專利名稱：分布擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬加工模具，特別涉及一種分布擠壓模具。
背景技術(shù)：
核電的發(fā)展提高到了國家戰(zhàn)略目標(biāo)和國家發(fā)展十大依托任務(wù)之首，核電核島中反 應(yīng)堆的壓力容器的自主化(國產(chǎn)化)提到了空前的高度，我國秦山和大亞灣核電站是從法 國阿文斯通和新日本制鐵進(jìn)口，價格昂貴。為發(fā)展清潔能源，減少C02排放，我國規(guī)劃在 2020年再增加8000萬KW的核電裝機(jī)容量，約需100萬KW級的壓力殼80個，就按40萬KW 殼體價格計算，其總價在400 480億元之巨。我國急需迅速解決核壓力殼體的自主制造 這一復(fù)雜的工程和技術(shù)問題。核電反應(yīng)堆壓力殼目前采用馬杠擴(kuò)環(huán)、空心鋼錠芯軸擴(kuò)孔和厚板封頭壓制再經(jīng)環(huán) 縫焊接技術(shù)制造而成，自從蘇聯(lián)切爾諾貝利核電事故后，縱縫焊接在核壓力殼上是不允許 的。目前的核壓力殼體采用了馬杠擴(kuò)環(huán)工藝，先制造五個環(huán)，然后將這些環(huán)所成的環(huán)縫焊起 來形成殼體的直筒部分，再通過厚板拉伸或壓制制成封頭，然后將直筒部分與封頭焊接起 來。然而這種工藝仍不能說是最佳的工藝，很明顯，無論是馬杠擴(kuò)孔還是封頭厚板壓制或拉 延，都不是在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下的成形，成形過程伴隨著局部拉應(yīng)力，因而對裂紋和缺陷的 閉合及修復(fù)存在隱患。目前這種加工工藝是一種殼筒體和封頭分別成形的長流程的成形制造工藝，鋼錠 經(jīng)特殊的自由鍛制坯工藝制成帶圓孔的環(huán)形件，然后才能用上述馬杠擴(kuò)孔，成形多個重型 圓環(huán)，對其加工、熱處理后再逐一焊起來形成直筒件；用厚鈑壓制或拉延制造重型封頭，再 將下封頭與直筒體焊接，并進(jìn)行相應(yīng)的熱處理和加工，制成壓力殼殼身，再蓋上上封頭即成 一個完整的反應(yīng)堆核壓力殼體，這個制造流程長，環(huán)節(jié)多，周期長，效率低，可靠度低。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補(bǔ)以上不足，本發(fā)明提供了一種分布擠壓模具，該分布擠壓模具生產(chǎn)的殼 體壁厚均勻、無裂紋等，殼體的可靠性和強(qiáng)度高。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種分布擠壓模具，包括擠壓 軸、沖擠頭和預(yù)應(yīng)力擠壓筒，以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，沖擠頭上端固設(shè)于擠壓軸下端，沖擠頭的 橫截面積小于擠壓軸的橫截面積，這樣可有效減小擠壓力和提高成形效率，沖擠頭的橫截 面積與擠壓軸的橫截面積的比值即與擠壓力形成函數(shù)關(guān)系，常用的沖擠頭橫截面為一矩形 面，使其長邊等于擠壓軸的直徑，短邊即沖擠頭的寬度與擠壓軸直徑的比值與擠壓力形成 函數(shù)關(guān)系，預(yù)應(yīng)力擠壓筒、擠壓軸及沖擠頭中心共線，預(yù)應(yīng)力擠壓筒為上端開口內(nèi)側(cè)直徑大 于擠壓軸和沖擠頭外側(cè)直徑的桶狀柱體，使用時，擠壓軸上端可拆卸固設(shè)于下壓裝置上，預(yù) 應(yīng)力擠壓筒下端可拆卸固設(shè)于鍛壓機(jī)工作臺上，由于擠壓軸帶著沖擠頭在預(yù)應(yīng)力擠壓筒的 閉式型腔中通過巨大的三向壓應(yīng)力分區(qū)域、分批次擠壓金屬，使其形成殼體底部半球部分 并且金屬同時沿母線上升形成殼體的直筒部分，這樣這個擠壓成型的殼體即封頭與筒體為一體成型結(jié)構(gòu)，又由于其是在三向壓應(yīng)力作用下擠壓成型的，使該殼體的強(qiáng)度得到了保證。作為本發(fā)明的分布擠壓模具的進(jìn)一步改進(jìn)，擠壓軸與沖擠頭為整體結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的分布擠壓模具的進(jìn)一步改進(jìn)，沖擠頭的橫截面積與擠壓軸的橫截面 積的比值為0.1 0.9之間。作為本發(fā)明的分布擠壓模具的進(jìn)一步改進(jìn)，預(yù)應(yīng)力擠壓筒內(nèi)側(cè)型腔為圓形腔、矩 形腔和橢圓形腔等的一種，擠壓軸橫截面為矩形、多邊形和橢圓形等的一種。作為本發(fā)明的分布擠壓模具的進(jìn)一步改進(jìn)，沖擠頭橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其長邊等 于擠壓軸的直徑，短邊即沖擠頭的寬度，沖擠頭寬度與長邊的比值為0. 05至0. 95。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明使用時將高溫加熱的鋼錠固定放置在封閉的預(yù) 應(yīng)力擠壓筒內(nèi)，擠壓軸帶著沖擠頭對鋼錠進(jìn)行分區(qū)域、分時域的分布擠壓，使金屬沿徑向方 向流動形成殼體的底部和沿殼體母線上升形成殼體的直筒部分，這樣無需環(huán)縫焊接就完成 筒體和封頭的一次成型，因而工藝流程短，環(huán)節(jié)少，周期短，效率高；由于沖擠頭對金屬的擠 壓是在封閉的預(yù)應(yīng)力擠壓筒內(nèi)進(jìn)行，因而基本上是在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下成型，將成型過程 中的拉應(yīng)力降到最低程度，甚至完全無拉應(yīng)力，因而殼體的壁厚均勻，裂紋和缺陷的閉合修 復(fù)的徹底，殼體的可靠性和強(qiáng)度高；本發(fā)明還可以用于核電蒸發(fā)器、加氫反應(yīng)器、大容積天然氣高壓容器等高壓和超 高壓、高可靠度、大容積的容器之成形制造。