一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法技术

本发明专利技术涉及机械装备制造行业，公开一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，设计支撑环；根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，根据分析结果对结构薄弱点进行优化。本发明专利技术提供的封头锻件通用热处理托盘的设计方法，设计的托盘能够满足开口尺寸相近封头锻件的使用需求，大大节约成本，同时可以缩短制造周期。

A Design Method of General Heat Treatment Pallet for Head Forging

The invention relates to mechanical equipment manufacturing industry, and discloses a design method of a general heat treatment tray for head forgings. The design method includes the following steps: classifying head forgings according to the caliber size of head forgings, and classifying head forgings with similar caliber into one group; determining the diameter of the support ring of heat treatment tray according to the basic size of a head forgings with similar caliber; Design support rings; determine the position of support points according to the overall shape characteristics and spherical radius of head forgings; design support inserts according to the position of support points, the spherical radius of head forgings, the diameter and shape of support rings; after the design of main support rings and support inserts of heat treatment pallets is completed, analyze their bearing capacity, and optimize the structural weak points according to the analysis results. Change. The design method of the universal heat treatment tray for head forgings provided by the invention can meet the use demand of head forgings with similar opening size, greatly save cost, and shorten the manufacturing cycle.

【技术实现步骤摘要】
一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法
本专利技术涉及机械装备制造行业，具体是一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法。
技术介绍
随着国家经济的快速发展，重型机械设备制造及能源开发利用对大型铸锻件的制造能力要求不断提高，很多设备部件所用锻件规格不断增大，性能要求也逐渐提升。同时，为提高设备的使用寿命，用户对关键主部件用锻件采取一体化的程度也在不断提高。其中，典型的球封头锻件如核电站核岛主设备用压力容器一体化下封头锻件，由原设计的下封头锻件及下封头锻件过渡段一体化而成。典型的椭球封头锻件如核电站核岛主设备用蒸汽发生器椭球封头锻件，由原设计椭球封头锻件盖和椭球封头锻件环一体化而成。两封头锻件一体化之前规格相对较小，原有的热处理方式基本上均能满足最终产品的理化性能要求。锻件组合一体化为封头锻件后，口径和深度加大，按常规方法热处理，其淬火冷却效果明显变差，将影响产品的最终理化性能。为改善该类封头锻件的热处理淬火冷却效果提高产品质量，通过模拟分析决定采取开口向上加内汲水装置的方式。但是，由于封头锻件外壁为球或椭球状无法直接进行高温状态装炉、起吊，为实现该类封头锻件高温状态开口向上装炉、起吊淬火的目的，必须设计一种热处理托盘。热处理托盘的形状取决于封头锻件开口尺寸和外壁形状，而不同封头锻件开口尺寸和外壁形状不尽相同，为不同封头锻件分别配备一件热处理托盘，从制造成本和生产周期上都很难实现。如果设计制造一种能够满足开口尺寸相近，可以起吊不同球半径封头锻件的热处理托盘，则可以大大节约成本，同时可以缩短制造周期。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，能够解决现有技术成本高以及周期长的问题。本专利技术是这样实现的，一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环；根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，然后根据分析结果对结构薄弱点进行优化。进一步的，所述支撑环和所述支撑镶块材料为耐热钢。进一步的，所述口径相近的封头锻件对应相同的通用热处理托盘，托盘的主体部分支撑环不变，附件支撑镶块进行调节。进一步的，所述支撑环采用梯形截面，以保证拆装支撑镶块方便，且便于淬火时冷却水流的畅通。进一步的，所述根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置时，支撑点不宜过于偏向封头锻件开口端，防止产生收口趋势。进一步的，所述根据支撑点的位置、支撑环的直径和形状设计支撑镶块时，支撑镶块需要将支撑环和封头锻件隔离开一定距离，同时不宜过厚，以方便水流的通畅。