一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺制造技术

本发明专利技术公开一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，包括以下步骤：步骤一、选择初始毛坯，初始毛坯包括瓶体预成型区和固接在瓶体预成型区两端的瓶口预成型区；步骤二、将瓶体预成型区的外径旋压；步骤三、安装成型模具，使用推头和拉头分别对两瓶口预成型区进行推压和拉拔，使瓶口预成型区沿径向向内收缩形成中间工件；中间工件的外径统一，并且中间工件的两端瓶口处壁厚大于瓶体处壁厚；步骤四、将中间工件两端瓶口处收口，形成薄壁气瓶内胆。本发明专利技术可实现薄壁气瓶内胆的整体加工，在保证瓶体薄壁的同时，实现瓶口的增厚，可降低因疲劳而导致气体泄露的风险，提高瓶口的承载能力。提高瓶口的承载能力。提高瓶口的承载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺


[0001]本专利技术属于气瓶成形
，具体涉及一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺。

技术介绍

[0002]薄壁金属气瓶内胆要求瓶体薄来减轻重量，而两端瓶口处因为存在气瓶圆弧过渡区应力大，同时瓶口处需要满足螺纹的强度，因此在瓶口处需要加厚。传统的制作方式是将瓶体与瓶口、封头处进行焊接，但从压力爆破实验和现场应用情况发现焊接接头处容易产生疲劳而导致气体泄漏。
[0003]现有的冲压和收口旋压技术可实现内胆的整体成形，并实现瓶口增厚，但是在保证瓶体薄壁的情况下，经过收口旋压从而达到瓶口增厚却难以实现，所以亟待寻求可解决上述问题的整体加工方式。
[0004]为此，提出一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，包括以下步骤：
[0007]步骤一、选择初始毛坯，初始毛坯包括瓶体预成型区和固接在瓶体预成型区两端的瓶口预成型区；
[0008]步骤二、将瓶体预成型区的外径减薄；
[0009]步骤三、安装成型模具，使用推头和拉头分别对两瓶口预成型区进行推压和拉拔，使瓶口预成型区沿径向向内收缩形成中间工件；中间工件的外径统一，并且中间工件的两端瓶口处壁厚大于瓶体处壁厚；
[0010]步骤四、将中间工件两端瓶口处收口，形成薄壁气瓶内胆。
[0011]优选的，所述步骤四中，进行收口处理时，使用回转夹具夹持中间工件的一端，使用定型面摩擦块抵靠在中间工件的一端瓶口处外侧壁上，并根据缩径量调整定型面摩擦块上表面与中间工件瓶口处外壁底部的间距；
[0012]回转夹具带动中间工件转动，同时定型面摩擦块旋转90
°
，使中间工件的一端瓶口处收口成形；
[0013]将中间工件两端的瓶口调换位置，重复以上步骤，将中间工件的另一端瓶口处收口成形，形成薄壁气瓶内胆。
[0014]优选的，所述步骤四中，回转夹具带动中间工件绕回转夹具的轴线转动；设定定型面摩擦块沿回转中心线旋转90
°
；回转中心线与回转夹具的轴线、定型面摩擦块的上下表面均垂直设置，并且回转中心线靠近中间工件的瓶体处设置。
[0015]优选的，所述步骤三中，推头包括卡盘，卡盘上周向等间距设有若干卡爪；将成型
模具安装在瓶体预成型区，若干卡爪抵接在一个瓶口预成型区的端部，拉头夹持另一个瓶口预成型区的外壁，若干卡爪进行推压，拉头进行拉拔，若干卡爪在推压过程中同时径向收缩，始终与瓶口预成型区的端面保持接触；靠近卡爪的瓶口预成型区在若干卡爪的推压下穿过成型模具的内壁，使得瓶口预成型区沿径向向内收缩；
[0016]将两瓶口预成型区调换位置，重复以上步骤，使另一个瓶口预成型区沿径向向内收缩，形成中间工件。
[0017]优选的，所述步骤三中，成型模具包括两相对设置的卡块，两卡块相对的端面上开设有卡槽，两卡槽合围形成筒型夹持槽；安装成型模具时，将两卡块固定套设在瓶体预成型区外；
[0018]若干卡爪进行推压时，瓶口预成型区外壁与筒型夹持槽接触后受到挤压，使得瓶口预成型区沿径向向内收缩。
[0019]优选的，所述步骤二中，将初始毛坯套装在芯棒上，将旋压压头置于瓶体预成型区的一端，并调整初始下压减薄量；
[0020]旋压压头沿自身轴线旋转的同时围绕芯棒的外壁旋转，并且同步沿着芯棒的轴线方向移动，对瓶体预成型区的外径进行旋压减薄；
[0021]径向调节旋压压头与瓶体预成型区外壁的间距，对下压减薄量进行调整，旋压压头作往返运动，经过若干道次旋压减薄使瓶体预成型区外径减薄至成品尺寸，旋压减薄后瓶体预成型区和瓶口预成型区的内径统一，瓶口预成型区的壁厚大于瓶体预成型区的壁厚。
[0022]优选的，所述步骤二中，瓶体预成型区的外径旋压减薄后，对瓶口预成型区进行热处理，便于金属塑形变形。
[0023]优选的，所述步骤三中，卡爪的推压速度为0.3
‑
0.7mm/s，拉头的拉拔速度为0.3
‑
0.7mm/s。
[0024]优选的，所述步骤二中，旋压压头每道次的减薄率为8
‑
15％，旋压压头沿着芯棒的轴线方向的移动速度为3
‑
4mm/s，旋压压头围绕芯棒的外壁旋转速度为80
