CN104209411A - 带缺口板片的分段压型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带缺口板片的分段压型工艺，该板片沿长度方向上经过多次分段压型而成，板片包括第一端头板片、中间段板片和第二端头板片，第一、第二端头板片的外沿沿长度方向上均设置一平整缺口，中间段板片的第一段板片上由N个区域先后连接而成，其余每段板片由(N-1)个区域先后连接而成，各区域的形状及长度完全一致，具体工艺包括以下步骤：①按待成型板片的放样尺寸下好平板料；②通过中间段压型模具进行中间段板片的压型；③更换端头压型模具，先压制第一端头板片，第一端头板片压制成型后，取出该板片后旋转180°，最后压制第二端头板片。通过本工艺能够简化制作工艺中的模具设计，降低生产成本、缩短生产工期，同时能够提高板片成型精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种带缺口板片的分段压型工艺，属于热交换设备领域。
背景技术
随着炼油、化工、钢铁、冶金、电力等工业发展迅猛，为提高生产效率、降低生产成本、减少各类资源的消耗，工艺装置正朝着大型化方向发展，转化工序换热设备的大型化也已经成为一种必然趋势。这势必会要求换热板片结构也朝着大型化研发方向发展。
现有技术中，对大型板片的压型均采用整体压型工艺，即设计整体大型模具，整体压型。
由于整体模具尺寸较大，而对于大型模具来说，模具越大，模具制造成本就会相应提升，其成本之大无法想象，因此这种价格一般公司是难以接受的，不仅制造成本非常高，而且生产周期长。
现有的大型模具通常采用将模芯分成若干模块，然后将若干模块通过若干高强度螺栓螺接到模座上的方式，在大型模具长时间运行过程中，容易出现螺栓失效，从而引起模具位置偏移、致使压型质量降低的风险。为了杜绝这种风险，对于这种至关重要的模具(其成型件直接决定着产品质量)来说，使用者不仅要在每次操作时，进行保养(如涂油，为了保护压型面，预防压型面的磨损、同时为防止压型表面的锈蚀；检查螺丝是否松动等)。同时专业维修工还必须进行大修(即将模具从压机上拆卸下来修理)，这主要是因为，各模芯贴合面之间，在日常使用时，不可能观察到，如不拆开，更不会维护到，即使存在螺栓配合等缺陷，也只能是在压型件出现问题时(比如接缝错位产生废品时)，才能发现问题的存在，因此只能定期拆卸，进行全面检修(检修连接螺栓的质量是否完好、表面的锈蚀情况，必要时需除锈等，否则锈蚀到的表面会直接影响到贴合精度，影响模具定位，最终影响板片成型质量)，这样的结构不仅使得维修工作很复杂，必须将各段模芯与模座之间连接螺栓全部一个拆掉，同时修理完后，又得一个个把上，而且在修理过程中，如果表面锈蚀，必须用细砂纸一点点打磨掉锈蚀表面，稍不平整，就会影响其贴合精度，修理过程复杂且时间长，因此会产生大量维修费用，同时也会在一定程度上影响着生产进度问题。
在现有技术中，为保证上、下模芯运动时的对合精度，通常都在上模座上设计导套、在下模座上设计导柱，其中导柱与下模座、导套与上模座间均采用过盈配合，导柱与导套采用间隙配合。但这种结构设计，对导柱、导套的设计与配合上提出很高的要求，如硬度要求、装配的对中垂直度、外形误差、表面粗糙度、配合间隙与表面洁净度，否则在连续压制时，会突发产生导柱与导套绞合咬死而使导套从上模座中被迫拔出的事故，从而严重阻碍了正常生产，同时，这种结构多采用过盈配合连接方式，致使更换很不方便。
除上述外，由于模具的大型化，给加工、运输和装配带来很大困难，模具整体强度和承载能力有限、模具开合时运动准确性也不易保证，还普遍存在装配定位时不易定位的缺陷，给实际操作带来极大不便。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种带缺口板片的分段压型工艺，能够简化制作工艺中的模具设计，降低生产成本、缩短生产工期，同时能够提高板片成型精度。
本发明所述的带缺口板片的分段压型工艺，板片是沿长度方向上经过多次分段压型而成的，板片沿长度方向的两侧边上带折边，板片包括第一端头板片、中间段板片和第二端头板片，第一、第二端头板片的外沿沿长度方向上均设置一平整缺口，中间段板片的第一段板片上由N个区域先后连接而成，其余每段板片由(N-1)个区域先后连接而成，各区域的形状及长度完全一致，具体工艺包括以下步骤：
①按待成型板片的放样尺寸下好平板料；