进一步的，根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环，具体为：对所述一类封头锻件的口径大小进行统计，以出现频次最多的封头锻件的口径大小作为参考数据设计所述支撑环的直径。本专利技术提供的封头锻件通用热处理托盘的设计方法，通过设计相近球径面能够相互使用的通用支撑环，以及拆卸更换的支撑镶块，使得组成的托盘能够满足开口尺寸相近的封头锻件的使用需求，可以起吊不同球半径封头锻件并进行热处理，可以大大节约成本，同时可以缩短制造周期。附图说明图1是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法的流程图；图2是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的结构示意图；图3是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的支撑环结构示意图；图4是本专利技术实施例中一种球封头锻件在热处理前的结构示意图；图5是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的支撑镶块结构示意图；图6是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘与球封头锻件配合的结构示意图；图7是本专利技术实施例中一种椭球封头锻件在热处理前的结构示意图；图8是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的另一种支撑镶块结构示意图；图9是本专利技术实施例中另一种封头锻件通用热处理托盘与椭球封头锻件配合的结构示意图。附图中：1、支撑环；2、支撑镶块I；3、球封头锻件；4、支撑镶块II；5、椭球封头锻件。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一如图1所示，图1是本专利技术实施例中一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法的流程图。在本专利技术实施例中，一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：步骤S101，根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类，设计一种通用的热处理托盘；步骤S102，根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环；步骤S103，根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；步骤S104，根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块：步骤S105，热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，然后根据分析结果对结构薄弱点进行优化。在本专利技术实施例中，支撑环直径较大，高温状态频繁使用容易发生变形，因此，在选材上尽量选用高温屈服强度较高的耐热钢，即所述支撑环和所述支撑镶块材料为耐热钢。在本专利技术实施例中，所述口径相近的封头锻件对应相同的通用热处理托盘，托盘的主体部分支撑环不变，附件支撑镶块进行调节。在本专利技术实施例中，由于支撑环和支撑镶块在使用时需要装配在一起，且需要在高温状态下经历承载保温，起吊淬火的过程，因此支撑环的设计需考虑到和支撑镶块拆装方便。本专利技术实施例中设计的支撑环采用梯形截面，一方面保证拆装支撑镶块方便，另一方面保证淬火时冷却水流的畅通。同时保证拆装支撑镶块方便，且便于淬火时冷却水流的畅通。在本专利技术实施例中，所述根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置时，支撑点偏向封头开口端，径向分力过大，易产生收口趋势，所以支撑点不宜过于偏向封头锻件开口端，防止产生收口趋势。另外，还需要结合封头的重量确定支撑点的个数。同时，支撑点还需均匀分布。进一步的，所述根据支撑点的位置、支撑环的直径和形状设计支撑镶块时，为保证封头热处理的淬火冷却效果，支撑镶块需要将支撑环和封头隔离开一定距离，同时为尽量减小支撑镶块对水流的影响，支撑镶块的厚度不宜过厚。另外，支撑镶块需要根据封头的形状进行更换，因此，设计支撑镶块时同样需要考虑方便安装和拆卸。进一步的，根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环，具体为：对所述一类封头锻件的口径大小进行统计，以出现频次最多的封头锻件的口径大小作为参考数据设计所述支撑环的直径。在本专利技术实施例中，封头锻件是指用以封闭容器端部使其内外介质隔离的元件，又称端盖。圆筒形容器的封头锻件一般都是回转壳体。按封头锻件表面的形状可分为凸形、锥形、平板形和组合形。凸形封头锻件是指外表面形状为凸面的封头锻件，如半球形、椭圆形、碟形和无折边球形封头锻件等。具体的，本专利技术实施例提供的托本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环；根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，然后根据分析结果对结构薄弱点进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环；根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，然后根据分析结果对结构薄弱点进行优化。2.如权利要求1所述的通用热处理托盘的设计方法，其特征在于，所述支撑环和所述支撑镶块材料为耐热钢。3.如权利要求1所述的热处理用通用热处理托盘的设计方法，其特征在于，所述口径相近的封头锻件对应相同的通用热处理托盘，托盘的主体部分支撑环不变，附件支撑镶块进行调节。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守江，王晓芳，游佳迪，程莉，
申请(专利权)人：上海电气上重铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31