸模3的曲率半径SR，进行弧形凹模2和弧形凸模3的加工；
Ⅲ、将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模(2)上,压力机(1)带动弧形凸模(3)下压，进行第一次成型加压，第一次成型压力是8-9MPa,保压时间是6-8s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第一次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第一次成型加压；
Ⅳ、再将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模(2)上,压力机(1)带动弧形凸模(3)下压，进行第二次成型加压，第二次成型压力是9-10MPa,保压时间是7-9s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第二次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第二次成型加压；
Ⅴ、最后将16.5mm厚9Ni钢钢球封头毛坯料第一组压点区域的A区域放置在弧形凹模(2)上,压力机(1)带动弧形凸模(3)下压，进行第三次成型加压，第三次成型压力是12-15MPa,保压时间是8-10s，一组压点区域的剩余压点根据A区域、B区域、C区域、D区域、E区域和F区域的顺序进行第三次成型加压，其它各组依上述模压成型方法进行第三次成型加压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510185583.4A CN105458055B (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种9Ni钢球封头的模压成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510185583.4A CN105458055B (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种9Ni钢球封头的模压成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105458055A CN105458055A (zh) | 2016-04-06 |
| CN105458055B true CN105458055B (zh) | 2017-12-22 |
Family
ID=55596462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510185583.4A Active CN105458055B (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种9Ni钢球封头的模压成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105458055B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109047497B (zh) * | 2018-08-13 | 2020-08-04 | 包头北方安全防护装备制造有限公司 | 碟形弹簧热压一次成型方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10065142A1 (de) * | 2000-12-23 | 2002-07-04 | Simone Rubbert | Verfahren zur Verformung von flachen Körpern in unregelmäßig, mehrdimensional gekrümmte Gegenstände |
| WO2008084920A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Pusan National University Industryuniversity Cooperation Foundation | Curved surface forming method of a metal plate |
| CN101920282A (zh) * | 2009-06-10 | 2010-12-22 | 长春轨道客车股份有限公司 | 转向架上盖板多点无模成型工艺方法 |
| CN104139129A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-12 | 吉林大学 | 应用多点成形的曲面船板成型方法 |
-
2015
- 2015-04-20 CN CN201510185583.4A patent/CN105458055B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10065142A1 (de) * | 2000-12-23 | 2002-07-04 | Simone Rubbert | Verfahren zur Verformung von flachen Körpern in unregelmäßig, mehrdimensional gekrümmte Gegenstände |
| WO2008084920A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Pusan National University Industryuniversity Cooperation Foundation | Curved surface forming method of a metal plate |
| CN101920282A (zh) * | 2009-06-10 | 2010-12-22 | 长春轨道客车股份有限公司 | 转向架上盖板多点无模成型工艺方法 |
| CN104139129A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-12 | 吉林大学 | 应用多点成形的曲面船板成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105458055A (zh) | 2016-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202212467U (zh) | 一种高强度汽车防撞梁的成型模具 | |
| CN103406476B (zh) | 大型半圆形环板的锻造方法 | |
| CN202779417U (zh) | 凸凹模在上的复合模具 | |
| CN206794532U (zh) | 一种带弯折冲头的快速冲压电视机模具 | |
| CN111745026A (zh) | 一种深拉深特征钣金零件的橡皮成形方法 | |
| CN203304417U (zh) | 倒装式冲孔落料模 | |
| CN106734486B (zh) | 一种双向拉伸的航空钣金件冲压成形方法及其模具 | |
| CN105458055B (zh) | 一种9Ni钢球封头的模压成型方法 | |
| CN203002943U (zh) | 正装复合模具 | |
| CN212329391U (zh) | 一种用于材料二次拉伸的压料装置 | |
| CN103736847A (zh) | 一种箱式淬火复合成形模具及其制造工艺 | |
| CN209017765U (zh) | 慕斯圈成型装置 | |
| CN204220800U (zh) | 一种新型冲压成型模具 | |
| CN105562528A (zh) | 增压冲压模具 | |
| CN203679022U (zh) | 一种箱式淬火复合成形模具 | |
| CN206716851U (zh) | 一种易取出工件的冲压模具 | |
| CN206643276U (zh) | 电磁式倍力气锤 | |
| CN202010727U (zh) | 用于单动压力机上的正装拉深模 | |
| CN206854457U (zh) | 电机转子支架的冲压成型模具 | |
| CN207357931U (zh) | 一种防爆波阀盖整形模 | |
| CN102303061B (zh) | 一种枝丫类零件的成形方法 | |
| CN205966927U (zh) | 显示器壳冲压模具 | |
| CN207271933U (zh) | 一种可以快速安装油缸的热成型模具 | |
| CN109926495A (zh) | 一种快速转换折弯冲头的折弯设备 | |
| JPH0230331A (ja) | プレス成形装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |