CN113798790A - 一种大尺寸薄壁封头的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大尺寸薄壁封头的制作方法，包括以下步骤：S1、选材；S2、下料，在钢板上切割形成圆片；S3、冲压，通过冲压机对圆片进行温冲压；S4、矫正圆度，将矫正工装套装在封头直边的外缘，对封头直边的圆度进行矫正；S5、退火，将装配有矫正工装的封头放入退火炉加热进行热处理；S6、预坡口，等离子齐边切割出坡口并预留一定余量；S7、半成品抛光，通过抛光机对封头的过渡段和直边进行抛光处理；S8、旋压修正；S9、坡口，等离子坡口；S10、抛光。本发明的主要用途是提供一种通过矫正工装对封头直边的圆度进行矫正，进而提高加工精度和加工效率，且适合大批量制作的大尺寸薄壁封头的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种封头的加工方法，特别是涉及一种大尺寸薄壁封头的制作方法。
背景技术
大尺寸薄壁封头一般安装在压力容器的端部，用于密封压力容器。压力容器被广泛应用在各个领域中，应用在医疗领域时，压力容器及其封头采用纯钛TA2制成，纯钛具有密度低、强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、低温性能好、生物相容性好、表面可装饰性强等特性。目前运输存贮新冠疫苗等药剂所采用的容器大都是由纯钛TA2制成的大型压力容器，在制作对应的大尺寸薄壁封头的过程中，由于封头尺寸较大，加工时需要经过多次冲压成型，因此非常容易出现厚度不均，变形严重，零件精度较低等各种问题，误差的累积最终造成成型后封头直径圆度公差偏大，封头的圆度难以保证精度，一旦圆度不符合要求，难以对其矫正，严重影响到封头的加工精度和成型质量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种通过在封头的直边外缘套装矫正工装并一同进入退火炉热处理来实现对直边圆度进行矫正，提高加工精度和加工效率，适合大批量制作的大尺寸薄壁封头的制作方法。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种大尺寸薄壁封头的制作方法，包括以下步骤：
S1、选材；
S2、下料，在钢板上切割形成圆片，并对圆片进行去毛刺、打磨处理；
S3、冲压，通过冲压机对圆片进行温冲压，冲压前预加热冲压模具和圆片，然后将圆片放置于冲压模具中冲压成形为封头；
S4、矫正圆度，将矫正工装套装在封头直边的外缘，对封头直边的圆度进行矫正；
S5、退火，将装配有矫正工装的封头放入退火炉加热进行热处理；
S6、预坡口，热处理后的封头卸下矫正工装，采用等离子齐边切割出坡口并预留一定余量；
S7、半成品抛光，通过抛光机对封头的过渡段和直边进行抛光处理；
S8、旋压修正，通过旋压机对封头的直边进行旋压成型；
S9、坡口，采用等离子坡口；
S10、抛光，通过抛光机对封头进行抛光处理。
进一步地，步骤S3中，采用3000吨液压冲压机进行冲压，并采用天然气火焰喷枪将冲压模具和圆片分别加热至150-200℃。
进一步地，步骤S4中，矫正工装为圆环状结构，矫正工装的内径与封头直边的外径相适配，安装时，先将封头倒扣放置，然后矫正工装由上而下卡套在封头直边的外缘上，矫正直边的圆度。
进一步地，矫正工装的内径比冲压模具的内径大1-3mm，矫正工装的厚度为10±2mm，矫正工装的侧边宽度为90±10mm。
进一步地，步骤S5中，封头在退火炉中的加热温度为550±20℃，加热时间为30min。
进一步地，步骤S1中，选用TA2牌号的经过退火处理的纯钛钢板。
进一步地，纯钛钢板的厚度为4mm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明中适用于大尺寸的封头加工制造，加工出的封头整体质量好，精度高；通过在封头的直边外缘套装矫正工装并一同进入退火炉热处理来实现对直边圆度的矫正，矫正方法简便易操作，适合大批量生产制作，可以轻松满足与筒体配对安装的使用要求，可以有效提高加工效率，进而提升企业经济效益。
附图说明
图1为本发明的一种大尺寸薄壁封头的制作方法的流程图；
图2为本发明的一种大尺寸薄壁封头的制作方法中封头与矫正工装的装配示意图；
其中，1、封头；11、弧形底板；12、过渡段；13、直边；2、矫正工装。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是，在本发明的技术方案的描述中，为了清楚地描述本发明的技术特征所使用的一些方位词，例如“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等均是按照本发明的附图方位而言的。
实施例
如图1和图2所示，本实施例的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，包括以下步骤：
S1、选材，选用按照GB/T3621标准生产的TA2牌号的纯钛钢板，纯钛钢板已经经过退火处理。
S2、下料，根据所需成型的封头尺寸选择大小合适的整块钢板，导入数控切割机在钢板上切割形成圆片，并对圆片进行去毛刺、打磨处理，保证圆片的切割边缘光滑无毛刺，并对圆片两侧表面采用80目抛光轮进行抛光处理；具体在本实施例中，选用厚度为4mm的纯钛钢板，切割出的圆片直径为1449mm。