②通过中间段压型模具进行中间段板片的压型：将下好的平板料放置在中间段压型模具上，先向前送料，预留出第一端头板片的长度尺寸，压制出第一段板片中第一区域到最后一区域形状；将已压制完成的第一段板片向前推进，将第一段板片的最后一区域套在中间段压型模具的第一压型区上，使之与中间段压型模具完全匹配不动时，进行第二段板片压型，压制出第二段板片中第一区域到最后一区域形状；依此类推，其余几段板片完全按此工艺方法进行压型，直至中间段板片压型全部完成为止；
③更换端头压型模具，先压制第一端头板片，第一端头板片压制成型后，取出该板片后旋转180°，最后压制第二端头板片。
由于压制第一、第二端头板片均采用端头压型模具，因此本工艺先压制中间段板片，再压制第一、第二端头板片，可以减少模具更换次数。具体分析如下：
如先压制中间段，再压制端头板片段时，只需更换一次模具，在压制完第一端头板片后将板片旋转180°后，即可进行第二端头板片的压型。
但如先压制端头板片，由于在中间段板片压型过程中会产生定尺料板片的收缩，因此无法确定第二端头板片的准确位置，无法进行第二端头板片的压型，只能是压型完第一端头板片后，然后更换上中间段压型模具压制中间段，待中间段板片压制完，再换上端头压型模具，压制第二端头板片，因此整个压型工艺中需要更换两次模具。
而在中间段板片压型过程中，由于大型板片的中间段板片尺寸大，通过步骤②能够通过小型的中间段压型模具实现大型板片中间段板片的多段压型，灵活适应性强，可充分满足大型换热设备板片制作要求，同时充分降低了模具的制作成本，缩短了生产工期，同时也降低了压机吨位及设备投资成本。
上述分段压型工艺中：
所述的中间段压型模具由上模座、下模座、凹模芯、凸模芯和导向定位板组成，凹模芯、凸模芯分别固定在上模座、下模座上，凹模芯、凸模芯上下垂直对称布置，在凹模芯、凸模芯的左右两侧面对称设置若干凹槽，凸模芯的凹槽内壁上连接与凸模芯所在平面垂直的导向定位板，凹模芯与凸模芯的接触面上均设置N个压型区，压型区与板片的区域相对应。
本中间段压型模具结构设计非常简单，模具设计体积变小，凹模芯、凸模芯可以通过数控加工一次完成，导向定位板与模芯连接，凹模芯、凸模芯与上、下模座连接，不仅缩短了生产工期，降低了模具成本，而且简化了模具保养与检修过程(只需对模芯表面进行保养、维护)，充分降低了人工成本，同时完全能够满足大型板片设计需要。在本压型模具中，模芯是一个整体，根本不存在各模芯贴合质量的问题，因此也不需进行大修，只是由操作工使用时对模芯表面进行涂油处理即可。因为模具结构简单，对于模具上出现的任何问题，都很容易观察到，及时排除，完全杜绝了产生废品的风险。
本中间段压型模具将传统大型模具中上、下模座四角上设置导向装置的方式改为在凸模芯的两边设置导向定位板的方式，不仅降低了模具设计成本(因对导柱、导套的加工精度要求很高，不仅不易采购，而且相对制造成本会很高；而导向定位板为普通钢板，结构简单，采购方便，甚至可充分利用料头进行加工，只需对其进行表面硬化处理，提高耐磨性，即可满足设计要求)，而且使得定位更加精准(在凸模芯上直接设置导向定位板比间接在模座上设置导向装置精准度更高)。
上述N的取值可根据压型工艺的实际需要来确定，本发明中N的取值优选2-3。
在上述中间段压型模具中：
上模座与凹模芯对应设置了若干螺栓孔，二者之间用螺栓连接；下模座与凸模芯上对应设置了若干螺栓孔，二者之间通过螺栓连接。传统模具中，模座与模芯为一个整体，而本发明将模座与模芯独立设计，模座的外形可根据模芯的大小确定(即按压型件的大小确定，这主要根据用户需求以及公司发展需要而定)，设计一套通用化的模座，上面分布一些螺栓孔(也需提前考虑好模芯的大小，以配合连接)，这样在每套模具设计时，只需考虑模芯的设计问题，等模芯设计好了，螺接到模座上即可使用，又可省去模座制造成本。
凸模芯的凹槽内开有螺纹孔，在导向定位板上开有与螺纹孔位置对应的通孔，导向定位板与凸模芯的凹槽内壁通过螺栓连接，简单易行，方便更换。
凹模芯上的凹槽、凸模芯上的凹槽、导向定位板的外形均为矩形，便于合模。
所述的端头压型模具包括上模和下模，上模、下模上下垂直对称布置，上模与下模的接触面上均对应设置有端头板片压型区。
