CN105642725A - 一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，展开后在板材和上增加余量，板材下料后叠压夹紧后加工；将板材与凹模定位块靠紧定位，凸模向下运动，预紧工件，开始冲压加载，加载量达到预定值后，卸载压力，使得工件为槽型结构；对第一次冲压成型后的槽型结构工件的突沿进行机械加工；凸模与通用上压头连接，内定位块安装于两侧凹模上，将加工后的槽型半成品工件反向放置，将内定位块拆除，进行二次冲压成型，加载量到达后，逐步卸压，借助顶料组件橡胶柱的弹力，将工件顶出模型，获得的工件即为最终的半槽壳工件。该工艺通过正、反面对称冲压成型方法，保证半槽壳各边之间的垂直精度、平面度、内小圆角上具有明显的优势。

Description

一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺

技术领域

本发明涉及核电辐照监督管半槽壳工件的成型领域，具体涉及一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺。

背景技术

核电辐照监督管是核电反应堆辐照监督所必须的关键部件，监督管主要由半槽壳、顶塞、底塞以及内部监督试样组成，半槽壳是其关键零部件，因此半槽壳的成型十分重要，传统的成型方法为：每次成型一条边，成型次数多，效率低，且半槽壳的对称性及各边之间的垂直度不易保证。

申请号为CN201310646038.1的中国专利公开了一种U型五金件的加工方法。所述U型五金件的加工方法，包括提供一具侧壁的U型模具座，所述U型模具座的侧壁设有凹槽；提供一止挡座，所述止挡座可以将待加工工件夹在所述止挡座与所述U型模具座的凹槽之间；提供一冲压座，所述冲压座可以将待加工工件压在所述U型模具座的凹槽内使其发生弯曲变形；提供一旋转板，所述U型模具座和所述止挡座配合设置于所述旋转板；提供待加工工件，将所述待加工工件置于所述U型模具座的凹槽内，移动所述止挡座，使其紧靠于所述U型模具座，二者配合夹紧所述待加工工件，移动所述冲压座，使其紧靠于所述待加工工件，转动所述旋转板，所述待加工工件受到所述冲压座的挤压而弯曲成形。

申请号为CN201310089356.2的中国专利公开了一种U型钣金零件回弹模胎的加工方法，方法如下：1）逆向扫描各回弹模胎切面实样，得到各个回弹模胎切面实样二维数据；2）对各回弹模胎切面实样的二维数据进行平滑处理；3）依据各回弹模胎切面实样间的位置关系，以基准线和定位线为协调基准，把二维线条数据转化到三维空间中；4）在三维空间里用各回弹模胎切面实样线条构造U型钣金零件的回弹外形曲面；5）用U型钣金零件的回弹外形曲面设计三维回弹模胎数模；6）用三维回弹模胎数模编程进行回弹模胎的数字化铣切加工。本发明采用数控机床加工取代了手工加工回弹模胎，大大提高了工作效率和加工精度。

两个专利文献解决了U型钣金件的成型工艺方法，但与本专利的研究对象几字型半槽壳的成型需求求完全不同。核电辐照监督管半槽壳结构较为特殊，尺寸精度要求高，半槽壳的对称性及各边之间的垂直度不易保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有核电辐照监督管半槽壳结构较为特殊，尺寸精度要求高，半槽壳的对称性及各边之间的垂直度不易保证，其目的在于提供一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，该工艺通过正、反面对称冲压成型方法，保证半槽壳各边之间的垂直精度、平面度、内小圆角上具有明显的优势。

