專利名稱：沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法
專利說明本發(fā)明涉及一種沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，屬于高壓容器的制造技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的用金屬坯制作鋼瓶管體的工藝加工過程是將金屬坯加熱，放入沖孔 水壓機凹模中，用沖桿把金屬坯中心沖一個不通的圓沉孔形成沖孔坯，沖孔坯外表面也成 圓形，再立刻將沖孔坯放入拔伸機受料臺，拔伸機的頂桿插入沖孔坯內(nèi)，在沖孔坯前梁安裝 有拔伸模架和卸料裝置，其上面可安放多道環(huán)模架和輥模架，帶沖孔坯的頂桿在主水缸的 推動下，使沖孔坯快速通過環(huán)模架和輥模架，對高溫的沖孔坯進(jìn)行多道次軸向拔伸軋制，從 而加工出端部封頭的鋼瓶管體，管體的內(nèi)徑由頂桿外徑確定，外徑和壁厚由環(huán)模和輥模確 定，安裝在環(huán)模架和輥模架后面的卸料裝置閉合，頂桿在主水缸的拉動下回退將成型的鋼 瓶管體從頂桿上脫出，完成鋼瓶管體加工。但是，此工藝方式加工的鋼瓶管體壁厚不均(如 Φ 267mm壁厚5. 8mm的鋼瓶，壁厚差達(dá)到2. 5mm)、內(nèi)外表面粗糙度差，直接影響鋼瓶管體的 加工質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾 偏方法，將沖孔拔伸熱加工出的管體壁厚不均的鋼瓶毛坯(1)再進(jìn)行旋壓糾偏冷加工，在 旋壓糾偏過程中對毛坯壁厚偏差進(jìn)行糾正，從而提高鋼瓶內(nèi)外圓表面質(zhì)量及壁厚精度。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法如圖1所示，其特征在于鋼瓶毛坯 (1)套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2)上，芯棒(2)安裝在主軸(7)上，主軸(7)安裝 在主軸箱(8)中，旋壓輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定座(4)上，圖 示共分布了六個旋壓輪(3)，也可是均勻分布其它數(shù)量的旋壓輪數(shù)，旋壓輪(3)可以以自身 回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，并能承受旋壓糾偏時的軸向力和徑向力。當(dāng)旋壓輪(3)接觸到鋼瓶毛坯(1) 右部后旋壓糾偏開始，旋壓糾偏過程中，在軋制中心線方向鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)與旋壓 輪(3)旋壓輪固定座(4)組件作相對運動，形成旋壓糾偏過程中的進(jìn)給運動，可以采用以下 形式實現(xiàn)鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)軸向固定，旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件移動；旋 壓輪⑶旋壓輪固定座⑷組件固定，鋼瓶毛坯⑴和芯棒⑵軸向移動；鋼瓶毛坯⑴和 芯棒(2)與旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件同時都動并作相對運動。在軋制中心線圓周方向上(圖IM-M向視圖)鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)與旋壓輪 (3)旋壓輪固定座(4)組件作相對旋轉(zhuǎn)運動，形成旋壓糾偏過程中的旋壓運動，可以采用以 下形式實現(xiàn)鋼瓶毛坯(1)在內(nèi)部芯棒(2)帶動下主動旋轉(zhuǎn)，旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4) 組件不轉(zhuǎn)；鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)不轉(zhuǎn)，旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件主動旋轉(zhuǎn)。旋壓輪(3)在鋼瓶毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動，在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的軋制壓力下，利用金屬的可塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將鋼瓶毛坯(1)冷加工成 旋壓糾偏出的管壁(5)，當(dāng)將鋼瓶毛坯(1)不均勻的壁厚全部旋壓糾偏成旋壓糾偏出的管 壁(5)后，出料桿(6)將壁厚均勻的鋼瓶從芯棒(2)中頂出，完成對鋼瓶毛坯⑴旋壓糾偏 加工全過程。