某型复合板厚壁椭圆形封头整体一次冲压成形

2013-08-02许建华张家港化工机械股份有限公司

锻造与冲压 2013年12期

关键词：厚壁封头压制

文/许建华·张家港化工机械股份有限公司

文/许建华·张家港化工机械股份有限公司

目前，张家港化工为国内外压制直径最大、厚度最厚、一次成形标准椭圆封头，并获得许多宝贵经验。为此，有关方面组织相关专业技术人员对该封头的压制工艺、工装模具、温度控制等进行研究探索，并取得成功。

设备与材料

材料

SA516-70N＋SA240-304L、椭圆形封头主要参数及要求（见图1）、模具设计图（见图2）。

设备

(1)2.5万t油压机主要参数：主缸最大工作压力1.76万t；压边缸最大工作压力；0.74万t；顶出缸最大工作压力360t；设计最大工作压力320kg/cm2；四立柱左右间距8200mm；四立柱前后间距6000mm；活动横梁开启高度8100mm；活动工作台面9000mm×8100mm；双主缸有效行程4000mm；压边缸有效行程2800mm。

(2)台车式加热炉相关参数及配置：炉膛长9000mm；进深宽9200mm；高度3000mm；有效行程8500mm；天燃气燃烧；高速喷嘴；微机控制；全自动点火装置。

封头坯料尺寸

椭圆封头的冲压成形是一个坯料拉伸过程，通过压制拉伸塑性变形贴紧模具而成形，封头在小R处容易减薄，端口易增厚，其次中心边缘易减薄，为了保证设计要求的许用壁厚为（146+5）mm，由于产品直段部分增厚适当放大80mm容易成形，所以坯料尺寸厚度增加6mm，在计算产品表面积理论展开尺寸∶

图1 椭圆形封头主要参数及要求

图2 模具设计

因考虑封头在压制过程中，通过加热、拉伸、压制、减薄等因素，所以一般经验公式∶

再加加工余量80mm

展开下料直径φ=7600+80=7680mm

压制冲压力计算

正确地计算封头冲压力，是选择压力机设备能力和模具设计强度必需基本参数及要求。但是影响封头冲压力大小的因素甚多，例如∶坯料在各种温度下的机械性能，在冲压时都在起变化，冲压时的压力与模具间隙有很大关系，模具表面光洁度、下模入口角R大小等各种参数以及操作的原因等等。

压制成形

在压封头之前准备工作比较多，设备完好包括行车、起吊工具、加热炉、压机液压电器系统，模具定位靠山、上下模具间隙，上模润滑剂等一切就绪完好才能进行操作。

φ6100×152＋6复合板封头笫一件压制从炉门打开到压制脱模用7min，其中压制冲压过程3min，根据红外线测温仪测量，成形脱模终压温度855℃，冲压力14MPa、6250t。第二件用6.5min，冲压力13MPa、6000t不到，终压温度860℃。

这次压制成形后的2件封头几何尺寸完全符合技术要求，成形形状良好，表面光滑，成形后封头最小厚度146.3mm，减薄量5%左右。封头端口156mm增厚4mm，封头椭圆度最大10mm，质量要求完全符合我国封头标准和ASME标准。

冲压力（P）计算

其中：1/k=Db/D中=7860/6258=1.23

μ-摩擦系数

2007年淮河大水期间，温家宝总理亲临濛洼蓄洪区慰问，给当地群众极大的精神鼓励。洪水过后，有关部门按照《蓄滞洪区运用补偿暂行办法》的规定，迅速开展了损失登记、核查及补偿资金的发放工作。在补偿工作中，各级政府坚持公开、公正、公平的原则，做到补偿政策和标准、损失财产实物量、分户损失价值、分户补偿金额等“四公示”。2007年淮河大水影响人口67.5万人，共计发放补偿资金4.65亿元，既保证了行蓄洪顺利实施，又使群众的利益得到了保护。

k-拉伸系数

S-坯料厚度

Db-坯料直径

D中-封头中径

950°C时，σb=50.89MPa×0.101972≈5.19kg/mm2

900°C时，P=1.23×3.14×6258×158（7860/6258-1）×7.58≈7237t

950°C时，P=1.23×3.14×6258×158（7860/6258-1）×5.19≈4955t

从计算结果中可以看出，在压制封头过程中，板料出炉温度在900～950°C变化时，经计算封头压制冲压力为4955～7237t之间。理论计算的冲压力比实际操作的压制冲压力一般要大20%左右。