CN105537856A - 一种薄壁壳体连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁壳体连接方法，用于实现两个连接端部为圆柱体且直径相同的薄壁壳体之间的连接；本发明将其中一薄壁壳体的端部进行旋压缩口或扩口、切边后与另一薄壁壳体进行配合，然后采用焊接等方式连接。本发明的特点是，采用旋压缩口或扩口的方法，工艺简单，容易操作；旋压缩口或扩口后切边，无需二次定位，加工安全系数高，刀具的使用寿命长；旋压缩口或扩口后得到的薄壁壳体，尺寸精度高，容易实现配合，且连接强度大。

Description

一种薄壁壳体连接方法

技术领域

本发明涉金属工件连接成形技术领域，尤其涉及一种薄壁壳体连接方法。

背景技术

薄壁壳体连接是制造业中的常见工序，如何保证壳体尤其是回转壳体的配合精度是制造厂商亟待解决的问题。为实现薄壁壳体的很好连接，只有将壳体端口处加工圆整平齐，保证配合精度才能确保壳体的密封良好、外观漂亮。

目前，国内常见的连接方式有螺纹连接、法兰连接、焊接连接、粘合连接、机械连接等。螺纹连接在螺纹处容易松动，且螺纹易成为裂纹源导致腐蚀或断裂，从而降低密封程度而泄露；法兰连接拆卸繁琐，安装复杂，且占用空间大，尤其对于大尺寸工件，对法兰盘的精度要求极为高，耗费材料；焊接连接在焊口位置容易生锈，对焊接工人技术要求高，成本高；而粘合连接和机械连接则分别存在强度低和密封差等问题。

专利申请号为201410519840.9、专利名称为“同种或异种金属材料管件之间的旋锻连接工艺”，是利用旋锻机对大管材的外部进行旋锻缩加工将不同直径的管件连接在一起，该工艺的设备重复性差，不同直径的工件需要换用不同的芯棒和旋锻模具，从而提高了模具加工成本，设备操作复杂。

专利申请号为201310530161.7、专利名称为“齿胀连接工艺”，是将型材套接定位后，利用高压液压油实现型材的膨胀并进行打孔后得以连接。该工艺的连接强度不高，且高压的生产条件较难实现，对生产的安全性要求高，不如本发明简单易行。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提供了一种薄壁壳体连接方法，实现两个连接端部为圆柱体且直径相同的薄壁壳体之间的连接；采用旋压机将其中一薄壁壳体的端部进行旋压缩口或旋压扩口，并进行切边修整后再实现与另一薄壁壳体的端部配合、连接。

较佳地，旋压缩口具体包括以下步骤：

（1）将其中一薄壁壳体安装到旋压机的心轴上，并通过装夹定位装置进行定位、固定；

（2）薄壁壳体在心轴的带动下旋转，旋压机的旋轮在薄壁壳体端部外侧的位置沿薄壁壳体的轴向直线运动至所述薄壁壳体的末端，实现旋压缩口成形。

较佳地，旋压扩口具体包括以下步骤：

（1）将其中一薄壁壳体安装到旋压机的心轴上，并通过装夹定位装置进行定位、固定；

（2）薄壁壳体在心轴的带动下旋转，旋压机的旋轮在薄壁壳体端部内侧的位置沿薄壁壳体的轴向直线运动至所述薄壁壳体的末端，实现旋压扩口成形。

较佳地，切边修整包括以下步骤：旋压缩口或旋压扩口步骤完成后，薄壁壳体不从心轴上取下，将旋压机上旋轮通过换刀操作换成车刀；心轴再次带动薄壁壳体转动，根据需要的缩口或扩口长度，采用车刀切除其余部分得到平整的端口。

较佳地，其中一薄壁壳体旋压缩口或旋压扩口、切边修整后与另一薄壁壳体进行配合，并通过焊接、法兰连接等方式连接在一起。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明提供的一种薄壁壳体连接方法，采用旋压成形工艺得到的薄壁壳体缩口或扩口的配合精度高，成形力小，设备简单，端口平齐，节省材料；

2）本发明提供的一种薄壁壳体连接方法，利用旋压成形工艺可以加工直径在φ30mm以上的任意规格尺寸的薄壁壳体的缩口或扩口，避免了其他工艺在薄壁壳体尺寸参数大时需要模具大、吨位大、以及难以脱模的缺点；

3）本发明提供的一种薄壁壳体连接方法，在旋压机床上一次性定位薄壁壳体，无需二次定位，即可实现薄壁壳体的旋压和切边，操作简单，工件精度高，可以有效避免撞刀，加工安全系数提高，提高了刀具使用寿命；

