反向曲线变径壳体冲压成型工艺及模具设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Stamping Molding Process andMould Design of Reverse Curve Variable Diameter ShellLu Bofu，Lu YangAbstract：Reverse CHVe variable diameter shell of pressure vessel heat exchanger for petrochemical industry hasbeen moulded according to general head press method but the product was unqualified.Therefore，the paper has sum-marized vessel variable diameter shell manufacturing process of our enterprise，and illustrated stamping molding proce-dure，blanking calculation launching and mould design of reverse curve variable diameter shel in detail.

Key words：reverse curve variable diameter shel；stamping technology；launching into blanking calculation；stamping mould在石油化工压力容器设备换热器中的变径壳体较为常见，多用于扩容部位以满足化工工艺要求，其结构形式有折边锥壳、无折边锥壳和反向曲线变径壳体。对于反向曲线变径段壳体若按-般封头冲压方法加工成型，其产品质量难以保证。

为此，本文在总结本企业制造容器变径壳体的基础上，对反向曲线的变径壳体冲压成型工艺及模具设计加以论述。

1 反向曲线变径壳体冲压工艺选择图1是反向曲线变径壳体图。根据反向曲线变径壳体几何形状，必须采取两次冲压成型法。

即先热压成型翻边内孔，而后再冲压成型翻边外圆～坯料二次加热冲压，从而使零件全部得到成型加工。现以 D 800/600×12合金钢 16MnR壳体变径段为例说明成型工艺过程。

1.1 反向曲线变径壳体内孔翻边冲压将钢板坯料加热到950-1 100oC，正放于翻边冲压下模具上，固定压边圈装置，开动液压机使上模向下移动加力，翻边成型零件的汹直径，退料。完成冲压成型工作。

收稿13期：2012-11-0542图 1 反向曲线变径段壳体图Figure 1 Drawing of reverse curvevariable diameter shell section1.2 反向曲线变径壳体外圆冲压成型将钢板坯料二次加热到950-1 100℃，正放于翻边冲压下模具上，开动液压机使上模向下移动加力，翻边成型零件的大口直径，退料。完成冲压成型工作。

2 反向曲线变径壳体展开下料计算2.1 下料零件采用大口向内翻边，汹向外翻边的冲压方法制做。坯料下成圆环板平板料即可。

2.2 壳体展开下料内外圆直径计算根据等面积展开原理，取零件壁厚度中性层作为算料尺寸基准，而且由于相应两段中性层圆弧的公切点连线为零件高度的中线，其尺寸为中 《中国重型装备》CHNA HEAVY EQUPMENTNo.3September 2013径d 。下面分别推导反向曲线变径壳体下料展开内外圆直径 d D 。

2.2.1 变径壳体大端展开直径计算arcc。s H1式中，H 是变径壳体曲面高度，H ：全高-2h184 mm； 。是曲面半径中值，R 106 mm。

图2是反向曲线变径壳体展开计算图，变径壳体大端曲线方程建立：令 。 -r则有第-段大径端曲线方程式为：Y-Yo r2y：厢 y：d 曲面微分：。 耵r曲面积分：2叫rF。2盯r arcsin手r rcos30 Dnrarcsin r rcos30o -r詈Figure 2 Calculating coordinate graph of reversecun e variable diameter shell large end spread因，FQF。 D -d ；而且 F。

D1rh0则有展开直径：D √ 8xrcos30。D-2r-4h。D1式中，D是大端中性层直径，D公称内径 板厚度 812 mm；d 是壳体中径值，d 0.5D d S712 mm；r是圆弧中性层半径，按中性层计算，rR6106 mm；h0是直边高度，h030m m 。

2.2.2 反向曲线变径壳体小端展开直径计算图3为壳体小端展开计算坐标图。

设曲线方程 2y-Yo r ，y。 ；y-厢 y。，dx d ；. ， rdx丽 丽 r-x r-xdFQ2ryds2，r曲面积分：F。2盯fo 3 -r 孵Yr/d： 2耵r挈 。s30。

8rrcos30。d詈4h。d2式中，d是变径壳体小端中性层直径，d公称内径 板厚度 612 mm；dz712 mm，h30 mm；r106 mm。由公式2得 d 489.5 nlm。

3 冲压工艺计算及模具设计3.1 拉深系数的计算大端拉深系数 m。：m l Dn -o.82；式中，D 是变径段大端公称直径 D 800 mm；D是大端展开直径，D 974 mm。

/J、端 妻 0815；式中，d。是变径段小端公称直径 d。600 mm；d是小端展开直径，d 489.5 mm。

43No.3September 201 3《中国重型装备》CHNA HEAVY EQUPMENT图3 反向曲线变径壳体小端展开计算坐标图Figure 3 Calculating coordinate graph of reversecurve variable diameter shell little end spread3.2 毛坯相对厚度的计算1大端拉深相对厚度 u 1， 赤% %1·232>1·1可以-次成型，而且不用压边圈。

2小端拉深相对厚度 u，f 1，，u2 % % ·453>1·l可以-次成型，而且不用压边圈。

3.3 冲压模具的冲头直径设计大小端的冲压收缩比相同为0.65%。

D 大D 16.5%805枷 mmD 、D 16.5%604-0.5 mil该模具冲头可用椭遭头模具代永?纺诰独?纺诰