CN108380783A - 一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺，装置包括固定于渐进成形设备上的下垫板，下垫板的四个角连接有四个导柱，导柱上套有上压板，上压板和下垫板之间设置有换热器压板，换热器压板和下垫板之间夹紧圆形坯料，圆形坯料通过工具头成形衬环；工具头上端为夹持端，中部为翻边部分，下端为扩口部分；渐进成形设备主轴带动工具头轴向转动，同时按规划好的轨迹运动；工艺通过工具头的运动即可实现衬环两端法兰的整体成形，本发明装夹容易，结构简单，成形质量好。

Description

一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺
技术领域
本发明属于先进成形技术领域，具体涉及一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺。
背景技术
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，板式换热器衬环是板式换热器上的重要零件。服役周期内，换热器板片需要定期清洗，但衬环无法拆卸、清洗困难，冷、热流体/气体进、出口的金属衬环希望服役于换热器整个生命周期。
目前板式换热器衬环多采用两端拼焊法兰边的方法制造，或者衬环一端法兰采用冲压等塑性方法加工，与板式换热器压板装配后另一端法兰采用焊接成形工艺。金属衬环法兰边的焊缝不但影响产品外观，而且在服役期间容易出现腐蚀，影响换热器的使用寿命，增加换热器的维护难度。中国专利(申请号201711119625.X)提出了一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，这种方法能通过凸模同时成形出衬环两端法兰，但成形过程中模具结构复杂，需要控制两端凸模同时运动，容易出现失稳、过度减薄等成形问题，过程控制难度大。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺，通过工具头的运动即可实现衬环两端法兰的整体成形，装夹容易，结构简单，成形质量好。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，包括固定于渐进成形设备上的下垫板4，下垫板4的四个角连接有第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8，第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8上套有上压板2，上压板2和下垫板4之间设置有换热器压板3，换热器压板3和下垫板4之间夹紧圆形坯料100，圆形坯料100通过工具头1成形衬环。
所述的换热器压板3上设有四个供加工衬环的第一孔301、第二孔302、第三孔303、第四孔304。
所述的工具头1上端为夹持端101，夹持端101夹持在渐进成形设备主轴上；工具头1中部为翻边部分102，包括锥形型面和圆柱型面；工具头1下端为扩口部分103；渐进成形设备主轴带动工具头1轴向转动，同时按规划好的轨迹运动。
一种正反复合渐进成形衬环整体法兰工艺，包括以下步骤：
1)将带有预制孔的圆形坯料100和换热器压板3的第一孔301、第二302装配在一起，用上压板2，下垫板4进行固定；
2)工具头1移动到换热器压板3的第一孔301的下端；
3)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的翻边部分102锥形型面与圆形坯料100接触，逐渐将圆形坯料100向上翻起；
4)工具头1的翻边部分102圆柱型面与圆形坯料100接触，将圆形坯料100翻边的部分角度变为90°；
5)重复步骤3)、4)，直至完成圆形坯料100自由部分的翻边，形成下端法兰；
6)移动工具头1，使工具头1的扩口部分103位于圆形坯料100的上方；
7)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的扩口部分103与圆形坯料100翻边后的自由端接触，逐渐将自由端扩开，最终扩为90°，形成上端法兰，完成换热器起压板3的第一孔301衬环的加工；
8)重复步骤2)-步骤7)，完成换热器压板孔3的第二孔302衬环的加工；
9)松开上压板2，移动换热器压板3，重复上述步骤对换热器压板3的第三孔303、第四孔304进行衬环加工，最终完成板式换热器3所有衬环的成形。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过控制工具头1的运动实现了换热器衬环的整体成形，提高了成形质量，并且工艺过程不受换热器压板3及衬环法兰尺寸的限制，具有很好的通用性。
附图说明
图1为本发明装置示意图。
图2为换热器压板示意图。
图3为工具头示意图。
图4为装夹示意图。
图5为翻边前示意图。
图6为翻边过程示意图。
图7为翻边后示意图。
图8为扩口前示意图。
图9为扩口过程示意图。
图10为扩口后示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。
如图1所示，一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，包括固定于渐进成形设备上的下垫板4，下垫板4的四个角连接有第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8，第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8上套有上压板2，上压板2和下垫板4之间设置有换热器压板3，换热器压板3和下垫板4之间夹紧圆形坯料100，圆形坯料100与换热器压板3孔装配后放置于下垫板2上，通过上压板2压紧，第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8为上压板2进行导向，圆形坯料100通过工具头1成形衬环。
如图2所示，所述的换热器压板3上设有四个供加工衬环的第一孔301、第二孔302、第三孔303、第四孔304。
如图3所示，所述的工具头1上端为夹持端101，夹持端101夹持在渐进成形设备主轴上；工具头1中部为翻边部分102，包括锥形型面和圆柱型面；工具头1下端为扩口部分103；渐进成形设备主轴带动工具头1轴向转动，同时按规划好的轨迹运动。
一种正反复合渐进成形衬环整体法兰工艺，包括以下步骤：
1)将带有预制孔的圆形坯料100和换热器压板3的第一孔301、第二302装配在一起，用上压板2，下垫板4进行固定，如图4所示；
2)工具头1移动到换热器压板3的第一孔301的下端，如图5所示；
3)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的翻边部分102锥形型面与圆形坯料100接触，逐渐将圆形坯料100向上翻起，如图6(a)所示；
4)工具头1的翻边部分102圆柱型面与圆形坯料100接触，将圆形坯料100翻边的部分角度变为90°，形成下端法兰，如图6(b)所示；
5)重复步骤3)、4)，直至完成圆形坯料100自由部分的翻边，如图7所示；
6)移动工具头1，使工具头1的扩口部分103位于圆形坯料100的上方，如图8所示；
7)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的扩口部分103与圆形坯料100翻边后的自由端接触，逐渐将自由端扩开，最终扩为90°，形成上端法兰，完成换热器起压板3的第一孔301衬环的加工，如图9、图10所示；
8)重复步骤2)-步骤7)，完成换热器压板孔3的第二孔302衬环的加工；
9)松开上压板2，移动换热器压板3，重复上述步骤对换热器压板3的第三孔303、第四孔304进行衬环加工，最终完成板式换热器3所有衬环的成形。