S3、冲压，通过液压冲压机对圆片进行温冲压，采用温冲压的加工方式与传统的热冲压加工方式相比，减少了热处理炉加热，避免浪费天然气资源，有利于保护环境，提高效率，降低成本；冲压前预加热冲压模具和圆片，然后将圆片放置于冲压模具中通过多次慢速冲压成形为封头；具体在本实施例中，采用3000吨液压冲压机进行冲压，并采用天然气火焰喷枪将冲压模具和圆片分别加热至150-200℃，冲压前将冲压模具和圆片预加热至150-200℃，可以大大提高大尺寸工件的冲压质量，冲压成型的壁厚均匀，避免因成型不均匀出现表面微裂纹等问题，表面质量好，圆度更佳。
S4、矫正圆度，由于纯钛钢板TA2在熔炼轧制过程中材料力学性能存在方向异性，冲压成型后直边圆度较大，超出了国家标准要求的公差范围，影响其与筒体的组对安装，即使勉强安装形成压力容器也极易出现质量问题，因此，对于冲压后初步成型的封头，需要对其圆度进行矫正，为了方便矫正操作，本实施例设计了一种矫正工装，矫正工装为圆环状结构，矫正工装的内径与封头直边的外径相适配，安装时，先将封头倒扣放置，然后矫正工装由上而下卡套在封头直边的外缘上，矫正直边的圆度。具体地，矫正工装的内径比冲压模具的内径大1-3mm，方便矫正工装与直边外缘卡配，矫正工装的厚度为10±2mm，矫正工装的侧边宽度为90±10mm。本实施例中优选矫正工装的内径比冲压模具的内径大2mm，矫正工装的厚度为10mm，矫正工装的侧边宽度为100mm，采用这种设计，矫正工装可以轻松套装在已发生变形的直边外缘，并将直边的圆度矫正到符合国家标准要求的公差范围内。
S5、退火，将装配有矫正工装的封头放入退火炉加热进行热处理；热处理过程中，封头在退火炉中的加热温度为550±20℃，加热时间为30min；由于封头的直边外缘受矫正工装矫正约束，退火过程中，封头的内应力在矫正后的直边内重新分布，退火完成后封头的直边圆度已被矫正。
S6、预坡口，热处理后的封头卸下矫正工装并放在坡口旋转平台上，采用等离子割枪齐边切割出坡口并预留一定余量，然后去除毛刺及割渣等杂物，并清洗干净；在坡口处理前先进行预坡口处理可以避免坡口处理时切除过量，提高坡口加工精度。
S7、半成品抛光，通过抛光机对封头的过渡段和直边进行抛光处理；具体地，采用80目抛光轮对过渡段和直边进行抛光处理，有效去除氧化皮及其他附着杂物，防止旋压修正时造成划伤或污染。
S8、旋压修正，通过旋压机对封头的直边进行冷旋压成型，对直边的倾斜度进行修正，使得直边的外周长以及圆度满足生产要求。
S9、坡口，封头放在坡口旋转平台上，采用等离子坡口；然后打磨坡口，去除氧化层，确保封头内总高满足公差要求。
S10、抛光，通过抛光机对封头进行抛光处理，采用80目抛光轮对封头内外表面进行抛光处理，去除铁离子污染,划伤以及可能存在的微裂纹。
本发明的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，适用于大尺寸的封头加工制造，加工出的封头整体质量好，精度高；通过在封头的直边外缘套装矫正工装并一同进入退火炉热处理来实现对直边圆度的矫正，矫正方法简便易操作，适合大批量生产制作，可以轻松满足与筒体配对安装的使用要求，可以有效提高加工效率，进而提升企业经济效益。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选材；
S2、下料，在钢板上切割形成圆片，并对圆片进行去毛刺、打磨处理；
S3、冲压，通过冲压机对圆片进行温冲压，冲压前预加热冲压模具和圆片，然后将圆片放置于冲压模具中冲压成形为封头；
S4、矫正圆度，将矫正工装套装在封头直边的外缘，对封头直边的圆度进行矫正；
S5、退火，将装配有矫正工装的封头放入退火炉加热进行热处理；
S6、预坡口，热处理后的封头卸下矫正工装，采用等离子齐边切割出坡口并预留一定余量；
S7、半成品抛光，通过抛光机对封头的过渡段和直边进行抛光处理；
S8、旋压修正，通过旋压机对封头的直边进行旋压成型；
S9、坡口，采用等离子坡口；
S10、抛光，通过抛光机对封头进行抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：步骤S3中，采用3000吨液压冲压机进行冲压，并采用天然气火焰喷枪将冲压模具和圆片分别加热至150-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：步骤S4中，矫正工装为圆环状结构，矫正工装的内径与封头直边的外径相适配，安装时，先将封头倒扣放置，然后矫正工装由上而下卡套在封头直边的外缘上，矫正直边的圆度。
4.根据权利要求3所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：矫正工装的内径比冲压模具的内径大1-3mm，矫正工装的厚度为10±2mm，矫正工装的侧边宽度为90±10mm。
5.根据权利要求1所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：步骤S5中，封头在退火炉中的加热温度为550±20℃，加热时间为30min。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：步骤S1中，选用TA2牌号的经过退火处理的纯钛钢板。
7.根据权利要求6所述的一种大尺寸薄壁封头的制作方法，其特征在于：纯钛钢板的厚度为4mm。
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