CN112427562B - 一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法，卧式冷拉深设备包括凹模、与凹模相配合的凸模，凹模后端固定连接有减薄模，凸模、凹模和减薄模同轴心水平分布。冷拉深方法主要为：机械手夹住胚料并将其放于凹模前端，凸模在支撑小车支撑下运动压入胚料内，机械手松开并退回，凸模带着胚料依次压入凹模和减薄模内，工件定型，卸料器夹紧于凸模上以卸下定型工件即可。本发明来源于中国交通部运用推广项目《新能源汽车用碳纤维全缠绕氢燃料储运设备运用推广》，项目编号：ZCKJCD‑201804。本发明经过拉深后的钢质内胆壁厚可针对性地调整厚度，壁厚均匀，底部自然成型，壁厚薄且漏气风险为零，有效实现气瓶轻量化。

Description

一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法

技术领域

本发明属于高压储气瓶制造技术领域，具体涉及一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法。

背景技术

随着环保标准不断提高，对CNG汽车的经济性、安全性、以及安装标准也在逐步提高。标准规定气瓶的重量不能超过整车重量的5％。

目前市场上CNG缠绕瓶内胆主流的成型工艺是采用热轧管或者冷拔管通过热旋压收口、收底成型。钢管壁厚偏差大，为了保证最低设计壁厚，钢瓶内胆整体重量较重。且经过收底成型的底部壁厚偏厚，增加了内胆重量。同时，通过热旋压收底成型的气瓶底部存在底部未融合从而造成漏气的风险。并且，目前的内胆拉深工艺是立式拉深，厂房高度限制了拉深机的行程，从而限制了压力容器钢质内胆产品的长度。需要做更长的压力容器钢质内胆产品则需要再进行强旋减薄。

因此，设计一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法，以至少克服上述部分技术缺陷，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备及其冷拉深方法，以至少解决上述所提及的部分技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备，包括凹模、以及位于凹模前端用于与凹模相配合以将胚料冷拉深成钢质内胆的凸模，凹模后端固定连接有用于将被冷拉深钢质内胆壁厚减薄的减薄模，凸模、凹模和减薄模同轴心水平分布。

进一步地，还包括用于固定连接凹模和减薄模的定位环，并且凹模和减薄模还通过定位环固定于模座上。

进一步地，还包括安装于减薄模后端用于将已成型钢质内胆卸料的卸料器。

进一步地，还包括用于支撑凸模并带动支撑凸模沿着凸模轴心线运行以靠近凹模的支撑小车。

进一步地，还包括用于夹持胚料放置于凹模上的机械手。

一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备的冷拉深方法，包括以下步骤：

步骤1、机械手夹住胚料并将胚料放于凹模前端；

步骤2、凸模在支撑小车的支撑下向前运动直至压入胚料内；

步骤3、机械手松开并退回；

步骤4、机械手松开后，凸模带着胚料依次压入凹模和减薄模内，工件定型；

步骤5、工件定型后，启动卸料器夹紧于凸模上，凸模往后运动以卸下定型工件；

步骤6、循环步骤1-步骤5进行下一工件拉深。

进一步地，在所述步骤4中，凸模带着胚料以每秒45-80mm的速度压入凹模和减薄模内。

进一步地，在所述步骤1中，机械手夹住胚料并将胚料放于凹模前端之前，调整凸模、凹模和减薄模使三者同轴心分布。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，经过拉深后的钢质内胆壁厚可有针对性的调整厚度，且壁厚均匀，底部自然成型，壁厚薄且漏气风险为零，能使气瓶有效实现轻量化，大容器长气瓶可直接拉深成型，无需经过强旋减薄，冷拉深操作简单，无需进行加热处理。

附图说明

图1为本发明卧式冷拉深设备结构示意图。

图2为本发明冷拉深方法流程图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-凸模、2-支撑小车、3-凹模、4-定位环、5-减薄模、6-卸料器、7-胚料、8-机械手。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供的一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备，结构简单、设计科学合理，使用方便，经过拉深后的钢质内胆壁厚可有针对性的调整厚度，且壁厚均匀，底部自然成型，壁厚薄且漏气风险为零，能使气瓶有效实现轻量化，大容器长气瓶可直接拉深成型，无需经过强旋减薄，冷拉深操作简单，无需进行加热处理。本发明包括凹模3、凸模1、定位环4、卸料器6、支撑小车2和机械手8，凸模1位于凹模3前端用于与凹模3相配合以将胚料7冷拉深成钢质内胆，凹模3后端固定连接有用于将被冷拉深钢质内胆壁厚减薄的减薄模5，凸模1、凹模3和减薄模5同轴心水平分布，定位环4用于固定连接凹模3和减薄模5，并且凹模3和减薄模5还通过定位环4固定于模座上。卸料器6安装于减薄模5后端用于将已成型钢质内胆卸料。支撑小车2用于支撑凸模1并带动支撑凸模1沿着凸模1轴心线运行以靠近凹模3。机械手8用于夹持胚料7放置于凹模3上。