为了确保中间段板片与第一端头板片、第二端头板片的接缝顺畅，在端头压型模具上设置与中间段形状匹配的定位区(由于压制的中间段板片上形成了定位形状，因此通过定位形状可以确定出第一、第二端头板片压型的准确位置)，具体采用如下方案：在上模与下模的接触面上设置定位区，定位区与中间段板片的区域相对应。采用本结构形式的端头压型模具压制第一端头板片前，先将中间段板片第一段板片的第一区域套在端头压型模具的定位区上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，再进行第一端头板片压型，待第一端头板片压制成型后，取出该板片后旋转180°，再将中间段板片最后一段板片的最后一个区域套在端头压型模具的定位区上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，压制第二端头板片，最终确保接缝顺畅。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
1、本发明可通过一套小模具即可实现大型板片的成形，充分降低了模具的制作成本，缩短了生产工期，同时也降低了压机吨位及设备投资成本；
2、本发明克服了大型模具整体压型受压机吨位及工作台限制、定位困难的问题，定位准确，成型精度高；
3、本发明可根据产品设计要求，实现多段压型，沿长度方向上匹配出不同单板换热面积的板片，灵活适应性强，可充分满足大型换热设备板片制作要求。
附图说明
图1是板片的结构示意图；
图2是中间段压型模具的结构示意图；
图3是中间段压型模具的凹模芯的结构示意图；
图4是端头压型模具的结构示意图；
图5是端头压型模具的上模的结构示意图。
图中：1、第一端头板片；2、平整缺口；3、折边；4、第一段板片；5、第二段板片；6、第二端头板片；7、第一区域；8、第二区域；9、第三区域；10、上模座；11、凹模芯；12、凹槽；13、凸模芯；14、导向定位板；15、下模座；16、第三压型区；17、第二压型区；18、第一压型区；19、上模；20、下模；21、定位区；22、端头板片压型区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1所示，板片是沿长度方向上经过多次分段压型而成的，板片沿长度方向的两侧边上带折边3，板片包括第一端头板片1、中间段板片和第二端头板片6，第一端头板片4、第二端头板片6的外沿沿长度方向上均设置一平整缺口2，现以第一段板片4上由3个区域先后连接而成，其余每段板片由2个区域先后连接而成(各区域的形状及长度完全一致)为例对本发明所述的带缺口板片的分段压型工艺进行具体描述，本工艺包括以下步骤：
①按待成型板片的放样尺寸下好平板料；
②通过中间段压型模具进行中间段板片的压型：将下好的平板料放置在中间段压型模具上，先向前送料，预留出第一端头板片1的长度尺寸，压制出第一段板片4中第一区域7到最后一区域(即第三区域9)形状；将已压制完成的第一段板片4向前推进，将第一段板片4的最后一区域(即第三区域9)套在中间段压型模具(其结构如图2、3所示)的第一压型区18上，使之与中间段压型模具完全匹配不动时，进行第二段板片5压型，压制出第二段板片5中第一区域7到最后一区域(即第二区域8)形状；依此类推，其余几段板片完全按此工艺方法进行压型，直至中间段板片压型全部完成为止；
③更换端头压型模具(其结构如图4、5所示)，先压制第一端头板片1，第一端头板片1压制成型后，取出该板片后旋转180°，最后压制第二端头板片6。
由于压制第一端头板片1、第二端头板片6均采用端头压型模具，因此本工艺先压制中间段板片，再压制第一、第二端头板片，可以减少模具更换次数。具体分析如下：
如先压制中间段，再压制端头板片段时，只需更换一次模具，在压制完第一端头板片1后将板片旋转180°后，即可进行第二端头板片6的压型。
但如先压制端头板片，由于在中间段板片压型过程中会产生定尺料板片的收缩，因此无法确定第二端头板片6的准确位置，无法进行第二端头板片6的压型，只能是压型完第一端头板片1后，然后更换上中间段压型模具压制中间段，待中间段板片压制完，再换上端头压型模具，压制第二端头板片6，因此整个压型工艺中需要更换两次模具。
而在中间段板片压型过程中，由于大型板片的中间段板片尺寸大，通过步骤②能够通过小型的中间段压型模具实现大型板片中间段板片的多段压型，灵活适应性强，可充分满足大型换热设备板片制作要求，同时充分降低了模具的制作成本，缩短了生产工期，同时也降低了压机吨位及设备投资成本。