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明擠壓軸主視圖；圖3為本發(fā)明擠壓軸左視圖；圖4為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種分布擠壓模具，包括擠壓軸92、沖擠頭93和預(yù)應(yīng)力擠壓筒6，以使用 方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，沖擠頭93上端固設(shè)于擠壓軸92下端，沖擠頭的橫截面積Al小于擠壓軸的橫 截面積A2，這樣可有效減小擠壓力P和提高成形效率，沖擠頭的橫截面積Al與擠壓軸的橫 截面積A2的比值A(chǔ)1/A2與擠壓力P形成函數(shù)關(guān)系，常用的沖擠頭93橫截面為一矩形面，使 其長邊等于擠壓軸的直徑D1，短邊即沖擠頭的寬度B與擠壓軸直徑Dl的比值B/D1與擠壓 力P形成函數(shù)關(guān)系，預(yù)應(yīng)力擠壓筒6、擠壓軸92及沖擠頭93中心共線，預(yù)應(yīng)力擠壓筒6為上 端開口內(nèi)側(cè)直徑大于擠壓軸92和沖擠頭93外側(cè)直徑的桶狀柱體，使用時擠壓軸92上端可 拆卸固設(shè)于鍛壓機(jī)的下壓裝置上，預(yù)應(yīng)力擠壓筒6下端可拆卸固設(shè)于鍛壓機(jī)工作臺上，由 于擠壓軸92帶著沖擠頭93在預(yù)應(yīng)力擠壓筒6的閉式型腔中通過巨大的三向壓應(yīng)力，分區(qū) 域、分批次擠壓金屬，使其形成殼體底部半球部分并且金屬同時沿母線上升形成殼體的直 筒部分，這樣這個擠壓成型的殼體即封頭與筒體為一體成型結(jié)構(gòu)，又由于其是在三向壓應(yīng) 力作用下擠壓成型的，使該殼體的強(qiáng)度得到了保證。所述的分布擠壓模具的擠壓軸92與沖擠頭93為整體結(jié)構(gòu)。所述的分布擠壓模具的沖擠頭的橫截面積Al與擠壓軸的橫截面積A2的比值A(chǔ)l/A2在0. 1 0.9之間。所述的分布擠壓模具的預(yù)應(yīng)力擠壓筒6內(nèi)側(cè)型腔為圓形腔、矩形腔和橢圓形腔等 的一種，擠壓軸92橫截面為矩形、多邊形和橢圓形等的一種。所述的分布擠壓模具的沖擠頭93橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其長邊等于擠壓軸的直徑 D1，短邊即沖擠頭的寬度B，沖擠頭寬度與長邊比值B/D1為0. 05-0. 95。
權(quán)利要求
一種分布擠壓模具，其特征是包括擠壓軸(92)、沖擠頭(93)和預(yù)應(yīng)力擠壓筒(6)，以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，沖擠頭(93)上端固設(shè)于擠壓軸(92)下端，沖擠頭的橫截面積(A1)小于擠壓軸的橫截面積(A2)，預(yù)應(yīng)力擠壓筒(6)、擠壓軸(92)及沖擠頭(93)中心共線，預(yù)應(yīng)力擠壓筒(6)為上端開口內(nèi)側(cè)直徑大于擠壓軸(92)和沖擠頭(93)外側(cè)直徑的桶狀柱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布擠壓模具，其特征是擠壓軸與沖擠頭為整體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布擠壓模具，其特征是沖擠頭的橫截面積與擠壓軸的橫 截面積的比值為0. 1 0. 9之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布擠壓模具，其特征是預(yù)應(yīng)力擠壓筒內(nèi)側(cè)型腔為圓形腔、 矩形腔和橢圓形腔等的一種，擠壓軸橫截面為矩形、多邊形和橢圓形等中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布擠壓模具，其特征是沖擠頭橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其長 邊等于擠壓軸的直徑(Dl)，短邊即沖擠頭的寬度(B)，沖擠頭寬度與長邊的比值為0.05至 0. 95。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布擠壓模具，包括擠壓軸、沖擠頭和預(yù)應(yīng)力擠壓筒，以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，沖擠頭上端固設(shè)于擠壓軸下端，沖擠頭的橫截面積小于擠壓軸的橫截面積，預(yù)應(yīng)力擠壓筒、擠壓軸及沖擠頭中心共線，預(yù)應(yīng)力擠壓筒為上端開口內(nèi)側(cè)直徑大于擠壓軸和沖擠頭外側(cè)直徑的桶狀柱體，使用本發(fā)明制成的殼體壁厚均勻，無裂紋等缺陷，殼體可靠性和強(qiáng)度高。
文檔編號B21C25/02GK101912893SQ20091003247
公開日2010年12月15日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者盧清萍, 吳伯杰, 張人佶, 張曉松, 汪洋, 陳振東, 顏永年 申請人:蘇州昆侖先進(jìn)制造技術(shù)裝備有限公司;顏永年