CN115971304A - 矫形装置以及弯弧真空室的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粒子加速器技术领域，公开了一种矫形装置以及弯弧真空室的成型方法，其中，矫形装置，包括施压内模、整形外模以及挤压部件，整形外模具有定型面，整形外模套设在施压内模的外部，整形外模与施压内模之间形成供加工件通过的矫形间隙；挤压部件包括驱动组件，用于挤压施压内模，以使施压内模形变并顶动加工件紧压在定型面上产生形变。施压内模受到挤压时，整体受力形变，挤压部件的挤压力逐渐增大时，施压内模在形变的过程中逐渐顶动管体，直至将管体紧压在整形外模的定型面上，管体在施压内模与整形外模的挤压下实现定型、矫形，其整体的操作极为简单，与现有技术相对比，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点。

Description

矫形装置以及弯弧真空室的成型方法

技术领域

本发明涉及粒子加速器技术领域，具体涉及一种矫形装置以及弯弧真空室的成型方法。

背景技术

薄壁弯弧真空室是同步加速器的核心部件，是脉冲磁场环境中组成超高真空系统的基本真空设备。其中，薄壁弯弧真空室由0.3mm薄壁弯弧不锈钢外壳与外部加强筋焊接而成。弯弧外壳的弧度是影响加速器设备的关键参数之一。为了保证弯弧真空室的弯转弧度能够满足束流轨道的要求，实际生产时，需要将薄壁直筒真空室弯曲成型，令薄壁直筒真空室具有一定精度的所需弧度，而在实际生产时，薄壁直筒真空室所需要的弧度往往难以成型，存在加工难度较高的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种矫形装置以及弯弧真空室的成型方法，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种矫形装置，包括：

整形外模，所述整形外模具有定型面；

挤压部件，所述挤压部件包括施压内模以及驱动组件，所述整形外模套设在所述施压内模的外部，所述整形外模与所述施压内模之间形成供加工件通过的矫形间隙；所述驱动组件用于挤压所述施压内模，以使所述施压内模形变并顶动所述加工件紧压在所述定型面上产生形变。

所述的矫形装置，优选地，所述挤压部件还包括主动模以及被动模，所述施压内模位于所述主动模与所述被动模之间；

所述驱动组件驱使所述主动模与所述被动模挤压所述施压内模。

所述的矫形装置，优选地，所述驱动组件包括：

拉杆，所述拉杆的一端穿设所述被动模以及所述施压内模，所述拉杆的端部与所述主动模连接；

套筒，所述套筒的一端与所述被动模抵接；以及

驱动件，所述驱动件驱动所述拉杆相对所述套筒进行轴向移动。

所述的矫形装置，优选地，所述驱动件包括液压油缸，所述液压油缸与所述拉杆传动连接。

所述的矫形装置，优选地，所述套筒的端部设置有第一垫片，所述被动模的一侧设置有第二垫片；

所述第一垫片与所述第二垫片呈球形凹凸式配合设置。

所述的矫形装置，优选地，所述施压内模穿设有活动螺栓，所述活动螺栓的两端分别与所述主动模以及所述被动模活动连接。

所述的矫形装置，优选地，所述整形外模包括上半模以及下半模，所述上半模与所述下半模可拆卸连接。

本发明还提供了一种弯弧真空室的成型方法，基于上述方案中所述的矫形装置而进行，包括以下步骤：

将管体装入到所述整形外模与所述施压内模之间形成的矫形间隙当中；

操控所述驱动组件挤压所述施压内模，以使所述施压内模形变并顶动所述管体紧压在所述整形外模的定型面上产生形变，重复此过程，直至将所述管体从一端形变成型至另一端。

所述的弯弧真空室的成型方法，优选地：

还包括将加强筋间隔焊接到所述管体的外部，相邻所述加强筋之间形成供所述整形外模装入的间距的步骤。

所述的弯弧真空室的成型方法，优选地：

所述管体卷曲成与所述矫形间隙相匹配的形状

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

与现有技术相对比，应用本矫形装置时，先行将加工件装入到矫形间隙中，随后操控驱动组件，驱动组件开始挤压施压内模。施压内模受到挤压时，整体受力形变，驱动组件的挤压力逐渐增大时，施压内模在形变的过程中逐渐顶动管体，直至将管体紧压在整形外模的定型面上，管体在施压内模与整形外模的挤压下实现定型、矫形，其整体的操作极为简单，与现有技术相对比，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点。

