[发明专利]一种钢质无缝气瓶冷旋用模具及处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢质无缝气瓶生产加工领域，尤其涉及一种钢质无缝气瓶 冷旋用模具及处理工艺。

背景技术

近年来，受全球经济环境的影响，高压气瓶产业受到前所未有的冲击。 随着国内改革创新的深入以及国家产业政策的鼓励，传统的高压气瓶逐渐 向高端高质量高要求方向发展，在国际高端市场仍有一定的发展空间。

现针对高端客户及市场的要求，开发出钢质无缝气瓶的冷旋工艺，通 过冷旋工艺制造的高压气瓶，内外表面非常光滑，几乎无缺陷，且产品的 壁厚偏差，重量以及产品的圆度、直线度等方面都有很大的改善，产品质 量有了质的飞跃，为开拓高端市场提供了强有力的保障。

冷旋工艺过程较复杂，且对模具的要求较高，特别是对芯棒的要求， 即要有较高的表面强度以保证冷旋时瓶坯的内表面质量，又要有一定的芯 部强度而防止在冷旋时断裂，而往往高强度的模具具有较差的韧性，容易 开裂，特别是在受力较大的部位或是应力集中部位，而芯棒是保证冷旋产 品质量好坏的最重要模具，也是成本最高的模具。

如图1和图2所示，现有的模具结构由用于瓶坯的内表面冷旋加工的芯 棒1以及用于芯棒1与驱动设备安装的连接件5组成，其中芯棒1与连接件5 通过10-M12的螺栓固定连接，连接件5直接与设备通过法兰连接。由于芯 棒本身的重量，以及工作应力的综合作用，致使芯棒在螺纹连接处容易产 生开裂而导致芯棒失效；同时，由于芯棒为整体加工热处理，表面硬度高， 开裂后根本无法机加修复，只能报废处理，成本大大提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，为进一步提升产品的竞争力，降低产品 的制造成本，针对钢质无缝气瓶的冷旋制造工艺，提供了一种钢质无缝气 瓶冷旋用模具及处理工艺，以达到提高使用寿命，降低制造成本的目的。

为达到较好的表面硬度，同时兼有较好的韧性，芯棒材料通常选用高 合金钢C12MoV，但传统芯棒也因为强度高(表面硬度达到HRC60以上)， 结构简单，在冷旋过程中受力复杂，使得芯棒在与设备的连接处容易产生 应力开裂，报废率高，寿命短且不能返修，导致制造成本高，工人拆装模 具的劳动强度也增大。

针对传统芯棒的缺点，开发出独特的采用局部退火工艺制造加工的芯 棒并对其连接结构进行改进，通过验证，不仅一次性使用寿命提高3倍以 上，成本降低，效率提高，而且容易返修，能实现多次的反复利用。

本发明的具体技术方案如下：

一种钢质无缝气瓶冷旋用模具，包括伸入瓶坯内以加工内表面的芯 棒、以及连接在芯棒端部的连接组件；

所述的连接组件包括与驱动设备安装的连接件，以及位于连接件和芯 棒之间的对接接头；

所述对接接头的一端面与所述芯棒之间设有配位销钉和紧固螺栓，所 述对接接头的另一端面间隙配合插入所述连接件内；

所述连接件上还设有抱紧在对接接头外以保持对接接头与连接件紧 固的抱箍。

现有芯棒的连接采用10-M12的螺栓直接法兰盘连接；在实际使用过 程中，连接螺栓受到芯棒的重力及冷旋时旋轮的压力，冷旋过程中旋转的 扭力，以及冷旋后瓶坯退模时的推力作用，10-M12的螺栓根本无法承受， 螺栓常有拉断、弯曲、松动的现象，也导致芯棒从连接孔处开裂、断裂， 还影响产品的冷旋质量，导致冷旋后的瓶坯出现弯曲，壁薄等不合格现象。

本发明中，配位销钉和紧固螺栓同时承担旋转扭力，增强芯棒在旋转 的抗扭矩作用；抱箍的压紧力保证了瓶坯在退模时芯棒不会松动，而对接 接头与连接件的精确配合，也更加提高了芯棒的抗弯曲能力。

优选的，所述的连接件为法兰盘，该法兰盘的端面设有适应对接接头 插入的轴孔，且与对接接头的配合间隙控制在0.05MM以内。

优选的，所述抱箍通过螺栓固定在连接件的端面，且对接接头的外壁 具有与抱箍抵压的环边。

本发明中通过抱箍保持连接件和对接接头的锁紧固定，使两者在设备 的驱动下同步转动；进一步的，可使法兰盘端面的轴孔和对接接头键槽配 合，保持两者在周向固定；抱箍用于连接件和对接接头的轴向固定。

作为优选的，所述芯棒的端面设有内腔，所述对接接头的端面设有伸 入所述内腔中的凸环，内腔与凸环配合用于两者的连接对位。

作为优选的，所述芯棒与对接接头连接一端的旋转跳动控制在 0.05mm以内，所述芯棒另一端的旋转跳动控制在0.30mm以内。