本发明的通过下述技术方案实现：一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，按照设计图纸进行坯料展开，展开后在板材的宽度方向和长度方向上均增加余量，余量值为2.0—2.5mm，板材下料后按照5—10块为一组叠压夹紧后数控加工到半槽壳长度尺寸要求；将数控加工完成的板材侧向和端部与半槽壳第一套冲压模具凹模定位块靠紧定位，凸模向下运动，预紧工件，工件位置调整完成后，开始冲压加载，加载量达到预定值后，卸载压力，使得工件为槽型结构；对第一次冲压成型后的槽型结构工件的突沿进行机械加工，使得U型槽结构的槽壁高位尺寸一致；第二次冲压成型需在第一次冲压装置的基础上进行凹模、凸模与顶料块的更换，凸模与通用上压头连接，内定位块安装于两侧凹模上，将加工后的槽型半成品工件反向放置，进行位置精度调整，调整精度完成后，将内定位块拆除，进行二次冲压成型，加载量到达后，逐步卸压，借助顶料组件橡胶柱的弹力，将工件顶出模型，获得的工件即为最终的半槽壳工件。本项发明主要针对核电辐照监督管半槽壳设计要求，开展了核电辐照监督管成型方法的分析、论证、实验、生产，以解决核电辐照监督管半槽壳精密成型技术难题。该方法在保证半槽壳各边之间的垂直精度、平面度、内小圆角上具有明显的优势。依照此方法，模具包含正、反面两套冲压组合模具以及一套耳部尺寸加工工装，依据辐照监督管管体半槽壳设计图纸进行原材料展开计算，并增加宽度尺寸下料，再按一定数量叠加长度尺寸加工到位，按批进行正面冲压获得U型半成品，并加大冲压力进行顶压保证半槽壳内圆角与模具精密贴合，实现半槽壳内圆角尺寸要求，脱模后采用工装压紧、数控机床把耳部尺寸加工到位，最后进行反面冲压、校型，实现几字型半槽壳的精密成型。冲压过程中在半槽壳的底部施加一定量的顶料力，保证半槽壳与凸模紧密贴合。采用该正、反两次冲压工艺能够将平板成型为半槽壳工件，成型的半槽壳工件各边的垂直度较好，且减小了冲压次数，提高了效率。

核电辐照监督管半槽壳正、反两次对称冲压成型方法结合特定的工装装置采用两次相反方向冲压将平板成型为半槽壳工件的路线。其主要原理是第一次冲压成型将平板成型为U字形零件，冲压完成后在加工工装的配合下数控加工U型零件凸沿到耳部尺寸要求，第二次反向冲压成型将U型结构冲压为半槽壳结构。在冲压过程中，顶料组件借助橡胶柱的反弹力能够保证工件与模具接触紧密，保证冲压过程中工件侧面的平行度及与底面的垂直度。同时在冲压力卸载后，利用橡胶柱的回弹力逐渐将成型工件顶出，取模方便。

板材展开后在宽度方向和长度方向上增加余量，其理由是零件耳部尺寸较小在冲压过程中不能得到有效的翻边，且冲压后垂直度不容易保证，但是余量值过大，将造成后续加工时要再次切割，增加了时间以及设备损耗，经过计算，余量在2.0—2.5mm范围时恰好就能够实现平衡，2.2为其最佳余量。

所述板材依次进行两次冲压成型，第一次冲压成型和第二次冲压成型的方向相反。在第二次冲压时以耳部内侧为定位基准进行定位。本次定位能确保二次冲压后半槽壳壁面宽度尺寸一致，不倾斜。

板材下料后按照8块为一组叠压夹紧后数控加工到半槽壳长度尺寸要求。坯料长度尺寸数控加工，坯料数控加工过程中应按批次把板材叠压在一起进行宽度方向的数控加工，叠压、压紧后提高了被加工件的刚性，减小了单板加工过程中跳动，提高了加工效率，减小了加工难度。但是也不能无代表叠压数量越多越好，叠压太多将超过数控设备的额定功率，造成能耗大因此叠压需要设定合理的数值才能既满足加工要求，也实现设备最大化利用率，经过计算，5—10块为最佳范围，8块为最佳数值。

第一次冲压后进行耳部尺寸的数控加工，数控加工精确达到耳部尺寸要求。第一次冲压，冲压前须进行定位操作，包含侧向定位、端部定位，定位能确保一次冲压形成的U型零件端面与U型槽垂直。两次冲压过程中需施加顶料力，顶料力能确保冲压过程中板材与凸模的紧密贴合，保证冲压后底面宽度尺寸，同时顶料力可以辅助脱模。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：采用该工艺生产的几字型半槽壳具有对称度、尺寸精度高，且槽深尺寸一致性好的特点，该工艺已经成功应用于核电辐照监督管的国产化项目，取得了较好的应用效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为核电辐照监督管半槽壳原材料结构；

