一种工件内缩口加工模具及其加工方法技术

本发明专利技术提供了一种工件内缩口加工模具及其加工方法，将工件固定在夹具上，对工件加工端电加热，加热的同时旋转工件，使工件与内缩口加工模具接触并相对运动，产生摩擦加热，对加工端进行挤压内翻边，同时对加工端进行整形，内缩口加工模具为硬质材料，同时工件旋转线速度为2‑15m/s，挤压压力为5‑150千克/㎡。采用该方法加工工件，采用这个速度与这个压力配合能最优的产生摩擦热，有效的节约能耗，有效的提高了工件加工效率和质量，有效的避免了加工时工件扭曲折弯，使工件内缩口一体成型，工件的端部增厚，有效的降低了工件端部的脱落或裂缝的出现而影响气密性和安全，提高了工件的应用范围，可以针对不同的工件进行生产。

A Processing Die for Internal Shrinkage of Workpiece and Its Processing Method

【技术实现步骤摘要】
一种工件内缩口加工模具及其加工方法
本专利技术涉及缩口加工
，特别是一种工件内缩口加工模具及其加工方法。
技术介绍
随机械密封是一种旋转机械的轴封装置。比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置，压力容器封头便是水泵在生产时进行机械密封的重要组件，压力容器封头在生产时常常需要用到缩口机对其进行缩口处理，以便其更紧密的安装在水泵上，传统的缩口机没有设置计数功能，不能够对已经锁扣的压力容器封头数量进行统计，往往需要人工计数统计，统计的效率低下且结果容易出错。一般的压力容器封头的缩口成型采用的方法是旋压，旋压成型易造成缩口的圆度低(即呈椭圆形)，给后期的压力容器装配带来困难。另外，旋压的成型效率低。有研究者尝试了利用模具实现压力容器封头的缩口成型，模具结构形式有两种，分为无支撑结构或者刚性支撑结构。无支撑结构模具在成形时易发生封头周向的失稳(起皱)。采用刚性支撑结构时，能够避免周向失稳，但支撑件与缩口模之间的间隙难于调节均匀，在成形时易发生纵向的金属堆积而不能成型。申请号为201710359644.3公开了一种缩口加工方法及其所使用的缩口模具和应用，缩口加工方法是先通过夹具固定住管材，再通过夹具旋转管材和加热管材端部，将管材端部加热至接近或达到塑性变形后，缩口模具前部接触到管材端部后，管材端部从缩口模具前部向尾部移动，缩口模具对管材端部进行挤压成型。管材通过缩口加工方法制成压力容器。所述缩口模具是在基体上设有横向部、圆弧部、支撑部和纵向部，横向部与纵向部之间设有圆弧部，支撑部与圆弧部之间为横向部。本专利技术具有加工方法简单快速，能加工出不同形状的缩口端，缩口端一致性好，缩口端轴向向外增厚或缩口端轴向向内增厚，加工方法和缩口模具能工业化应用。该方法在加工过程中，工件加热温度、旋转速度以及旋转挤压力度很难掌握，加热温度过高加工时工件容易出现扭曲折弯，能源损耗过高，温度过低或过高影响工件内翻边效果、加工效率和加工质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于节约能耗、加工效率和质量高，内缩口一体成型、结实牢固和便于承受高压的内缩口加工模具及其加工方法。本专利技术的技术方案是：一种工件内缩口加工方法，将工件固定在夹具上，对工件加工端电加热，加热的同时旋转工件，使工件与内缩口加工模具接触并相对运动，产生摩擦加热，对加工端进行挤压内翻边，同时对加工端进行整形，所述内缩口加工模具为硬质材料，同时工件旋转线速度为2-15m/s，挤压压力为5-150千克/㎡。硬质材料为耐摩擦的材料，如碳钢、铬钢和硬质合金等，便于给工件提供稳定的挤压力度和使工件平稳的移动，避免工价在旋转过程中因受力不均匀发生扭曲折弯。优选地，所述工件旋转线速度为2-10m/s。更优地，所述工件旋转线速度为2-6m/s。最佳地，所述工件旋转线速度为2.5m/s。优选地，挤压压力为10-50千克/㎡，更优地，所述挤压压力为30千克/㎡。采用这个速度与这个压力配合能最优的产生摩擦热。进一步，所述对整形后的工件进行通孔内凹口成型，然后对工件进行丝攻定型。进一步，所述工件为压力容器或管件，压力容器包括窦性气体罐、燃气罐、液压罐、存储罐、压力瓶和灭火器，管件包括钢管、合金管、致裂管和铜管。一种采用上述工件内缩口加工方法使用的内缩口加工模具，包括模具本体和用于内翻边挤压的缩口部，模具本体上设有安装部，缩口部包括横向部、纵向部和圆弧部，纵向部位于横向部的上端面，圆弧部位于纵向部与横向部之间，纵向部和横向部均为平板。进一步，圆弧部呈r角，r角从内缩口加工模具前端向尾部逐步增大，工件相对向内缩口加工模具尾部移动，工件与纵向部和横向部的点接触，逐步转变为与圆弧部、纵向部和横向部的面接触，使工件端部向内缩口并增厚。进一步，所述r角为1-100°；优选地，r角为3-50°；更优地，r角为3-15°。进一步，所述模具本体上设有通孔刀，通孔刀前端呈圆锥形，通孔刀与模具本体之间设有加强部。进一步，所述纵向部与横向部垂直，纵向部的前端面与模具本体的横向中心轴线成角度R，纵向部右端与模具本体之间的距离为L。进一步，所述角度R为1-89°；优选地，R角为3-50°；更优地，R角为5-20°；最佳地，R角为12°。进一步，所述圆弧部内设有阶梯，阶梯包括左端面、右端面和圆弧刃，圆弧刃位于左端面与右端面之间，相邻两阶梯之间为凹槽。进一步，所述左端面坡度小于右端面坡度。本专利技术具有如下特点：1、采用该方法加工工件，工件旋转线速度为2-15m/s，挤压压力为5-150千克/㎡，采用这个速度与这个压力配合能最优的产生摩擦热，有效的节约能耗，同时使工件加工效率和质量最佳，有效的避免了加工时工件扭曲折弯；当旋转速度过低时加工时间过长，影响加工效率，当旋转速度过高时，容易使工件温度过高而使工件发生扭曲折弯；当挤压压力过小时，影响工件内凹口内翻边的效果和效率，当挤压压力过大时，容易造成内翻边的增厚效果不均匀、工件扭曲。2、采用该方法加工工件缩口，便于提高工件加工效率，同时能够提高工件的密封效果和承压能力，使工件内缩口一体成型，工件的端部增厚，有效的降低了工件端部的脱落或裂缝的出现而影响气密性和安全，提高了工件的应用范围，可以针对不同的工件进行生产，如窦性气体罐、燃气罐、液压罐、存储罐、压力瓶、灭火器、钢管、合金管、致裂管和铜管等等，便于实现工业化批量生产，采用此方式加工出的缩口还能够应用于密封结构上，还可以应用在管道连接和压力容器上。3、内缩口加工模具上的横向部和纵向部均为平板，在加工过程中便于对工件加工端外周进行整形和厚度的均匀性，避免因表面不平整而影响工件表面的平整或者厚度的均匀度，有利于工件挤压内翻边的效果。4、阶梯或者凸起的设置，当管材的端部处在阶梯左端面时，管材自转对管材端部形成挤压，驱使加热后能塑性变形的管材端部向管材内部进行翻边，当管材端部通过圆弧刃时，圆弧刃对管材端部起到挤压刮边进一步的提高内翻边的效果，当管材从圆弧刃移动到右端面时，因圆弧刃与右端面之间的高度差，更进一步的使管材端部向内进行翻边，有效的提高了内翻边增厚的效果。5、通孔刀前端锥形的设置，有效的解决工件内凹口的加工的技术难题，同时有效的提高了工件与外界连接件的连接强度，便于工件气密性的提高。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。附图说明图1—为内缩口加工模具结构示意图；图2—为图1中圆弧部结构示意图；1—安装部，2—模具本体，3—纵向部，4—圆弧部，5—横向部，6—通孔刀，7—加强部，8—左端面，9—右端面，10—圆弧刃，11—凹槽。具体实施方式如图1-2所示：一种工件内缩口加工方法，将工件固定在夹具上，对工件加工端电加热，加热温度的范围为500-1800℃，加热的同时旋转工件，使工件与内缩口加工模具接触并相对运动，产生摩擦加热，对加工端进行挤压内翻边，同时对加工端进行整形，所述内缩口加工模具为硬质材料，同时工件旋转线速度为2-15m/s，挤压压力为5-150千克/㎡,对整形后的工件进行通孔内凹口成型，然后对工件进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件内缩口加工方法，将工件固定在夹具上，对工件加工端电加热，加热的同时旋转工件，使工件与内缩口加工模具接触并相对运动，产生摩擦加热，对加工端进行挤压内翻边，同时对加工端进行整形，其特征在于：所述内缩口加工模具为硬质材料，同时工件旋转线速度为2‑15m/s，挤压压力为5‑150千克/㎡。

