CN106925950A - 一种大型双层薄壁d型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法 - Google Patents

一种大型双层薄壁d型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于制造工艺，尤其涉及一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，包括：步骤一：取样，步骤二：划折弯线，步骤三：打磨，对矫直后的槽钢进行打磨，保证每个部分的加工精度都与设计精度一致，步骤四：制作胎具，步骤五：高点去除，以背面弧面为基准，依次对槽钢两侧面高度进行测量并对局部高点区域标记，采用人工按线打磨方式对高点去除；步骤六：检测，对槽钢整体高度和曲率进行检测。本发明具有如下优点：材料利用率高、直线度好、成本低、精度高。

Description

一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法
技术领域
本发明属于制造工艺，尤其涉及一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法。
背景技术
为了开发未来新能源，各发达国家都在积极开展以托卡马克为主要途径的磁约束核聚变研究。真空室是磁约束热核聚变研究装置中最主要的部件之一，某研究院结合国内外磁约束热核聚变装置，设计了新型真空室尺寸和夹层结构。
如图1～3，真空室由20个扇形段组成，槽钢处于内壳和外壳夹层中间，槽钢截面是槽型结构，用薄板压制折弯直条后再成型，槽钢背面弯曲弧度随着内外壳壳体弧度进行变化。槽钢侧面和内壳焊接，外壳体上开塞焊孔与槽钢背面焊接，槽钢成型质量影响内外壳体型面尺寸、夹层流道间隙及其槽钢与外壳塞焊孔焊接，因此槽钢成型要求很高。
发明内容
本发明目的是针对现有技术的缺陷提供一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，包括下述步骤：
步骤一：取样
取样、用原材料对不同规格槽钢进行模拟折弯试验，选择合适压头胎具，使槽钢折弯处R角满足预先设计要求的规定，确定了槽钢折弯弧度和展开下料宽度工艺尺寸；
激光切割下料槽钢板料展开尺寸，并在板料上划出弯折线；
步骤二：槽钢的成型
在折弯机上按线折弯，因工件较长及折弯机本身折弯误差，折弯后槽钢背面直线度有3mm左右偏差，为防止后续压成型时槽钢背型面扭曲，制作矫形工装分段进行矫直；
步骤三：打磨
对矫直后的槽钢进行打磨，保证直条槽钢打磨后高度符合槽钢成型前工艺要求的高度；
步骤四：制作胎具
通过模拟实验确定胎具的弧板曲率并制作简易槽钢成型胎具，胎具分为上胎和下胎，上胎由上部连接板和压型凸弧板组成，两者焊接连接。下胎由底部垫板、压型凹弧板、侧板、螺栓及螺母组成，其中底部垫板和压型凹弧板焊接连接，侧板与压型凹弧板开有螺栓连接孔并通过螺栓、螺母将其连接一体；
步骤五：高点去除
以背面弧面为基准，依次对槽钢两侧面高度进行测量并对局部高点区域标记，采用人工按线打磨方式对高点去除；
步骤六：检测
对槽钢整体高度和曲率进行检测。
如上所述的一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，其中，所述的步骤三的打磨过程通过制作半自动机械化打磨工装实现，该半自动机械化打磨工装，由风动型角磨机、轴承、销、螺栓、立板和槽钢底座组成。槽型底座中间开有U型槽，用于放置需要打磨的槽钢，槽型底座端头两侧分别焊有立板，立板中间开有长圆孔形调节销孔，销与轴承固定连接并穿过立板销孔，轴承置于槽型底座U型槽内，销固定轴承中心位置，立板顶部开有螺栓孔，通过螺栓对销两端高度进行调节并通过轴承将打磨段槽钢压直；操作工推拉槽钢时轴承随着槽钢与轴承的摩擦力在槽型底座U型槽内旋转滚动，轴承压紧槽钢内侧保证打磨区段槽钢高度一致。
如上所述的一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法。其中，所述的步骤四中，对槽钢分段压型并对弧面样板测量，压型时上胎具与槽钢背面内侧垫PVC塑料板，防止金属间相互挤压使槽钢表面产生裂纹。
本发明具有如下优点：1)通过模拟成型试验，确定了压头胎具和精确槽钢展开下料尺寸，提高了材料利用率；2)按线折弯，控制了槽钢折弯后的宽度尺寸和折弯后的直线度；3)制作半自动机械化打磨工装，控制了槽钢成型前整体高度，提高了打磨效率，降低了成本；4)制作简易成型胎具，满足了槽钢成型要求，降低了成型胎具制造成本；5)控制了成型后槽钢最终高度；6)解决了槽钢两侧整型面检测问题。
附图说明
图1是扇形段槽钢分布图；
图2是30mm槽钢示意图；
图3是60mm槽钢示意图；
图4是半自动机械化打磨工装分拆示意图；
图5是半自动机械化打磨工装立体示意图；
图6是槽钢压型胎具示意图；
图中：1.风动型角磨机、2.槽钢、3.轴承、4.销、5.螺栓、6.立板、7.槽型底座、8.上部连接板、9.压型凸弧板、10.侧板、11.螺母、12.螺栓、13.压型凹弧板、14.底部垫板。
具体实施方式
一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，包括下述步骤：
步骤一：取样
取样、用原材料对不同规格槽钢进行模拟折弯试验，选择合适折弯胎具，使槽钢折弯处R角满足设计要求，确定了槽钢折弯弧度和展开下料宽度工艺尺寸；在真实材料上划出弯折线。
步骤二：划折弯线
在折弯机上按线折弯，因工件较长及折弯机本身折弯误差，折弯后槽钢背面直线度有3mm左右偏差，为防止后续压成型时槽钢背型面扭曲，采用分段方式进行矫直；
上述分段方式进行矫直时，可以制作类似槽钢压型的直槽型矫形工装，辅助进行矫直。
步骤三：打磨
对矫直后的槽钢进行打磨，保证直条槽钢打磨后高度符合槽钢成型前工艺要求的高度；
打磨过程可以使用一般的打磨机实现，也可以使用本专利提供的专用半自动机械化打磨机实现，不但提高了效率、减轻了劳动强度，而且还更好了保证了各部分槽钢高度的一致性。如附图4～5所示，该自动机械化打磨工装，由风动型角磨机、轴承3、销4、螺栓5、立板6和槽钢底座7组成。槽型底座中间开有U型槽，用于放置需要打磨的槽钢。槽型底座端头两侧分别焊有立板，立板中间开有长圆孔形调节销孔。销与轴承固定连接并穿过立板销孔。轴承置于槽型底座U型槽内，销固定轴承中心位置。立板顶部开有螺栓孔，通过螺栓对销两端高度进行调节并通过轴承将打磨段槽钢压直；操作工推拉槽钢时随着槽钢与轴承的摩擦力在槽型底座U型槽内旋转滚动，轴承压紧槽钢内侧保证打磨区段槽钢高度一致。
步骤四：制作胎具
通过模拟实验确定胎具的弧板曲率并制作简易槽钢成型胎具，胎具分为上胎和下胎。上胎由上部连接板和压型凸弧板组成，两者焊接连接。下胎由底部垫板、压型凹弧板、侧板、螺栓及螺母组成，其中底部垫板和压型凹弧板焊接连接，侧板与压型凹弧板开有螺栓连接孔并通过螺栓、螺母将其连接一体。
对槽钢分段压型并对弧面样板测量，压型时上胎具与槽钢背面内侧垫PVC塑料板，防止槽钢成型过程金属碎屑和金属间相互挤压使槽钢表面产生裂纹；
步骤五：高点去除
以背面弧面为基准，依次对槽钢两侧面高度进行测量并对局部高点区域标记，采用人工按线打磨方式对高点去除；
步骤六：检测
对槽钢整体高度和曲率进行检测。
上述检测可以提前制作整弧面检测样板，用该样板进行检测。

