[发明专利]一种大型壳体支管法兰一体化复合渐进成形装置及工艺

说明书

一种大型壳体支管法兰一体化复合渐进成形装置及工艺，装置包括机架、工作台和对称工具头系统，工作台安装在机架上，工作台上连接有对称工具头系统；工艺是通过对称工具头系统实现了多对工具头的同步运动，实现了筒形件支管法兰的一体化成形，本发明成形工艺柔性高，适合不同尺寸的厚壁筒形件支管法兰一体化成形，通用性好；不需要制造冲压模具及辅助送进机构，节约成本；装夹过程更加简单，而且多点对称式结构能有效提高成形效率，成形过程中筒形件受力更加均衡，成形质量高；同时通过多对工具头有效提高了成形效率。

技术领域

本发明属于塑性成形技术领域，具体涉及一种大型壳体支管法兰一体化复合渐进成形装置及工艺。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在当今国内外电力系统中发挥着极为重要的作用。GIS壳体是以六氟化硫作为绝缘和灭弧介质，将其高压带电部分封闭在金属壳体内，其侧壁要留有用于所需管路联接的支管法兰。对于GIS壳体，其密封性要求很高，在制造壳体的过程中应尽量避开焊缝，如果采用马鞍形开孔焊接法兰，将形成尖角、焊缝等处有毛刺，造成电场集中，出现局部放电，降低了开关的使用性能。

目前，GIS壳体支管的加工普遍采用翻边工艺成形。具体工艺是首先在GIS壳体的母体上预开椭圆孔，然后冲压翻边成形得到支管，这种方法直边质量不高，孔凸缘边缘处容易产生裂纹，且法兰往往不贴膜，需要后期手工修模，对于不同尺寸的支管，需要制造相应的冲压模具，成本高，周期长，并且冲压模具尺寸很大，需要相应的辅助送进机构，装夹过程繁琐，控制难度大。中国专利(申请号CN201810130058.6)提出了一种大口径厚壁筒体渐进柔性翻边装置及工艺，这种结构和工艺能够实现支管的柔性成形，但是成形的支管仍需要将法兰焊接在支管上，形成焊缝，成形过程中只有一个工具头运动，成形效率低，而且单工具头会使筒体受力不均，影响成形质量。中国专利(申请号CN201810130059.0)提出了一种正反复合渐进成形衬环整体法兰装置及工艺，其针对的是平板的翻边扩口成形，筒形件的受力特点与板料完全不同，此专利中衬环成形后与换热器压板成为一个整体，下垫板的结构也只适用于平板成形，其工具头扩口端部为半球形，半径与圆柱部分半径相同，在筒形件成形过程中圆柱部分容易与材料接触，因此其装置和工艺无法应用在筒形件支管法兰一体化成形，且成形过程只有一个工具头，成形效率低，受力不均匀。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种大型壳体支管法兰一体化复合渐进成形装置及工艺，实现了大型壳体支管法兰的一体化柔性成形，装夹过程更加简单，提高成形效率，成形质量高。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种大型壳体支管法兰一体化复合渐进成形装置，包括机架、工作台和对称工具头系统，工作台安装在机架上，工作台上连接有对称工具头系统；

所述机架包括下底座5，下底座5上通过立柱4支撑有上座3，上座3上设有凹模2，凹模2上支撑有筒体1，筒体1上开有的椭圆孔和凹模2配合；

所述上座3和下底座5之间安装有工作台，工作台包括连接在四根导柱8上的Z轴移动平台6，四根导柱8的两端固定在下底座5、上座3上，Z轴移动平台6的左右两侧与第一丝杠7和第二丝杠9配合连接，第一丝杠7和第二丝杠9固定在下底座5、上座3上，第一丝杠7的下端安装有第一齿轮25，第一齿轮25通过第一同步带26和安装在第五电机28上的同步轮27连接；第二丝杠9的下端安装有第二齿轮30，第二齿轮30通过第二同步带29和同步轮27连接，第五电机28固定在下底座5上；所述Z轴移动平台6上安装有第一电机10，第一电机10输出轴和转台11连接，转台11上安装有对称工具头系统。