4）本发明提供的一种薄壁壳体连接方法，通过旋压缩口或扩口得到的薄壁壳体端部无制耳，比较平齐，减少切边切削量，节约材料。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为两薄壁壳体利用旋压缩口成型工艺连接的结构示意图；

图2为薄壁壳体旋压缩口加工装配图；

图3为两薄壁壳体利用旋压扩口成型工艺连接的结构示意图；

图4为利用旋压缩口成形工艺实现异形件与异形件薄壁壳体连接的示意图；

图5为利用旋压缩口成形工艺实现异形件与筒形件薄壁壳体连接的示意图；

图6为利用旋压扩口成形工艺实现筒形件与筒形件薄壁壳体连接的示意图。

具体实施方式

参见本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参照图1-3，本发明提供的薄壁壳体连接方法，为了实现两个薄壁壳体之间的连接，其中两个薄壁壳体的连接端部为圆柱状，且两薄壁壳体连接端的直径是相同的；这类薄壁壳体的连接要求相互之间配合精度高，密封要求较高；常规的螺纹连接、焊接连接、法兰连接等存在工艺复杂、加工条件苛刻和难以实现良好密封等缺陷，一般的连接方法难以实现工况要求。本发明采用旋压机将其中一薄壁壳体的端部进行旋压缩口（如图1中所示）或旋压扩口（如图3中所示），并进行切边修整后再实现与另一薄壁壳体的端部配合连接，。

具体的，本发明先通过旋压机来对其中一薄壁壳体的端部进行旋压缩口或旋压扩口处理，以使的其中一薄壁壳体的端部尺寸变小或变大，从而便于与另一薄壁壳体的端部进行套设配合；旋压缩口工艺适用于任何尺寸的薄壁壳体，旋压扩口工艺适用于壳体直径比旋压机的旋轮的直径大的较大尺寸的壳体，因此具体选用旋压缩口处理还是旋压扩口处理，可根据具体情况来设定，此处不做限制。

旋压缩口工艺主要包括以下步骤：

以图2中所示为例，首先，将其中需要旋压缩口的薄壁壳体2安装到旋压机的心轴1上，并通过装夹定位装置3，将该薄壁壳体2固定到心轴1上，心轴1转动从而带动该薄壁壳体2转动；

然后，旋压机上的旋轮4移动至薄壁壳体连接端的外侧，且根据所需的缩口的长度，将旋轮4移至到离薄壁壳体2末端一定距离处；旋轮4先沿薄壁壳体2的径向运动一定距离压到薄壁壳体2上，此处旋轮4的径向运动距离由事先设定的旋压深度来设定，然后再沿着薄壁壳体2的轴向运动至薄壁壳体2的末端，从而完成旋压缩口成形。

旋压扩口工艺主要包括以下步骤：

首先，将其中需要旋压扩口的薄壁壳体安装到旋压机的心轴上，并通过装夹定位装置，将该薄壁壳体固定到心轴上，心轴转动从而带动该薄壁壳体转动；

然后，旋压机上的旋轮移动薄壁壳体连接端的内侧，且根据所需的扩口的长度，将旋轮移至到离薄壁壳体末端一定距离处；旋轮先沿薄壁壳体的径向运动一定距离压到薄壁壳体上，此处旋轮的径向运动距离由事先设定的旋压深度来设定，然后再沿着薄壁壳体的轴向运动至薄壁壳体的末端，从而完成旋压扩口成形。

本发明采用上述旋压成形工艺来对薄壁壳体进行处理存在如下优点：

（1）采用旋压成形工艺得到的薄壁壳体缩口（或扩口）的配合精度高，成形力小，设备简单，端口平齐，节省材料；

（2）采用旋压成形工艺将壳体端部进行缩口或扩口，只需调整旋轮的位置，辅以装夹定位装置，即可实现不同直径的薄壁壳体的旋压成形，适用范围广，降低了成本，且操作简单方便；

（3）采用旋压成形工艺可以加工直径在φ30mm以上的任意规格尺寸制件的缩口或扩口，避免了其他工艺在工件尺寸参数大时需要模具大、吨位大、以及难以脱模的缺点；

（4）采用旋压缩口或旋压扩口得到的工件端部无制耳，比较平齐，减少切边切削量，节约材料。

薄壁壳体连接端进行旋压缩口或旋压扩口后，薄壁壳体连接端还需要进行切边处理，以保证端口的平整。

具体的，薄壁壳体不从旋压机的心轴上取下来，保证薄壁壳体处于固定状态；通过换刀操作将旋压机上的旋轮直接换成车刀，心轴再次带动薄壁壳体转动，根据所需的缩口或扩口的长度用车刀切下其余部分得到平整的端口。本发明在旋压机床上一次性定位工件，来完成旋压工艺以及通过换刀操作将旋轮换为车刀来完成切边，无需二次定位，操作简单，工件精度高，可以有效避免撞刀，加工安全系数提高，提高了刀具使用寿命。