‑
120r/min。
[0025]优选的，所述步骤三中，筒型夹持槽的两端设有圆弧过渡段。
[0026]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术将初始毛坯的瓶体预成型区外径进行减薄，使瓶体预成型区和瓶口预成型区的内径统一，而瓶口预成型区仍然保留初始壁厚，便于瓶口预成型区在后续加工时，达到所需壁厚的要求；然后对瓶口预成型区进行推压和拉拔，使瓶口预成型区沿径向向内收缩，形成中间工件，中间工件的外径统一，并且中间工件的两端瓶口处壁厚大于瓶体处壁厚；最后对中间工件的瓶口进行收口旋压，形成薄壁气瓶内胆，整个过程实现了薄壁气瓶内胆的整体加工，并且在保证瓶体薄壁的同时，实现瓶口增厚的目的；本专利技术可降低瓶体与瓶口区因疲劳而导致气体泄露的风险，提高瓶口的承载能力；并且本专利技术的工艺简单、工艺难度低、耗时短，易于推广。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术中初始毛坯的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术对瓶体预成型区进行旋压减薄的三维示意图；
[0030]图3为本专利技术对瓶体预成型区进行初始旋压的剖视图；
[0031]图4为本专利技术对瓶体预成型区进行旋压后的剖视图；
[0032]图5为本专利技术中瓶口预成型区进行推压拉拔的三维示意图；
[0033]图6为本专利技术中成型模具的结构示意图；
[0034]图7为本专利技术的瓶口预成型区进行推压拉拔前的安装示意图；
[0035]图8为本专利技术的瓶口预成型区进行推压拉拔后的安装示意图；
[0036]图9为本专利技术中中间工件的结构示意图；
[0037]图10为本专利技术进行收口旋压的三维示意图；
[0038]图11为本专利技术进行收口旋压的俯视剖视图；
[0039]图12为本专利技术中定型面摩擦块旋转90
°
后的结构示意图；
[0040]图13为本专利技术的薄壁气瓶内胆的结构示意图；
[0041]其中1、初始毛坯；2、瓶体预成型区；3、瓶口预成型区；4、回转夹具；5、定型面摩擦块；6、卡盘；7、卡爪；8、拉头；9、筒型夹持槽；10、圆弧过渡段；11、芯棒；12、旋压压头；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、选择初始毛坯(1)，初始毛坯(1)包括瓶体预成型区(2)和固接在瓶体预成型区(2)两端的瓶口预成型区(3)；步骤二、将瓶体预成型区(2)的外径减薄；步骤三、安装成型模具，使用推头和拉头(8)分别对两瓶口预成型区(3)进行推压和拉拔，使瓶口预成型区(3)沿径向向内收缩形成中间工件(14)；中间工件(14)的外径统一，并且中间工件(14)的两端瓶口处壁厚大于瓶体处壁厚；步骤四、将中间工件(14)两端瓶口处收口，形成薄壁气瓶内胆。2.根据权利要求1所述的薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，其特征在于：所述步骤四中，进行收口处理时，使用回转夹具(4)夹持中间工件(14)的一端，使用定型面摩擦块(5)抵靠在中间工件(14)的一端瓶口处外侧壁上，并根据缩径量调整定型面摩擦块(5)上表面与中间工件(14)瓶口处外壁底部的间距；回转夹具(4)带动中间工件(14)转动，同时定型面摩擦块(5)旋转90
°
，使中间工件(14)的一端瓶口处收口成形；将中间工件(14)两端的瓶口调换位置，重复以上步骤，将中间工件(14)的另一端瓶口处收口成形，形成薄壁气瓶内胆。3.根据权利要求2所述的薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，其特征在于：所述步骤四中，回转夹具(4)带动中间工件(14)绕回转夹具(4)的轴线转动；设定定型面摩擦块(5)沿回转中心线(13)旋转90
°
；回转中心线(13)与回转夹具(4)的轴线、定型面摩擦块(5)的上下表面均垂直设置，并且回转中心线(13)靠近中间工件(14)的瓶体处设置。4.根据权利要求1所述的薄壁气瓶内胆的整体成形工艺，其特征在于：所述步骤三中，推头包括卡盘(6)，卡盘(6)上周向等间距设有若干卡爪(7)；将成型模具安装在瓶体预成型区(2)，若干卡爪(7)抵接在一个瓶口预成型区(3)的端部，拉头(8)夹持另一个瓶口预成型区(3)的外壁，若干卡爪(7)进行推压，拉头(8)进行拉拔，若干卡爪(7)在推压过程中同时径向收缩，始终与瓶口预成型区(3)的端面保持接触；靠近卡爪(7)的瓶口预成型区(3)在若干卡爪(7)的推压下穿过成型模具的内壁，使得瓶口预成型区(3)沿径向向内收缩；将两瓶口预成型区(3)调换位置，重复...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春江，田旺，王琛，许镱巍，白峭峰，梁建国，韩贺永，赵宁，李绍禄，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：