[发明专利]圆柱形金属工件渐薄刃的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在圆柱形金属工件上，例如杯状或管状工件，制作出渐薄刃的方法。

背景技术

许多应用领域里都需要把金属管或杯的边缘制作成很薄的渐薄刃。这些应用领域里，对被焊接或钎焊的工件厚度有要求，其材料厚度是坡度的，这非常重要。管状或杯状工件坡度的材料厚度使其可以通过钎焊、熔焊、焊接方式，和热膨胀系数不一致的其它零件连接起来，而不会导致封接部位机械应力过大。当工件壁厚在0.5mm以上时，获得坡度为0.1度到10度的坡度刃并不困难，但当工件壁厚只有0.02至0.5mm之间时，要获得非常精确的刃则很有挑战性。管状或杯状工件的椭圆度进一步加剧了这个困难，椭圆度能超过几个毫米。鉴于此，达到这样的渐薄刃需要一种特别的工艺。

现有制作方法有以下几种：

1、磨削。在需要处理的工件下端放置磨头，磨头有一定倾角。这种工艺的缺陷是沿圆周各处的厚度不太均匀。此外，磨削还会给工件施加一定的剪切力，所以难以实现极薄的刃部。

2、滚压法。将管状或杯状工件的边缘置于两个钢轮之间，由两钢轮施力进行滚压。由于管子在两个滚轮之间转动，可以得到渐薄的刃部。

3、数控车床车削。在数控车床上加工出渐薄的刃部比较容易，但在壁厚非常薄的管状或杯状工件上却很难实现，因为设备本身有误差，工件也有一定的椭圆度。同样，椭圆度会导致工件加工出来壁厚不均。如果后续还要对工件进行进一步渐薄，比如通过刻蚀的方法，则会出现较薄的区域过薄，而较厚的区域还不够薄的情况。壁厚过厚将会使得封接部位应力加大，有可能导致封接失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺，能在普通车床(机械式)、数控机床(CNC，Computer Numerical Control)或磨床上将杯状或管状工件边缘加工成渐薄的刃部。

本发明的技术方案如下：

一种圆柱形金属工件渐薄刃的制作方法，所述金属工件为管状或杯状，将金属工件套在带坡度的模具上，该模具至少将工件的待加工端涨紧，并将模具装到车床上，通过车床将管状或杯状工件的待加工端边缘加工出渐薄的刃。

上述管状或杯状的金属工件材质可以是不锈钢，如不锈钢304、321、316、304L或316L。该金属工件渐薄刃坡度在加工后为0.5度至20度之间。

上述渐薄刃的制作方法可用于加工边缘厚度在0.2mm至1mm范围内的杯状或管状金属工件。

用机械方式、汽缸或液压缸将杯状或管状工件推到非常精密的带坡度的模具上。这一步使杯状或管状工件边缘涨大，由此能减轻工件本身可能带有的椭圆度。在工件和带坡度的模具之间可以涂上油、石墨、特氟龙基的液体或油脂。

把工件推到模具上最好先将带坡度模具安装到车床上，或者也可以在模具没安装到车床上时，用液压或机械压力把工件推到模具上。

为提高模具在车床上安装位置的精度，可以用软爪装卡模具。在安装带坡度模具前，把软爪先用车床车到很高的精度，这样模具的跳动可以降低到1微米以内。

模具和工件安装到车床上后，将杯状或管状工件的边缘逐渐减到要求的厚度。这一步减薄可以用车削或者磨轮的方式。

这个新工艺能减轻管状、杯状或其它拉伸工件不圆引起的问题。操作者通过手柄控制中拖板，吃刀量设定在0.01-0.5mm之间。沿纵向进刀，进刀方向由左到右较好。

通过上述方法加工出渐薄刃的该金属工具可进行进一步加工，用于与玻璃管进行薄边封接。该封接中的玻璃管优选为硼硅玻璃。该封接中的玻璃管热膨胀系数在3.10^-6m/m至6.10^-6m/m之间。

本发明通过将管状或杯状工件的边缘用带坡度的模具撑开，从而能得到渐薄的刃。由于工件被模具涨紧，工件被加工得很薄而不会使边缘产生波纹状，同时，也使工件和模具之间装卡得很紧。本发明的加工工艺可以用非常精密的外径千分尺来测量管状或杯状工件渐薄坡度边缘的厚度以控制加工精度。

附图说明

图1是本发明方法加工出来的管状或杯状工件成品的剖面图，其中上面显示的是横剖面，下面显示的是纵剖面。

图2是模具、未加工工件和固定装置的剖面图，图中由上至下依次是模具、未加工工件和固定装置。

图3是现有技术对壁较厚的工件坡度减薄后的剖面图，其中上面显示的是横剖面，下面显示的是纵剖面。

图4是工件套在模具上，工件边缘被带坡度的模具涨紧的剖面图，图中所描述的是车床上的软爪、所述工件和模具等在加工前全部已经装到车床上。