如圖IM-M向視圖所示，以軋制線為中心并與六個(多個)旋壓輪外切的圓決定旋 壓糾偏出的管壁(5)的外徑，旋壓糾偏出的管壁(5)的內(nèi)徑是由芯棒(2)的外徑?jīng)Q定的，并 且旋壓糾偏過程中能使內(nèi)外徑同心，提高鋼瓶管體壁厚精度。芯棒⑵的外徑和六個(多 個)旋壓輪外切的圓的同心度是由設(shè)備、工具加工精度和安裝精度來保證的，如Φ271Χ8πιπι 壁厚差達(dá)到2. 5mm鋼瓶毛坯(1)經(jīng)旋壓加工后，可加工成Φ 267X5. 8mm的鋼瓶，壁厚差可控 制在0. 5mm以內(nèi)，另外鋼瓶毛坯(1)經(jīng)旋壓加工后產(chǎn)品性能顯著提高，在旋壓之后材料的組 織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能均發(fā)生變化，晶粒度細(xì)小并形成具有纖維狀的特征；強度、屈服強度和硬 度都有提高，強度提高60% 90%;鋼瓶內(nèi)外表面粗糙度Ra值減小。在達(dá)到相同性能的情 況下，經(jīng)旋壓糾偏的鋼瓶重量減輕了，對于CNG車載氣瓶來說，氣瓶重量降低具有顯著的意 義，并且減少了鋼瓶材料的消耗。如圖5為圖1所示變形區(qū)域I部的局部放大圖，從圖中可看出，旋壓輪(3)在鋼瓶 毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動，在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的軋制壓力下，利用金屬的可 塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將鋼瓶毛坯⑴冷加工成旋壓糾偏出的管壁(5)。本發(fā)明沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法的優(yōu)點是鋼瓶毛坯(1)經(jīng)旋壓糾偏加工后，成品鋼瓶壁厚差可控制在0. 5mm以內(nèi)；材料的組織結(jié)構(gòu)與 力學(xué)性能均發(fā)生變化，晶粒度細(xì)小并形成具有纖維狀的特征，產(chǎn)品性能顯著提高；強度、屈 服強度和硬度都有提高，強度提高60 % 90 % ；鋼瓶內(nèi)外表面粗糙度Ra值減小。在達(dá)到相 同性能的情況下，經(jīng)旋壓糾偏的鋼瓶重量減輕了，減少了鋼瓶材料的消耗，對于CNG車載氣 瓶來說，氣瓶重量降低具有顯著的意義，同樣性能的氣瓶重量越低售價反而越高。


圖1是本發(fā)明所述沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法示意圖；圖2是本發(fā)明所述沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏實施例1示意圖；圖3是本發(fā)明所述沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏實施例2示意圖；圖4是本發(fā)明所述沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏實施例3示意圖；圖5是圖1所示變形區(qū)域I部的局部放大圖。圖中，1為鋼瓶毛坯(1)，2為芯棒(2)，3為旋壓輪(3)，4為旋壓輪固定座(4)，5為 旋壓糾偏出的管壁(5)，6為出料桿(6)，7為主軸(7)，8為主軸箱(8)，9為旋壓座(9)。
具體實施例方式本發(fā)明實施例1如圖2所示，鋼瓶毛坯(1)套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2) 上，芯棒(2)安裝在主軸(7)上，主軸(7)安裝在固定的主軸箱(8)中，并可帶作鋼瓶毛坯 (1)進(jìn)行主動旋轉(zhuǎn)，主軸(7)只能旋轉(zhuǎn)，在軸向方向受主軸箱(8)內(nèi)軸承定位并能承受旋壓 糾偏加工時的軸向力。旋壓輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定座(4) 上，圖示共分布了六個旋壓輪(3)，也可是均勻分布其它數(shù)量的旋壓輪數(shù)，旋壓輪(3)可以
4以自身回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，并能承受旋壓糾偏時的軸向力和徑向力。旋壓輪(3)旋壓輪固定座
(4)組件可以在軋制中心線方向作旋壓糾偏進(jìn)給運動。在軋制中心線圓周方向上(圖2M-M向視圖)旋壓輪固定座(4)不旋轉(zhuǎn)，芯棒(2)帶作鋼瓶毛坯(1)旋轉(zhuǎn)，形成旋壓糾偏過程中 的旋壓運動。當(dāng)旋壓輪(3)接觸到旋轉(zhuǎn)的鋼瓶毛坯(1)右部后旋壓糾偏開始。旋壓輪(3) 在鋼瓶毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動，在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的軋制壓力下，利用金 屬的可塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將鋼瓶毛坯⑴旋壓糾偏成旋壓糾偏出的管壁