附图说明

图1为本发明一实施例中矫形装置的具体结构示意图；

图2是本发明一实施例中管体的内部结构示意图；

图3是本发明一实施例中整形外模的具体结构示意图；

图4是本发明一实施例中拉杆的具体结构示意图。

图中各标记如下：

1、管体；

2、整形外模；21、上半模；22、下半模；23、螺栓；24、定型面；

3、挤压部件；31、主动模；32、被动模；33、施压内模；34、拉杆；35、套筒；36、第二垫片；37、第一垫片；38、活动螺栓；39、驱动件；391、输出轴；392、液压油缸。

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，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

薄壁弯弧真空室是同步加速器的核心部件，其中，管体中弯弧外壳的弧度是影响加速器设备的关键参数之一。为了保证弯弧真空室的弯转弧度能够满足束流轨道的要求，实际生产时，需要将薄壁直筒真空室弯曲成型，薄壁直筒真空室所需要的弧度往往难以成型，存在加工难度较高的问题。针对上述技术问题，本发明提供一种矫形装置以及弯弧真空室的成型方法，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点，下面结合具体实例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1以及图2所示，本发明所涉及一种矫形装置，包括整形外模2以及挤压部件3，其中，整形外模2具有定型面24，挤压部件3包括驱动组件和施压内模33，整形外模2套设在施压内模33的外部，整形外模2与施压内模33之间形成供加工件通过的矫形间隙。驱动组件用于挤压施压内模33，以使施压内模33形变并顶动加工件紧压在定型面24上产生形变。

需要说明的是，在该实施例中，加工件整体为管体1，本矫形装置整体应用于同步加速器中薄壁弯弧真空室的矫形加工。在实际加工操作时，管体1装入到矫形间隙当中，其中，施压内模33位于管体1的内部，整形外模2套设在管体1的外部，且整形外模2套设在施压内模33外部的对应设置。另外，定型面24以及施压内模33的形状以及弧度设置与加工件所需要达到的定型要求相关，故在设计定型面24以及施压内模33时，需要根据加工件的定型要求配对设计。

示例性地，应用本矫形装置时，先行将加工件装入到矫形间隙中，随后操控驱动组件，驱动组件开始挤压施压内模33。施压内模33受到挤压时，整体受力形变，驱动组件的挤压力逐渐增大时，施压内模33在形变的过程中逐渐顶动管体1，直至将管体1紧压在整形外模2的定型面24上，管体1在施压内模33与整形外模2的挤压下实现定型、矫形，其整体的操作极为简单，与现有技术相对比，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点。

在该实施例中，施压内模33整体为弹性材料，其应用材料不受限制，仅需实现施压内模33受到挤压时，施压内模33能够产生形变顶压加工件即可。具体的是，在该实施例中，施压内模33材料优选为聚氨酯介质，聚氨酯介质具有强度高、耐磨以及吸震等材料特性，促使施压内模33能够具备较高的加工稳定性，能够从根本上提高本矫形装置的加工良品率。

参照图3以及图4所示，在一实施例中，对挤压部件3作出进一步的细化，挤压部件3包括主动模31以及被动模32，施压内模33位于主动模31与被动模32之间，驱动组件驱使主动模31与被动模32挤压施压内模33。

