一种蝶形封头冲旋成型装置及使用方法

技术领域

本发明涉及封头加工设备领域，尤其涉及一种蝶形封头冲旋成型装置及使用方法。

背景技术

随着石油化工和核电行业的迅速发展，大型压力容器的规格逐渐增大。作为大型压力容器关键件之一的封头属于大型厚壁件，其尺寸随压力容器规格的增大而增大，制造难度也随之增大。

蝶形封头是常用封头中的一种，通常通过冲压和旋压两种工艺进行加工制作。冲压是利用金属的塑性性能，板料在模具和成形设备的作用下进行冲压成形，从而产生不可逆转的塑性形变，冲压时冲压力和压边力对封头成形效果会产生一定的影响，成形过程中可能会引起褶皱、拱顶板材过薄等问题，所以冲压适合于直径规格较小，钢胚较厚的情况下使用；旋压通常是通过内外旋压辊对旋转的钢胚进行旋压塑型，所以适合于钢胚板材较薄的情况下使用，对于钢胚板材厚的封头加工较为困难，此为存在的问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种蝶形封头冲旋成型装置及使用方法，适用于板材较厚封头加工，以改进现存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种蝶形封头冲旋成型装置，包括底座和设置在底座上方的冲压机构，所述冲压机构正下方的底座上设有可升降的支撑座，所述支撑座上设有凹模，所述底座上设有2组滑轨，所述滑轨上设有可滑动的封头支撑旋转机构，所述封头支撑旋转机构包括3组支撑调整组件，3组支撑调整组件用于支撑、旋转钢胚，2组所述滑轨包括第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨固定在所述支撑座的前后两侧，所述第二滑轨固定在支撑座的右侧，3组支撑调整组件包括第一支撑调整组件、第二支撑调整组件和第三支撑调整组件，所述第一支撑调整组件和第二支撑调整组件设置在所述第一滑轨上，且两者相互对称，在第一滑轨上同步运动，所述第三支撑调整组件设置在所述第二滑轨上，封头支撑旋转机构夹持封头钢胚，滑动到冲压机构和凹模之间，中心定位后进行首次冲压，然后在支撑调整组件的位移、旋转、角度调整下进行后续的旋转冲压。

进一步优化地，还包括位置传感器的接收端和发射端，所述第一支撑调整组件一侧固定有一根支撑杆，所述接收端设置在支撑杆上，接收端位置可调且随第一支撑调整组件运动，所述发射端固定在支撑座上，垂直于第一滑轨。

进一步优化地，所述第二滑轨之间还设有可升降的支撑台。

进一步优化地，所述第一支撑组件包括滑动底座、升降气缸、定位杆、连接座、电机、滚轮和滚筒，所述滑动底座可滑动的设置在第一轨道上，所述升降气缸和所述定位杆固定在滑动底座上，所述连接座可上下滑动的设置定位杆上，所述连接座的一端与升降气缸的活塞杆相固定，所述电机固定在所述连接座的另一端，所述滚轮固定在所述电机的输出轴上，所述滚筒可转动的套设在所述定位杆上，且位于所述连接座的上方。

进一步优化地，所述第三支撑组件包括滑动架、角度调节架、滑块、第二滚轮、限位轮和两个调节气缸，所述滑动架滑动设置在所述第二滑轨上，所述角度调节架的一端与滑动架的一端相铰接，所述调节气缸分别铰接在滑动架的两侧，所述调节气缸的输出端铰接在角度调节架的两侧，所述滑块滑动设置在角度调节架上，所述第二滚轮和限位轮设置在滑块上。

进一步优化地，所述限位轮为异型轮，所述第二滚轮和限位轮相垂直。

进一步优化地，所述滚轮、第二滚轮和限位轮上均设有耐磨橡胶层。

进一步优化地，a、支撑台升起，与滚轮等高，吊起钢胚放置在滚轮和支撑台上，然后第三支撑调整组件位移，滚轮和限位轮顶紧钢胚，支撑台落下；b、根据钢胚的直径规格调整位置传感器的接收端，使接收端与钢胚圆心的连线垂直于第一滑轨；c、3组支撑调整组件同步向支撑座位移，当位置传感器的接收端接收到发射端的信号时停止，此时冲压机构和凹模正对钢胚的圆心处；d、支撑座升起，凹模顶住钢胚，冲压机构进行首次冲压，冲压后第三支撑调整组件略微松开钢胚；e、角度调节架升起一定角度，3组支撑调整组件带动钢胚向右位移一个凹模半径的距离，第一支撑调整组件和第二支撑调整组件上的滚轮略微升起并转动钢胚，然后滚轮将钢胚落下，冲压机构再进行冲压，接着重复转动钢胚多次冲压；f、角度调节架升高角度，重复步骤e，直至冲压到钢胚边缘，形成蝶形封头。