本发明卧式冷拉深设备凹模和减薄圈安装在模座上，用定位环使其固定。凸模安装后通过支撑小车使其与凹模和减薄模在同一水平线上并且三者同心分布。胚料经过磷化皂化表面处理。凸模带着胚料经过凹模被压制定型，再经过减薄圈形成目标工件。本发明经过拉深后的钢质内胆壁厚可有针对性的调整厚度，且壁厚均匀。底部自然成型，壁厚薄且漏气风险为零。内胆重量轻，气瓶可有效实现轻量化。采用卧式冷拉深，不受厂房高度限制。冷拉深无需加热。大容器长气瓶可直接拉深成型，无需经过强旋减薄。

如图2所示，本发明提供的一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备的冷拉深方法，包括以下步骤：

步骤1、机械手夹住胚料并将胚料放于凹模前端；，机械手夹住胚料并将胚料放于凹模前端之前，调整凸模、凹模和减薄模使三者同轴心分布。

步骤2、凸模在支撑小车的支撑下向前运动直至压入胚料内。

步骤3、机械手松开并退回。

步骤4、机械手松开后，凸模带着胚料依次压入凹模和减薄模内，工件定型；过程中，凸模带着胚料以每秒45-80mm的速度压入凹模和减薄模内。

步骤5、工件定型后，启动卸料器夹紧于凸模上，凸模往后运动以卸下定型工件。

步骤6、循环步骤1-步骤5进行下一工件拉深。

本发明提供一种压力容器钢质内胆的卧式拉深加工工艺，凸模、凹模、减薄模同轴心且在同一水平线上。凸模由支撑小车支撑，以防止凸模由于自重原因下垂。支撑小车可以跟随凸模运动。凸模通过设于凹模上的定位块定位。凹模和减薄圈安装在固定模座上，并通过定位环使其与凸模同心。根据拉深前杯型体胚料外径，凹模和减薄模可以只用1个凹模；或1个凹模加1个或多个减薄模；或只用1个或多个减薄模。胚料通过机械手放置在凹模上。胚料处于常温状态，无需加热。凸模水平进入杯型体胚料内冲压，带着胚料通过凹模从而使坯料定型。凸模前端的弧形端定型工件底部形状，凹模直径定型工件直径；凸模与凹模必须是相互匹配的，凸模的前端角和凹模的圆弧R角通过胚料的厚度和直径设计。凸模带着胚料压入凹模后继续带着胚料穿过减薄圈，将胚料壁厚减薄30％～40％，从而形成目标工件。减薄拉深完成后，卸料器夹住凸模将工件取下。过程中凸模以每秒45-80mm的速度进行拉深。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种压力容器钢质内胆的卧式冷拉深设备的冷拉深方法，其特征在于，卧式冷拉深设备包括凹模（3）、以及位于凹模（3）前端用于与凹模（3）相配合以将杯型体胚料（7）冷拉深成钢质内胆的凸模（1），凹模（3）后端固定连接有用于将被冷拉深钢质内胆壁厚减薄的减薄模（5），凸模（1）、凹模（3）和减薄模（5）同轴心水平分布；所述减薄模（5）有一个或多个；

还包括用于固定连接凹模（3）和减薄模（5）的定位环（4），并且凹模（3）和减薄模（5）还通过定位环（4）固定于模座上；

还包括安装于减薄模（5）后端用于将已成型钢质内胆卸料的卸料器（6）；

还包括用于支撑凸模（1）并带动支撑凸模（1）沿着凸模（1）轴心线运行以靠近凹模（3）的支撑小车（2）；

还包括用于夹持杯型体胚料（7）放置于凹模（3）上的机械手（8）；

冷拉深方法包括以下步骤：

步骤1、机械手夹住杯型体胚料并将其放于凹模前端；

步骤2、凸模在支撑小车的支撑下向前运动直至压入杯型体胚料内；

步骤3、机械手松开并退回；

步骤4、机械手松开后，凸模带着杯型体胚料以每秒45-80mm的速度依次压入凹模和减薄模内，将杯型体胚料壁厚减薄30%~40%，工件定型；

步骤5、工件定型后，启动卸料器夹紧于凸模上，凸模往后运动以卸下定型工件；

步骤6、循环步骤1-步骤5进行下一工件拉深；

在所述步骤1中，机械手夹住杯型体胚料并将其放于凹模前端之前，调整凸模、凹模和减薄模使三者同轴心分布。