实际工作时，主动模31以及被动模32在驱动组件的驱使下对施压内模33进行挤压，其中在该实施例中，主动模31以及被动模32整体呈环形板状设置，驱动组件挤压时促使主动模31与被动模32沿管体1的轴向方向相互靠近，如此实现对施压内模33的挤压。

需要说明的是，驱动组件的整体结构在此不作进一步的限定，驱动组件主要用于实现对主动模31以及被动模32的夹紧，其夹紧的实现可以为同时对主动模31以及被动模32进行施力挤压，亦可以为限制被动模32对主动模31进行施力挤压，亦可以为限制主动模31对被动模32进行施力挤压，其最终能够实现主动模31与被动模32的相对移动即可，在此不作进一步的限定。

在该实施例中，优选的是，驱动组件包括拉杆34、套筒35以及驱动件39，其中，拉杆34的一端穿设被动模32以及施压内模33，拉杆34的端部与主动模31固定连接。套筒35的一端与被动模32抵接，驱动件39驱动拉杆34相对套筒35进行轴向移动。

示例性地，驱动件39启动时，驱动件39驱动拉杆34沿着管体1的轴向进行移动，驱动件39驱动拉杆34带动主动模31向靠近被动模32的方向移动时，因套筒35的一端与被动模32相抵接，故被动模32与套筒35相对应拉杆34均处于静止状态，被动模32被套筒35限制移动，故主动模31的移动将与被动模32相配合对施压内模33实现挤压的效果，最终实现对管体1的定型、矫形效果。

需要说明的是，驱动件39可以为电机配上滚珠丝杆形成直线传动运动，亦可以为液压油缸392或伸缩气缸，具体的是，在该实施例中，驱动件39包括液压油缸392，液压油缸392的输出轴391与拉杆34传动连接，输出轴391的伸缩移动将同步带动拉杆34移动。

在该实施例中，为了优化套筒35与被动模32的接触稳定性，套筒35的端部设置有第一垫片37，被动模32的一侧设置有第二垫片36，第一垫片37与第二垫片36呈球形凹凸式配合设置。第一垫片37与第二垫片36的设置，除了能够优化套筒35与被动模32的接触稳定性，还能优化套筒35与被动模32之间的受力磨损，对零部件起到保护的作用。

施压内模33穿设有活动螺栓38，活动螺栓38的两端分别与主动模31以及被动模32活动连接。在该实施例中，主动模31、施压内模33以及被动模32三者为活动连接，矫形装置整体处于闲置状态时，能够避免三者的结构关系过于松动，不仅便于产品的日常收纳，同时，活动连接还能够起到初步定位的效果，在使用的过程中，以便于加工件快速装入到矫形间隙当中。

在一实施例中，整形外模2包括上半模21以及下半模22，上半模21与下半模22可拆卸连接，具体的是，上半模21与下半模22通过螺栓23进行可拆卸连接。整形外模2的分体式设置能够便于对管体1进行安装，在安装整形外模2时，不再需要将整形外模2从管体1的一端穿入，只需将上半模21、下半模22分体式套设在管体1上，随后通过螺栓23即可完成安装。

本发明还提供了一种弯弧真空室的成型方法，其基于上述方案提及的矫形装置而进行，包括以下步骤：

步骤1、将管体1装入到整形外模2与施压内模33之间形成的矫形间隙当中；

步骤2、操控驱动组件挤压施压内模33，以使施压内模33形变并顶动管体1紧压在整形外模2的定型面24上产生形变；

步骤3、重复步骤2，直至将管体1从一端形变成型至另一端。

管体1在施压内模33与整形外模2的挤压下实现定型、矫形，其整体的操作极为简单，与现有技术相对比，具有成型方式较为稳定，且加工效率较高的优点。在本发明一个优选的实施例中，管体1的厚度优选为0.3mm，管体1的横截面形状由束流截面决定，可以为椭圆、跑道形等。