本发明的有益效果是：

封头支撑旋转机构夹持封头钢胚，滑动到冲压机构和凹模之间，中心定位后进行首次冲压，然后在支撑调整组件的位移、旋转、角度调整下进行后续从内向外的旋转冲压，加工精度高，可适用于不同直径的、较厚的钢胚板材。

本装置设有支撑台配合吊装上料，上料时支撑台升起，钢胚放置在第一支撑调整组件、第二支撑调整组件和支撑台上，然后第三支撑调整组件位移顶紧钢胚，不需要人工辅助，安全可靠，便于实现自动化。

使用本设备前先根据钢胚直径规格调整位置传感器接收端的位置，使其与顶紧后的钢胚圆心平行，传感器接收端随钢胚和3组支撑调整组件位移同步位移，传感器放射端位于支撑座上，当接收端接收到放射端信号停止位移时，钢胚正好位于冲压机构的正下方，然后对中心进行首次冲压，不用人工对心，对心更准确，使加工精度更高。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图一。

图2为图1中A处的放大示意图。

图3为本发明立体结构示意图二。

图4为本发明立体结构示意图三。

图5为本发明的俯视图。

图6为本发明的主视图。

图7为本发明首次冲压时的示意图。

图中：

1、底座；11、支撑台；2、冲压机构；3、第一滑轨；4、支撑座；41、凹模；5、第二滑轨；61、支撑杆；62、接收端；63、发射端；

7、第一支撑调整组件；71、滑动底座；72、升降气缸；73、连接座；74、滚筒；75、定位杆；76、电机；77、滚轮；8、第二支撑调整组件；

9、第二支撑调整组件；91、调节气缸；92、角度调节架；93、滑块；94、第二滚轮；95、限位轮；96、滑动架；

10、封头；101、钢胚。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图7所示，本发明提供了一种蝶形封头冲旋成型装置，包括底座1和设置在底座上方的冲压机构2，所述冲压机构2正下方的底座1上设有可升降的支撑座4，所述支撑座4上设有凹模41。所述底座1上设有2组滑轨，2组所述滑轨包括第一滑轨3和第二滑轨5，所述第一滑轨3固定在所述支撑座4的前后两侧，所述第二滑轨固定在支撑座4的右侧。

所述滑轨上设有可滑动的封头支撑旋转机构，所述封头支撑旋转机构包括3组支撑调整组件，3组支撑调整组件用于支撑、旋转钢胚，3组支撑调整组件包括第一支撑调整组件7、第二支撑调整组件8和第三支撑调整组件9，其中所述第一支撑调整组件7和第二支撑调整组件8设置在所述第一滑轨3上，且两者相互对称，在第一滑轨3上同步运动，所述第三支撑调整组件9设置在所述第二滑轨5上，封头支撑旋转机构夹持封头钢胚101，滑动到冲压机构2和凹模41之间，中心定位后进行首次冲压(如图7所示)，然后在支撑调整组件的位移、旋转、角度调整下进行后续从内向外的旋转冲压。

作为一种优选的实施方式，还包括位置传感器的接收端62和发射端63，所述第一支撑调整组件7一侧固定有一根支撑杆61，所述接收端62设置在支撑杆61上，接收端可以在支撑杆61上左右滑动调整，且能随第一支撑调整组件7运动，所述发射端63固定在支撑座4上，垂直于第一滑轨3。使用本设备前先根据钢胚直径规格调整位置接收端的位置，使其与顶紧后的钢胚圆心平行，3组支撑调整组件带动钢胚向左滑动，当接收端接收到放射端信号时停止位移，钢胚正好位于冲压机构的正下方，然后对中心进行首次冲压，不用人工对心，对心更准确，使加工精度更高。