(5)，當(dāng)將鋼瓶毛坯(1)不均勻的壁厚全部旋壓成旋壓糾偏出的管壁(5)后，出料桿(6)將 壁厚均勻的鋼瓶從芯棒(2)中頂出，完成對鋼瓶毛坯(1)旋壓加工全過程。本發(fā)明實施例2如圖3所示，鋼瓶毛坯(1)套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2) 上，芯棒(2)安裝在主軸(7)上，主軸(7)安裝在可軸向移動的主軸箱(8)中，主軸(7)可帶 作鋼瓶毛坯(1)進(jìn)行主動旋轉(zhuǎn)，主軸(7)只能旋轉(zhuǎn)，在軸向方向受主軸箱(8)內(nèi)軸承定位并 能承受旋壓加工時的軸向力。旋壓輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定 座(4)上，圖示共分布了六個旋壓輪(3)，也可是均勻分布其它數(shù)量的旋壓輪數(shù)，旋壓輪(3) 可以以自身回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，并能承受旋壓時的軸向力和徑向力。旋壓輪固定座(4)是固定 不動的，在軋制中心線圓周方向上(圖3M-M向視圖)，芯棒⑵帶作鋼瓶毛坯⑴旋轉(zhuǎn)，形 成旋壓糾偏過程中的旋壓運動。主軸箱(8)帶作芯棒(2)和鋼瓶毛坯(1)作軸向運動，形 成旋壓糾偏過程中的進(jìn)給運動。當(dāng)旋壓輪(3)接觸到旋轉(zhuǎn)的鋼瓶毛坯(1)右部后旋壓糾偏 開始。旋壓輪⑶在鋼瓶毛坯⑴外表面作相對轉(zhuǎn)動，在旋壓輪(3)和芯棒⑵外表面的軋 制壓力下，利用金屬的可塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將鋼瓶毛坯(1)冷加工成旋壓 糾偏出的管壁(5)，當(dāng)將鋼瓶毛坯(1)不均勻的壁厚全部旋壓成旋壓糾偏出的管壁(5)后， 出料桿(6)將壁厚均勻的鋼瓶從芯棒(2)中頂出，完成對鋼瓶毛坯(1)旋壓加工全過程。本發(fā)明實施例3如圖4所示，鋼瓶毛坯⑴套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2) 上，芯棒(2)安裝在主軸(7)上，主軸(7)固定安裝在可軸向移動的主軸箱(8)上，主軸(7) 芯棒(2)不能旋轉(zhuǎn)，主軸箱(8)可以帶作芯棒(2)和鋼瓶毛坯(1)作軸向運動，形成旋壓糾 偏過程中的進(jìn)給運動。旋壓輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定座(4) 上，而旋壓輪固定座(4)又安裝在旋壓座(9)中，旋壓輪固定座(4)可在旋壓座(9)中以軋 制中心線為中心旋轉(zhuǎn)，而旋壓座(9)是固定的，圖示共分布了六個旋壓輪(3)，也可是均勻 分布其它數(shù)量的旋壓輪數(shù)，旋壓輪(3)可以以自身回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，并能承受旋壓糾偏時的 軸向力和徑向力。在軋制中心線圓周方向上(圖4M-M向視圖)，旋壓輪固定座(4)帶作旋 壓輪(3)繞軋制中心線旋轉(zhuǎn)，形成旋壓糾偏過程中的旋壓運動。當(dāng)旋壓輪(3)接觸到直線運 動的鋼瓶毛坯(1)右部后旋壓糾偏開始。旋壓輪(3)在鋼瓶毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動， 在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的軋制壓力下，利用金屬的可塑性，由點到線，由線到面軸 向逐點將鋼瓶毛坯(1)冷加工成旋壓糾偏出的管壁(5)，當(dāng)將鋼瓶毛坯(1)不均勻的壁厚全 部旋壓成旋壓糾偏出的管壁(5)后，出料桿(6)將壁厚均勻的鋼瓶從芯棒(2)中頂出，完成 對鋼瓶毛坯(1)旋壓加工全過程。盡管本發(fā)明根據(jù)三個實施例加以圖示和描述，目的是通過文字和圖示來進(jìn)行解 釋，而不在于限定權(quán)利要求的保護(hù)范圍。說明書所述具體實施方式