其中一薄壁壳体进行旋压缩口或旋压扩口、切边修整后，伸进或套在另一薄壁壳体的连接端上配合，再通过焊接、法兰等方式实现两薄壁壳体的固定连接。

本发明将两薄壁壳体先进行旋压缩口或旋压扩口后配合连接，并辅以焊接、法兰等其他连接工艺，可以很好的避免仅仅利用传统连接工艺易锈蚀、密封性不好、受工件大小和空间限制、成本高、操作复杂等的不足，得到的工件端口平齐，无需二次定位，保证了工件配合精度，成形力小且工艺和装备简单；而且通过旋压缩口（或扩口）后进行装配再辅以其他连接工艺，可大大降低施工难度，配和精度高，保证工件连接处的密封性，提高连接质量。

下面就具体实施例，进一步的说明本发明提供的薄壁壳体连接方法，本案例提供的是一种薄壁壳体缩口的旋压成形工艺，其中薄壁壳体的端部圆筒直径为800mm，壁厚为4mm。利用旋压机将薄壁壳体装夹定位在旋压机的心轴上，通过普通旋压成形不改变毛坯厚度实现工件的缩口，并通过换刀操作将旋轮改为车刀进行切边。具体操作如下：

1、旋压缩口：将薄壁壳体安装在心轴上并装夹定位，薄壁壳体在主轴的带动下进行旋转，旋轮依据设好的程序在接近壳体端部的位置进行旋压缩口成形，旋压深度为5mm，以便于后期壳体之间的配合连接，并保证配合精度以利于密封；主轴转速为400r/min，所述旋轮进给率为1mm/r（不同材料的薄壁壳体对应使用的主轴速度、旋轮进给率均不相同，可根据具体情况来设定）；

2、切边：旋压缩口结束后不从心轴上取下薄壁壳体，利用换刀操作将旋轮换为车刀，薄壁壳体随主轴旋转，依照需要的缩口长度用车刀切下其余部分得到平齐的端口，最终得到所需的薄壁壳体；主轴转速为400r/min，车刀刀具材料可为高速钢等；

3、焊接：薄壁壳体进行旋压缩口、切边修整后，伸进另一薄壁壳体的连接端上配合，再通过焊接实现两薄壁壳体的固定连接。

本发明提供的薄壁壳体连接方法，所针对的薄壁壳体的具体结构本发明不作限制，只要保证薄壁壳体的连接端部为圆柱状即可；例如图4中所示，利用旋压缩口成形工艺可实现异形件与异形件薄壁壳体的连接；例如图5中所示，利用旋压缩口成形工艺可实现异形件与筒形件薄壁壳体的连接；例如图6中所示，利用旋压扩口成形工艺实现筒形件与筒形件薄壁壳体的连接。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (5)

1.一种薄壁壳体连接方法，其特征在于，实现两个连接端部为圆柱体且直径相同的薄壁壳体之间的连接；采用旋压机将其中一薄壁壳体的端部进行旋压缩口或旋压扩口，并进行切边修整后再实现与另一薄壁壳体的端部配合、连接。

2.根据权利要求1所述的薄壁壳体连接方法，其特征在于，旋压缩口具体包括以下步骤：

（1）将其中一薄壁壳体安装到旋压机的心轴上，并通过装夹定位装置进行定位、固定；

（2）薄壁壳体在心轴的带动下旋转，旋压机的旋轮在薄壁壳体端部外侧的位置沿薄壁壳体的轴向直线运动至所述薄壁壳体的末端，实现旋压缩口成形。

3.根据权利要求1所述的薄壁壳体连接方法，其特征在于，旋压扩口具体包括以下步骤：

（1）将其中一薄壁壳体安装到旋压机的心轴上，并通过装夹定位装置进行定位、固定；

（2）薄壁壳体在心轴的带动下旋转，旋压机的旋轮在薄壁壳体端部内侧的位置沿薄壁壳体的轴向直线运动至所述薄壁壳体的末端，实现旋压扩口成形。

4.根据权利要求2或3所述的薄壁壳体连接方法，其特征在于，切边修整包括以下步骤：旋压缩口或旋压扩口步骤完成后，薄壁壳体不从心轴上取下，将旋压机上旋轮通过换刀操作换成车刀；心轴再次带动薄壁壳体转动，根据需要的缩口或扩口长度，采用车刀切除其余部分得到平整的端口。

5.根据权利要求1所述的薄壁壳体连接方法，其特征在于，其中一薄壁壳体旋压缩口或旋压扩口、切边修整后与另一薄壁壳体进行配合，并通过焊接或法兰连接在一起。