Claims (3)

1.一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一：取样
取样、用原材料对不同规格槽钢进行模拟折弯试验，选择合适压头胎具，使槽钢折弯处R角满足预先设计要求的规定，确定了槽钢折弯弧度和展开下料宽度工艺尺寸；在真实材料上划出弯折线，激光切割下料槽钢板料展开尺寸，并在板料上划出弯折线；
步骤二：槽钢的成型
在折弯机上按线折弯，因工件较长及折弯机本身折弯误差，折弯后槽钢背面直线度有3mm左右偏差，为防止后续压成型时槽钢背型面扭曲，采用分段方式进行矫直；制作矫形工装分段进行矫直；
步骤三：打磨
对矫直后的槽钢进行打磨，保证直条槽钢打磨后高度符合槽钢成型前工艺要求的高度；
步骤四：制作胎具
通过模拟实验确定胎具的弧板曲率并制作简易槽钢成型胎具，胎具分为上胎和下胎，上胎由上部连接板和压型凸弧板组成，两者焊接连接，下胎由底部垫板、压型凹弧板、侧板、螺栓及螺母组成，其中底部垫板和压型凹弧板焊接连接，侧板与压型凹弧板开有螺栓连接孔并通过螺栓、螺母将其连接一体，
步骤五：高点去除
以背面弧面为基准，依次对槽钢两侧面高度进行测量并对局部高点区域标记，采用人工按线打磨方式对高点去除；
步骤六：检测
对槽钢整体高度和曲率进行检测。
2.如权利要求1所述的一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，其特征在于：所述的步骤三的打磨过程通过制作半自动机械化打磨工装实现，该半自动机械化打磨工装，由风动型角磨机、轴承、销、螺栓、立板和槽钢底座组成，槽型底座中间开有U型槽，用于放置需要打磨的槽钢，槽型底座端头两侧分别焊有立板，立板中间开有长圆孔形调节销孔，销与轴承固定连接并穿过立板销孔，轴承置于槽型底座U型槽内，销固定轴承中心位置，立板顶部开有螺栓孔，通过螺栓对销两端高度进行调节并通过轴承将打磨段槽钢压直；操作工推拉槽钢时轴承随着槽钢与轴承的摩擦力在槽型底座U型槽内旋转滚动，轴承压紧槽钢内侧保证打磨区段槽钢高度一致。
3.如权利要求2所述的一种大型双层薄壁D型截面真空室夹层流道槽钢制造工艺方法，其特征在于：所述的步骤四中，对槽钢分段压型并对弧面样板测量，压型时上胎具与槽钢背面内侧垫PVC塑料板，防止金属间相互挤压使槽钢表面产生裂纹。
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