Claims (4)

1.一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，其特征在于：包括固定于渐进成形设备上的下垫板(4)，下垫板(4)的四个角连接有第一导柱(5)、第二导柱(6)、第三导柱(7)、第四导柱(8)，第一导柱(5)、第二导柱(6)、第三导柱(7)、第四导柱(8)上套有上压板(2)，上压板(2)和下垫板(4)之间设置有换热器压板(3)，换热器压板(3)和下垫板(4)之间夹紧圆形坯料(100)，圆形坯料(100)通过工具头(1)成形衬环。
2.根据权利要求1所述的一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，其特征在于：所述的换热器压板(3)上设有四个供加工衬环的第一孔(301)、第二孔(302)、第三孔(303)、第四孔(304)。
3.根据权利要求1所述的一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，其特征在于：所述的工具头(1)上端为夹持端(101)，夹持端(101)夹持在渐进成形设备主轴上；工具头(1)中部为翻边部分(102)，包括锥形型面和圆柱型面；工具头(1)下端为扩口部分(103)；渐进成形设备主轴带动工具头(1)轴向转动，同时按规划好的轨迹运动。
4.一种正反复合渐进成形衬环整体法兰工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将带有预制孔的圆形坯料(100)和换热器压板(3)的第一孔(301)、第二(302)装配在一起，用上压板(2)，下垫板(4)进行固定；
2)工具头(1)移动到换热器压板(3)的第一孔(301)的下端；
3)工具头(1)沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头(1)的翻边部分(102)锥形型面与圆形坯料(100)接触，逐渐将圆形坯料(100)向上翻起；
4)工具头(1)的翻边部分(102)圆柱型面与圆形坯料(100)接触，将圆形坯料(100)翻边的部分角度变为90°，形成下端法兰；
5)重复步骤3)、4)，直至完成圆形坯料(100)自由部分的翻边；
6)移动工具头(1)，使工具头(1)的扩口部分(103)位于圆形坯料(100)的上方；
7)工具头(1)沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头(1)的扩口部分(103)与圆形坯料(100)翻边后的自由端接触，逐渐将自由端扩开，最终扩为90°，形成上端法兰，完成换热器起压板(3)的第一孔(301)衬环的加工；
8)重复步骤2)-步骤7)，完成换热器压板孔(3)的第二孔(302)衬环的加工；
9)松开上压板(2)，移动换热器压板(3)，重复上述步骤对换热器压板(3)的第三孔(303)、第四孔(304)进行衬环加工，最终完成板式换热器(3)所有衬环的成形。
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