图2为第一次冲压成型示意图；

图3为第一次冲压成型且耳部尺寸加工后示意图；

图4为核电辐照监督管半槽壳示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1所示，一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，按照设计图纸进行坯料展开，展开后在板材的宽度方向和长度方向上均增加余量，余量值为2.2mm，宽度方向增加余量的理由是零件耳部尺寸较小在冲压过程中不能得到有效的翻边，且冲压后垂直度不容易保证，板材下料后按照8块为一组叠压夹紧后数控加工到半槽壳长度尺寸要求。

第一次冲压成型参见图2，将数控加工完成的平板侧向和端部与半槽壳第一套冲压模具凹模定位块靠紧定位，定位后确保平板精加工端面与凹模长度方向垂直。凸模向下运动，预紧工件。工件位置调整完成后，开始冲压加载。在冲压加载过程中，随着凸模向下运动，借助顶料组件橡胶柱的弹力，工件、凸模与凹模始终保持紧密接触，保证工件侧面的平行度及与底面的垂直度。加载量达到预定值后，卸载压力，借助顶料组件橡胶柱的弹力，将工件顶出模型。一次冲压完成后工件为槽型结构。

第一次冲压成型后的槽型结构工件的槽深较深，按照半槽壳的图纸要求进行突沿机械加工，加工完成后形成的U型槽结构的槽壁高位尺寸一致性较好，如图3所示。

第二次冲压成型参见图4，二次冲压成型需在一次冲压装置的基础上进行凹模、凸模与顶料块的更换，冲压过程与一次冲压类似。凸模与通用上压头连接，内定位块安装于两侧凹模上，将加工后的槽型半成品工件反向放置，进行位置精度调整。调整精度完成后，将内定位块拆除。进行二次冲压成型，加载量到达后，逐步卸压，借助顶料组件橡胶柱的弹力，将工件顶出模型。二次冲压完成后，获得的工件即为最终的半槽壳工件。采用该方法获得的半槽壳工件槽底、槽壁、突耳能保证较高的垂直精度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）原材料展开及长度加工：按照设计图纸进行坯料展开，展开后在板材的宽度方向和长度方向上均增加余量，余量值为2—2.5mm，板材下料后按照5—10块为一组叠压夹紧后数控加工到半槽壳长度尺寸要求；

（2）第一次冲压成型：将数控加工完成的板材侧向和端部与半槽壳第一套冲压模具凹模定位块靠紧定位，凸模向下运动，预紧工件，工件位置调整完成后，开始冲压加载，加载量达到预定值后，卸载压力，使得工件为槽型结构；

（3）机械加工突沿到位：对第一次冲压成型后的槽型结构工件的突沿进行机械加工，使得U型槽结构的槽壁高位尺寸一致；

（4）第二次冲压成型：第二次冲压成型需在第一次冲压装置的基础上进行凹模、凸模与顶料块的更换，凸模与通用上压头连接，内定位块安装于两侧凹模上，将加工后的槽型半成品工件反向放置，进行位置精度调整，调整精度完成后，将内定位块拆除，进行二次冲压成型，加载量到达后，逐步卸压，借助顶料组件橡胶柱的弹力，将工件顶出模型，获得的工件即为最终的半槽壳工件。

2.根据权利要求1所述的一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，其特征在于：所述展开后在宽度方向和长度方向上均增加的余量值为2.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，其特征在于：所述板材依次进行两次冲压成型，第一次冲压成型和第二次冲压成型的方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，其特征在于：所述第二次冲压时以耳部内侧为定位基准进行定位。

5.根据权利要求1所述的一种辐照监督管几字型半槽壳冲压成型工艺，其特征在于：所述板材下料后按照8块为一组叠压夹紧后数控加工到半槽壳长度尺寸要求。