[发明专利]一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺

说明书

一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺，装置包括固定于渐进成形设备上的下垫板，下垫板的四个角连接有四个导柱，导柱上套有上压板，上压板和下垫板之间设置有换热器压板，换热器压板和下垫板之间夹紧圆形坯料，圆形坯料通过工具头成形衬环；工具头上端为夹持端，中部为翻边部分，下端为扩口部分；渐进成形设备主轴带动工具头轴向转动，同时按规划好的轨迹运动；工艺通过工具头的运动即可实现衬环两端法兰的整体成形，本发明装夹容易，结构简单，成形质量好。

技术领域

本发明属于先进成形技术领域，具体涉及一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺。

背景技术

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，板式换热器衬环是板式换热器上的重要零件。服役周期内，换热器板片需要定期清洗，但衬环无法拆卸、清洗困难，冷、热流体/气体进、出口的金属衬环希望服役于换热器整个生命周期。

目前板式换热器衬环多采用两端拼焊法兰边的方法制造，或者衬环一端法兰采用冲压等塑性方法加工，与板式换热器压板装配后另一端法兰采用焊接成形工艺。金属衬环法兰边的焊缝不但影响产品外观，而且在服役期间容易出现腐蚀，影响换热器的使用寿命，增加换热器的维护难度。中国专利(申请号201711119625.X)提出了一种带约束管轴压同步成形板式换热器衬环的方法，这种方法能通过凸模同时成形出衬环两端法兰，但成形过程中模具结构复杂，需要控制两端凸模同时运动，容易出现失稳、过度减薄等成形问题，过程控制难度大。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺，通过工具头的运动即可实现衬环两端法兰的整体成形，装夹容易，结构简单，成形质量好。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置，包括固定于渐进成形设备上的下垫板4，下垫板4的四个角连接有第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8，第一导柱5、第二导柱6、第三导柱7、第四导柱8上套有上压板2，上压板2和下垫板4之间设置有换热器压板3，换热器压板3和下垫板4之间夹紧圆形坯料100，圆形坯料100通过工具头1成形衬环。

所述的换热器压板3上设有四个供加工衬环的第一孔301、第二孔302、第三孔303、第四孔304。

所述的工具头1上端为夹持端101，夹持端101夹持在渐进成形设备主轴上；工具头1中部为翻边部分102，包括锥形型面和圆柱型面；工具头1下端为扩口部分103；渐进成形设备主轴带动工具头1轴向转动，同时按规划好的轨迹运动。

一种正反复合渐进成形衬环整体法兰工艺，包括以下步骤：

1)将带有预制孔的圆形坯料100和换热器压板3的第一孔301、第二302装配在一起，用上压板2，下垫板4进行固定；

2)工具头1移动到换热器压板3的第一孔301的下端；

3)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的翻边部分102锥形型面与圆形坯料100接触，逐渐将圆形坯料100向上翻起；

4)工具头1的翻边部分102圆柱型面与圆形坯料100接触，将圆形坯料100翻边的部分角度变为90°；

5)重复步骤3)、4)，直至完成圆形坯料100自由部分的翻边，形成下端法兰；

6)移动工具头1，使工具头1的扩口部分103位于圆形坯料100的上方；

7)工具头1沿自身轴线旋转，同时按规划好的轨迹运动，工具头1的扩口部分103与圆形坯料100翻边后的自由端接触，逐渐将自由端扩开，最终扩为90°，形成上端法兰，完成换热器起压板3的第一孔301衬环的加工；