【技术特征摘要】
1.一种工件内缩口加工方法，将工件固定在夹具上，对工件加工端电加热，加热的同时旋转工件，使工件与内缩口加工模具接触并相对运动，产生摩擦加热，对加工端进行挤压内翻边，同时对加工端进行整形，其特征在于：所述内缩口加工模具为硬质材料，同时工件旋转线速度为2-15m/s，挤压压力为5-150千克/㎡。2.根据权利要求1所述的工件内缩口加工方法，其特征在于：所述工件旋转线速度为2-10m/s。3.根据权利要求1所述的工件内缩口加工方法，其特征在于：所述工件旋转线速度为2.5m/s。4.根据权利要求1所述的工件内缩口加工方法，其特征在于：所述挤压压力为30千克/㎡。5.根据权利要求1所述的工件内缩口加工方法，其特征在于：所述对整形后的工件进行通孔内凹口成型，然后对工件进行丝攻定型。6.根据权利要求1-5任一项所述的工件内缩口加工方法，其特征在于：所述工件为压力容器或管件，压力容器包括窦性气体罐、燃气罐、液压罐、存储罐、压力瓶和灭火器，管件包括钢管、合金管、致裂管和铜管。7.一种采用权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远军，郭玉君，
申请(专利权)人：远军热能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43