更优的是，在一实施例中，在步骤1前，将加强筋间隔焊接到管体1的外部，相邻加强筋之间形成供整形外模2装入的间距。加强筋的厚度优选为4mm，相邻加强筋之间的间距优选为25mm。

需要说明的是，在加速器中薄壁弯弧真空室的矫形加工中，管体1的矫形完成后，还需要在管体1的外部间隔焊接加强筋，在焊接时，管体1需要在真空炉中进行钎焊，但是，管体1在高温中进行加工时，管体1本身极容易产生较大的热塑性形变，为了解决该形变问题，在该实施例中，在步骤1前，将加强筋间隔焊接到管体1的外部，相邻加强筋之间形成供整形外模2装入的间距。

加强筋焊接结束后，再行进行管体1的矫形工序，矫形时，将整形外模2安装在相邻加强筋形成的间距之中，如此的加工方式能够极为提高加速器中薄壁弯弧真空室的矫形稳定性，大大优化了加工生产的良品率。

更优的是，在该实施例中，在步骤1前，先行将管体1卷曲成与矫形间隙相匹配的形状，以便后续矫形装置的安装，随后再续焊接加强筋，最后重复步骤2，直至将管体1从一端形变成型至另一端。至此，薄壁弯弧真空室的矫形工序结束，其整体能够在维持产品高度良品率的同时，还能具有较高的工作效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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精神和范围。

Claims (10)

1.一种矫形装置，其特征在于，包括：

整形外模，所述整形外模具有定型面；

挤压部件，所述挤压部件包括施压内模以及驱动组件，所述整形外模套设在所述施压内模的外部，所述整形外模与所述施压内模之间形成供加工件通过的矫形间隙；所述驱动组件用于挤压所述施压内模，以使所述施压内模形变并顶动所述加工件紧压在所述定型面上产生形变。

2.根据权利要求1所述的矫形装置，其特征在于，所述挤压部件还包括主动模以及被动模，所述施压内模位于所述主动模与所述被动模之间；

所述驱动组件驱使所述主动模与所述被动模挤压所述施压内模。

3.根据权利要求2所述的矫形装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

拉杆，所述拉杆的一端穿设所述被动模以及所述施压内模，所述拉杆的端部与所述主动模连接；

套筒，所述套筒的一端与所述被动模抵接；以及

驱动件，所述驱动件驱动所述拉杆相对所述套筒进行轴向移动。

4.根据权利要求3所述的矫形装置，其特征在于，所述驱动件包括液压油缸，所述液压油缸与所述拉杆传动连接。

5.根据权利要求3所述的矫形装置，其特征在于，所述套筒的端部设置有第一垫片，所述被动模的一侧设置有第二垫片；

所述第一垫片与所述第二垫片呈球形凹凸式配合设置。

6.根据权利要求2或3所述的矫形装置，其特征在于，所述施压内模穿设有活动螺栓，所述活动螺栓的两端分别与所述主动模以及所述被动模活动连接。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的矫形装置，其特征在于，所述整形外模包括上半模以及下半模，所述上半模与所述下半模可拆卸连接。

8.一种弯弧真空室的成型方法，其特征在于，基于权利要求1-7中任一项所述的矫形装置而进行，包括以下步骤：

将管体装入到所述整形外模与所述施压内模之间形成的矫形间隙当中；

操控所述驱动组件挤压所述施压内模，以使所述施压内模形变并顶动所述管体紧压在所述整形外模的定型面上产生形变，重复此过程，直至将所述管体从一端形变成型至另一端。

9.根据权利要求8所述的弯弧真空室的成型方法，其特征在于：

还包括将加强筋间隔焊接到所述管体的外部，相邻所述加强筋之间形成供所述整形外模装入的间距的步骤。

10.根据权利要求8所述的弯弧真空室的成型方法，其特征在于：

所述管体卷曲成与所述矫形间隙相匹配的形状。

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