上的各種變化，對于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的，并處于權(quán)利要求及其等同技術(shù)的保護(hù)范圍內(nèi)，任何不 脫離本發(fā)明權(quán)利要求的變更、修改均屬于本發(fā)明保護(hù)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于鋼瓶毛坯(1)套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2)上，芯棒(2)安裝在主軸(7)上，主軸(7)安裝在主軸箱(8)中，旋壓輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定座(4)上，當(dāng)旋壓輪(3)接觸到鋼瓶毛坯(1)右部后旋壓糾偏開始，旋壓糾偏過程中，在軋制中心線方向鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)與旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件作相對運動，形成旋壓糾偏過程中的進(jìn)給運動，在軋制中心線圓周方向上鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)與旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件作相對旋轉(zhuǎn)運動，形成旋壓糾偏過程中的旋壓運動，旋壓輪(3)在鋼瓶毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動，在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的軋制壓力下，利用金屬的可塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將鋼瓶毛坯(1)加工成旋壓糾偏出的管壁(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于所述的旋壓 輪(3)以軋制中心線為中心均勻分布安裝在旋壓輪固定座(4)上，其均勻分布數(shù)量可以是 六個旋壓輪(3)，也可是均勻分布其它數(shù)量的旋壓輪數(shù)，旋壓輪(3)可以以自身回轉(zhuǎn)中心旋 轉(zhuǎn)，并能承受旋壓糾偏時的軸向力和徑向力。
3.按權(quán)利要求1所述的沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于所述的以軋 制線為中心并與多個旋壓輪外切的圓決定旋壓糾偏出的管壁(5)的外徑的，旋壓糾偏出的 管壁(5)的內(nèi)徑是由芯棒(2)的外徑?jīng)Q定，并且旋壓糾偏過程中能使內(nèi)外徑同心，提高鋼瓶 管體壁厚精度。
4.按權(quán)利要求1所述的沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于所述旋壓糾 偏過程中的進(jìn)給運動，，可以采用以下形式實現(xiàn)鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)軸向固定，旋壓輪 (3)旋壓輪固定座(4)組件移動；旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件固定，鋼瓶毛坯(1)和 芯棒(2)軸向移動；鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)與旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件同時都 動并作相對運動。
5.按權(quán)利要求1所述的沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于所述的旋壓 糾偏過程中的旋壓運動，可以采用以下形式實現(xiàn)鋼瓶毛坯(1)在內(nèi)部芯棒(2)帶動下主動 旋轉(zhuǎn)，旋壓輪(3)旋壓輪固定座(4)組件不轉(zhuǎn)；鋼瓶毛坯(1)和芯棒(2)不轉(zhuǎn)，旋壓輪(3) 旋壓輪固定座(4)組件主動旋轉(zhuǎn)。
6.按權(quán)利要求1所述的沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，其特征在于所述的鋼瓶 毛坯(1)不均勻的壁厚全部旋壓糾偏成旋壓糾偏出的管壁(5)后，出料桿(6)將壁厚均勻 的鋼瓶從芯棒(2)中頂出，完成對鋼瓶毛坯(1)旋壓糾偏加工全過程。
全文摘要
本發(fā)明是沖孔拔伸鋼瓶管體壁厚旋壓糾偏方法，屬于高壓容器的制造技術(shù)。其特征是將沖孔拔伸熱加工出的管體壁厚不均的鋼瓶毛坯(1)套穿在內(nèi)部旋壓糾偏變形工具芯棒(2)上，旋壓輪(3)在鋼瓶毛坯(1)外表面作相對轉(zhuǎn)動旋壓和軸向進(jìn)給，在旋壓輪(3)和芯棒(2)外表面的旋壓糾偏壓力下，利用金屬的可塑性，由點到線，由線到面軸向逐點將沖孔拔伸鋼瓶毛坯(1)冷加工成旋壓糾偏出的管壁(5)，在旋壓糾偏過程中對沖孔拔伸鋼瓶毛坯(1)壁厚偏差進(jìn)行糾正，從而提高鋼瓶壁厚精度和內(nèi)外圓表面質(zhì)量。
文檔編號B21D51/24GK101954422SQ201010100028
公開日2011年1月26日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者周建燦, 張余斌, 戴頂峰, 楊學(xué)鋒, 葛建星, 馬夏康 申請人:浙江金盾壓力容器有限公司