如图2、3所示，本发明中的中间段压型模具由上模座10、下模座15、凹模芯11、凸模芯13和导向定位板14组成，凹模芯11、凸模芯13分别固定在上模座10、下模座15上，凹模芯11、凸模芯13上下垂直对称布置，在凹模芯11、凸模芯13的左右两侧面对称设置若干凹槽12，在本实施例中，凹模芯11、凸模芯13左右侧面设置凹槽12的数量各为两个且沿凹模芯11、凸模芯13长度方向上均匀布置，凸模芯13的凹槽12内壁上连接与凸模芯13所在平面垂直的导向定位板14，对应中间段板片中各段板片的第一区域7、第二区域8、第三区域9(包括形状、长度等)在凹模芯11与凸模芯13的接触面上均设置第一压型区18、第二压型区17、第三压型区16三个压型区。
本中间段压型模具结构设计非常简单，模具设计体积变小，成本大幅度降低，而且完全能够满足大型板片设计需要。在本压型模具中，模芯是一个整体，根本不存在各模芯贴合质量的问题，因此也不需进行大修，只是由操作工使用时对模芯表面进行涂油处理即可。因为模具结构简单，对于模具上出现的任何问题，都很容易观察到，及时排除，完全杜绝了产生废品的风险。
本中间段压型模具将传统大型模具中上、下模座四角上设置导向装置的方式改为在凸模芯的两边设置导向定位板14的方式，不仅降低了模具设计成本(因对导柱、导套的加工精度要求很高，不仅不易采购，而且相对制造成本会很高；而导向定位板14为普通钢板，结构简单，采购方便，甚至可充分利用料头进行加工，只需对其进行表面硬化处理，提高耐磨性，即可满足设计要求)，而且使得定位更加精准(在凸模芯13上直接设置导向定位板14比间接在模座上设置导向装置精准度更高)，解决了定位困难的问题，成型精度高。
在上述中间段压型模具中：
上模座10与凹模芯11对应设置了若干螺栓孔，二者之间用螺栓连接；下模座15与凸模芯13上对应设置了若干螺栓孔，二者之间通过螺栓连接。传统模具中，模座与模芯为一个整体，而本发明将模座与模芯独立设计，模座的外形可根据模芯的大小确定(即按压型件的大小确定，这主要根据用户需求以及公司发展需要而定)，设计一套通用化的模座，上面分布一些螺栓孔(也需提前考虑好模芯的大小，以配合连接)，这样在每套模具设计时，只需考虑模芯的设计问题，等模芯设计好了，螺接到模座上即可使用，又可省去模座制造成本。
凸模芯13的凹槽12内开有螺纹孔，在导向定位板14上开有与螺纹孔位置对应的通孔，导向定位板14与凸模芯13的凹槽12内壁通过螺栓连接，简单易行，方便更换。
凹模芯11上的凹槽12、凸模芯13上的凹槽12、导向定位板14的外形均为矩形，便于合模。
如图4、5所示，本发明中的端头压型模具包括上模19和下模20，上模19、下模20上下垂直对称布置，上模19与下模20的接触面上均对应设置有端头板片压型区22。
为了确保中间段板片与第一端头板片1、第二端头板片6的接缝顺畅，在端头压型模具上设置与中间段形状匹配的定位区21(由于压制的中间段板片上形成了定位形状，因此通过定位形状可以确定出第一、第二端头板片压型的准确位置)，具体采用如下方案：在上模19与下模20的接触面上设置定位区21，定位区21与中间段板片的区域相对应。采用本结构形式的端头压型模具压制第一端头板片1前，先将中间段板片第一段板片4的第一区域7套在端头压型模具的定位区21上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，再进行第一端头板片1压型，待第一端头板片1压制成型后，取出该板片后旋转180°，再将中间段板片最后一段板片的最后一个区域(即第二区域8)套在端头压型模具的定位区21上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，压制第二端头板片6，最终确保接缝顺畅。
上述中间段压型模具以及端头压型模具在具体实施时，需要连接到压机的上、下工作台面上，通过压机带动运动。
经核算，按传统大型模具，如果委外设计、加工需20万左右，且所需时间至少3个月，而本发明通过一套小型模具即可实现大型板片的成型，对本发明所述的压型模具完全可以通过数控铣床来完成，所用费用只需2万多，不仅充分降低了模具的制作成本(节省了一大笔费用)，而且缩短了生产工期(只需1周就可完成)，并且通过实际验证，其制造精度完全能够满足设计要求。
除上述外，由于板片的面积越大、形状越复杂，板片成型所需的压机设备越大，一般大型板片需3万吨以上的压机方可实现一次成型，压机价格至少要2000万，而分段压型技术仅需2000吨压机即可实现，压机价格为100万，从而降低了压机吨位及设备投资成本。
Claims (9)