作为一种优选的实施方式，所述第二滑轨5之间还设有可升降的支撑台11。放置钢胚前，第一支撑调整组件7和第二支撑调整组件8在支撑台11左侧，第三支撑调整组件9在支撑台右侧，支撑台先升起，与第一支撑调整组件7和第二支撑调整组件8的滚轮77等高，然后钢胚通过吊装或其他设备放置在支撑台11和滚轮77上，然后第三支撑调整组件9向左位移顶紧钢胚，支撑台11落下，三组支撑调整组件带动钢胚向左同步位移。

作为一种优选的实施方式，所述第一支撑组件包括滑动底座71、升降气缸72、定位杆75、连接座73、电机76、滚轮77和滚筒74，所述滑动底座71可滑动的设置在第一轨道3上，所述升降气缸72和所述定位杆75固定在滑动底座71上，所述连接座73可上下滑动的设置定位杆75上，所述连接座73的一端与升降气缸72的活塞杆相固定，所述电机76固定在所述连接座73的另一端，所述滚轮77固定在所述电机的输出轴上，所述滚筒74可转动的套设在所述定位杆75上，且位于所述连接座73的上方。在冲压时，连接座73上升，可将钢胚抬起，电机76工作，滚轮带动钢胚转动一定角度，然后连接座下降，将钢胚落在凹模上进行下一次冲压，其中滚筒起到对钢胚的限位作用，同时可以转动，避免定位柱摩擦影响钢胚转动。

作为一种优选的实施方式，所述第三支撑组件9包括滑动架96、角度调节架92、滑块93、第二滚轮94、限位轮95和两个调节气缸91，所述滑动架96滑动设置在所述第二滑轨5上，所述角度调节架92的一端与滑动架96的一端相铰接，所述调节气缸91分别铰接在滑动架96的两侧，所述调节气缸91的输出端铰接在角度调节架92的两侧，所述滑块93滑动设置在角度调节架92上，所述第二滚轮94和限位轮95设置在滑块上，第二滚轮为辅助轮，与第一支撑调整组件和第二支撑调整组件上的滚轮共同支撑钢胚，辅助钢胚转动，限位轮95防止钢胚滑动。在首次冲压后，钢胚向右位移一个凹模半径的距离，然后进行旋转冲压，然后再位移再旋转冲压，直至对钢胚边缘冲压完成，形成一个蝶形封头，其中在上述位移的过程中，角度调节架92逐渐调高角度，滑块93在角度调节架上慢慢滑动来适应封头10的角度变化。

作为一种优选的实施方式，所述限位轮95为异型轮，所述第二滚轮94和限位轮95相垂直。

作为一种优选的实施方式，所述滚轮77、第二滚轮94和限位轮95上均设有耐磨橡胶层，耐磨的同时防止转动钢胚时打滑，做到即动即止，响应迅速，使转动角度更加精确。

更具体的，本装置的使用方法及过程如下：

a、支撑台11升起，与滚轮77等高，吊起钢胚放置在滚轮和支撑台上，然后第三支撑调整组件向左位移，限位轮95配合滚轮顶紧钢胚，然后支撑台落下；

b、根据钢胚的直径规格调整传感器接收端62的位置，使接收端与钢胚圆心的连线垂直于第一滑轨，然后固定，这一步骤只需加工同一规格的第一个封头时调整一次；

c、3组支撑调整组件同步向支撑座4位移，当位置传感器的接收端接收到发射端的信号时停止，此时冲压机构2和凹模41正对钢胚的圆心处，如图7所示；

d、支撑座4升起，凹模顶住钢胚，冲压机构2进行首次冲压，冲压后第三支撑调整组件9略微松开钢胚；

e、角度调节架92升起一定角度，3组支撑调整组件带动钢胚向右位移一个凹模半径的距离，第一支撑调整组件7和第二支撑调整组件8上的滚轮77略微升起并转动钢胚，然后滚轮将钢胚落下，冲压机构再进行冲压，接着重复转动钢胚多次冲压；

f、角度调节架92升高角度，重复步骤e，直至冲压到钢胚边缘，形成蝶形封头101。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。