[发明专利]带直段厚壁半球封头的组合式冲头装置

说明书

本发明带直段厚壁半球封头的组合式冲头装置，属于冲压设备领域，目的是利于脱模。包括芯模和球形模具；球形模具包括N块模具单元，N块模具单元环绕球形模具的中轴线布置，其内侧模腔面包围形成锥形的模腔；芯模包括与模腔相适配的芯体，芯体与模具单元沿模腔轴向活动配合，芯体与各模具单元之间设置有连接结构，芯体与各模具单元经连接结构活动连接，并由连接结构作为芯体与模具单元轴向运动的限位结构，以及各模具单元径向运动的驱动结构。本发明，通过球形模具按模具单元分块设置，芯体与模腔活动配合，使得芯体提起时，各模具单元沿径向内收，球形模具的外表面与半球封头的内表面之前产生间隙，球形模具已与封头锻件内表面脱离，便于脱模。

技术领域

本发明属于冲压领域，具体的是带直段厚壁半球封头的组合式冲头装置。

背景技术

大型厚壁半球形封头是石油、化工、锅炉以及核电等压力容器设备的重要零件之一，随着这些设备设计要求的提高，对封头的要求也相应的提高，为保证此类关键设备的稳定安全，封头采用热拉伸整体成形的方式进行制造。

目前热拉伸整体成形厚壁半球封头的模具如图1所示，主要包括整体冲头6、拉伸圈、垫圈5等，该种结构冲头采用整体设计，封头热拉伸成形后直段部位脱模困难的问题，即使采取在冲头成形封头直段部位设置一定的锥度、成形前冲头喷涂润滑剂等措施也同样不能有效解决，需要放置一段时间才能顺利将封头脱模，严重的甚至始终无法脱模，导致生产效率降低和材料浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带直段厚壁半球封头的组合式冲头装置，利于脱模。

本发明采用的技术方案是：带直段厚壁半球封头的组合式冲头装置，包括芯模和球形模具；所述球形模具包括N块模具单元，各块模具单元均包括外侧成型面和内侧模腔面；N块模具单元环绕球形模具的中轴线布置，且外侧成型面包围形成球形模具的外表面，内侧模腔面包围形成锥形的模腔；

所述芯模包括芯体，所述芯体与模腔相适配，所述芯体与模具单元沿模腔轴向活动配合，所述芯体与各模具单元之间设置有连接结构，芯体与各模具单元经所述连接结构活动连接，并由所述连接结构作为芯体与模具单元轴向运动的限位结构，以及各模具单元径向运动的驱动结构。

进一步的，所述连接结构包括设置于模具单元的吊板和设置于芯模的吊耳；所述吊板设置于外侧成型面和内侧模腔面之间，所述吊耳设置于芯体外周；在吊板上设置有长圆孔，所述长圆孔向上延伸并向模具单元重心的外侧倾斜，且长圆孔的两圆心之间的水平距离为δ

/2，；在吊耳上设置有吊孔；所述吊孔与长圆孔之间设置有销轴，所述销轴沿长圆孔长度方向与长圆孔活动配合，且各模具单元以销轴为中心与芯体转动配合连接。

进一步的，所述模具单元的外侧成型面与内侧模腔面包围形成中空区域，所述吊板位于中空区域内，并与外侧成型面及内侧模腔面连接成一体。

进一步的，沿模具单元的环向，各模具单元的两端均设置有支撑板，所述支撑板位于中空区域内，并与外侧成型面及内侧模腔面连接成一体，且位于模具单元两端的支撑板关于吊板对称。

进一步的，所述芯体由上至下依次包括呈圆柱形的圆柱段、呈圆锥形的圆锥段和球形的圆球段；

所述支撑板和吊板均包括与模腔相邻的内侧面，所述内侧面为与芯体的圆柱段适配的弧面。

进一步的，所述芯体为一体成型件，由上至下依次包括呈圆柱形的圆柱段、呈圆锥形的圆锥段和球形的圆球段；所述吊耳安装于圆柱段的外周。

进一步的，所述圆柱段与圆锥段的过渡面到吊孔中心的竖直距离为H1；所述长圆孔的两圆心的竖直距离为H1。

进一步的，在芯体的顶端设置有底座；所述吊孔的圆心至底座底面的垂直距离为H0；所述长圆孔位于上方的圆心与吊板上端面的垂直距离为H0。

进一步的，所述N等于3。