1.一种带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：板片沿长度方向上经过多次分段压型而成，板片沿长度方向的两侧边上带折边(3)，板片包括第一端头板片(1)、中间段板片和第二端头板片(6)，第一、第二端头板片的外沿沿长度方向上均设置一平整缺口(2)，中间段板片的第一段板片(4)上由N个区域先后连接而成，其余每段板片由(N-1)个区域先后连接而成，各区域的形状及长度完全一致，具体工艺包括以下步骤：
①按待成型板片的放样尺寸下好平板料；
②通过中间段压型模具进行中间段板片的压型：将下好的平板料放置在中间段压型模具上，先向前送料，预留出第一端头板片(1)的长度尺寸，压制出第一段板片(4)中第一区域(7)到最后一区域形状；将已压制完成的第一段板片(4)向前推进，将第一段板片(4)的最后一区域套在中间段压型模具的第一压型区上，使之与中间段压型模具完全匹配不动时，进行第二段板片(5)压型，压制出第二段板片(5)中第一区域(7)到最后一区域形状；依此类推，其余几段板片完全按此工艺方法进行压型，直至中间段板片压型全部完成为止；
③更换端头压型模具，先压制第一端头板片(1)，第一端头板片(1)压制成型后，取出该板片后旋转180°，最后压制第二端头板片(6)。
2.根据权利要求1所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的中间段压型模具由上模座(10)、下模座(15)、凹模芯(11)、凸模芯(13)和导向定位板(14)组成，凹模芯(11)、凸模芯(13)分别固定在上模座(10)、下模座(15)上，凹模芯(11)、凸模芯(13)上下垂直对称布置，在凹模芯(11)、凸模芯(13)的左右两侧面对称设置若干凹槽(12)，凸模芯(13)的凹槽(12)内壁上连接与凸模芯(13)所在平面垂直的导向定位板(14)，凹模芯(11)与凸模芯(13)的接触面上均设置N个压型区，压型区与板片的区域相对应。
3.根据权利要求1、2所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的N的取值范围为2-3。
4.根据权利要求2所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的上模座(10)与凹模芯(11)对应设置了若干螺栓孔，二者之间用螺栓连接；下模座(15)与凸模芯(13)上对应设置了若干螺栓孔，二者之间通过螺栓连接。
5.根据权利要求2所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述凸模芯(13)的凹槽(12)内开有螺纹孔，在导向定位板(14)上开有与螺纹孔位置对应的通孔，导向定位板(14)与凸模芯(13)的凹槽(12)内壁通过螺栓连接。
6.根据权利要求2所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述凹模芯(11)上的凹槽(12)、凸模芯(13)上的凹槽(12)、导向定位板(14)的外形均为矩形。
7.根据权利要求1所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的端头压型模具包括上模(19)和下模(20)，上模(19)、下模(20)上下垂直对称布置，上模(19)与下模(20)的接触面上均对应设置有端头板片压型区(22)。
8.根据权利要求7所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的上模(19)与下模(20)的接触面上设置定位区(21)，定位区(21)与中间段板片的区域相对应。
9.根据权利要求8所述的带缺口板片的分段压型工艺，其特征在于：所述的步骤③中，压制第一端头板片(1)前，先将中间段板片第一段板片(4)的第一区域(7)套在端头压型模具的定位区(21)上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，再进行第一端头板片(1)压型，待第一端头板片(1)压制成型后，取出该板片后旋转180°，再将中间段板片最后一段板片的最后一个区域套在端头压型模具的定位区(21)上，使之与端头压型模具完全匹配不动时，压制第二端头板片(6)。
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