真空擠壓成型機常用機頭的構造及板料折彎式流線形機頭的設計制造

蔡祖光

摘 要：本文分析了真空擠壓成型機常用機頭——鑄造式機頭和板料焊接式機頭的構造及弊病，提出了消除此弊病的最有效的途徑就是采用板料折彎成型再焊接成流線形機頭——板料折彎式流線形機頭的設計制造方法。同時，詳細地論述了板料折彎式流線形機頭的折彎板料展開圖的繪制方法、板料折彎成型、焊接加工及其生產應用的優越性等。

關鍵詞：真空擠壓；機頭；構造；弊病；生產應用

（上接2015年11期第35頁）

（2） 展開圖的繪制

任意做一線段AB=a，分別以A點、B點為圓心，以L1為半徑畫圓弧，兩圓弧交于1點，做線段AB垂直平分線1C；再以1點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以A點為圓心以L2為半徑畫圓弧于2點；再以2點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以A點為圓心以L3為半徑畫圓弧于3點；再以3點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以A點為圓心以L4為半徑畫圓弧于4點；再以4點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以A點為圓心以L5為半徑畫圓弧于5點，再以5點為圓心以T為半徑畫圓弧，與以A點為圓心以 b/2 為半徑畫圓弧于E點。

根據流線形壓縮筒的對稱性原理，又以1點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以B點為圓心以L2為半徑畫圓弧于2”點；再以2”點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以B點為圓心以L3為半徑畫圓弧于3”點；再以3”點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以B點為圓心以L4為半徑畫圓弧于4”點；再以4”點為圓心以S為半徑畫圓弧，與以B點為圓心以L5為半徑畫圓弧于5”點，再以5”點為圓心以T為半徑畫圓弧，與以B點為圓心以 b/2 為半徑畫圓弧于E”點。

最后直線連接5 E、 E A、 B E”、 E” 5”及光滑曲線連接5”、 4”、 3”、 2”、 1、 2、 3 、4及 5各點，它們所圍成的圖形，即為所求折彎板料的展開圖如圖7所示，且線段1C=W及∠5 E A=∠5” E” B =900。根據流線形壓縮筒的對稱性原理可知，流線形壓縮筒所需折彎板料的展開圖是圖7所示圖形的兩倍。

值得注意的是折彎板料是以矩形端寬邊的對稱平面剖分為兩片后進行折彎成型的，人們自然會問這是為什么呢？這主要是由板料的折彎成型工藝要求決定的。否則，板料的折彎工藝性差或折彎困難（矩形端寬邊尺寸與長邊尺寸相差很小時），甚至不能實現折彎成型（矩形端寬邊尺寸與長邊尺寸相差很大時）。

3.2.2板料的下料及折彎成型

結合板料折彎成型為一端為180°圓弧，另一端為二分之一矩形的特點可知，直線5 A至直線1 A之間及直線1 B至直線5” B 之間為板料的折彎區域（如圖7所示）。那么，我們可通過A在直線5 A至直線1 A之間及通過B在直線1 B至直線5” B之間做許多射線；這些射線就是板料的折彎線。然后再根據折彎板料的塑性、板厚尺寸及垂直折彎方向的尺寸大小等選用適宜公稱壓力的液壓折彎機，無需胎模具便可沿這些射線在常用液壓折彎機上折彎成型。由于這些射線就是板料折彎成型的折彎線，顯然射線數目越多，板料的折彎次數就越多，工件折彎成型后的形狀位置精度就越高，所得流線形壓縮筒的形狀尺寸就越精確。

板料折彎成型經整形后達到規定的尺寸要求后，再制作板料對焊用坡口，然后將整形后的兩片剖分的流線形壓縮筒的圓形端置于焊接平板上，通過角尺及鋼片尺等檢查其矩形端與圓形端之間的平行度，通過多次調整校正后可使其平行度符合要求（通常小于1.5 mm即可），最后將兩件對焊成一整體，即得漸變式光滑過渡流線形壓縮筒（如圖5所示）。

3.3 拼焊及精加工

首先，將圓法蘭置于焊接平板上，將流線形壓縮筒圓形端緊貼圓法蘭上端面，確保流線形壓縮筒的內腔型面與圓法蘭內孔圓柱面光滑連接，通過角尺及鋼片尺等檢查壓縮筒矩形端與圓法蘭底面之間的平行度，若兩平面的平行度太差（如大于2 mm），可通過校平校正圓法蘭（流線形壓縮筒已校平校正，符合要求），使其平行度符合要求（小于2 mm），此時可將圓法蘭與流線形壓縮筒點焊定位（多處）。再將方法蘭置于流線形壓縮筒的上端（矩形端），同樣通過角尺及鋼片尺等檢查方法蘭的頂面與圓法蘭底面之間的平行度，若兩平面的平行度太差（如大于2.5 mm），可通過校平校正方法蘭（流線形壓縮筒、圓法蘭已校平校正，符合要求），使其平行度符合要求（小于2.5 mm），此時可將方法蘭與流線形壓縮筒點焊定位（多處）。

然后將工件搬離焊接平板，采用二氧化碳氣體保護焊及對稱施焊等防止焊接變形的方法，將圓法蘭、流線形壓縮筒和方法蘭牢固可靠地焊接成一整體。經去除焊接應力退火處理后，再經車削加工圓法蘭定位外圓柱面、密封溝槽面、外端面及方法蘭外端面（應確保機頭兩外端面的平行度小于0.3 mm）。最后經鉆削加工兩端面的螺栓連接孔（確保機頭兩端面螺栓連接孔之間的對應位置關系，不得有誤）及打磨拋光內腔工作表面之焊縫表面，即可獲得板料折彎型流線形機頭（如圖4所示）。

4 生產應用

本文采用機頭的設計制造新方法——板料折彎式流線形機頭，即利用塑性板料折彎成漸變式光滑過渡流線形壓縮筒，再與圓法蘭、方法蘭焊接成機頭毛坯，最后經金屬切削加工及打磨拋光內腔工作表面之焊縫表面即可獲得板料折彎式流線形機頭。板料折彎式流線形機頭與常用機頭的構造方式——鑄造式機頭及板料焊接式機頭相比具有無可比擬的優越性，具體表現在以下幾方面：

4.1 板料折彎式流線形機頭加工制造方便

4.1.1生產工藝簡單，無需胎模具，生產成本低廉

在制作板料折彎型流線形機頭的生產過程中，無需胎模具。常用6～8 mm厚的塑性良好的Q235-A等普通碳素結構鋼板制作型腔截面漸變式光滑過渡流線形壓縮筒，折彎板料下料后便可直接在公稱壓力為1000 kN（即100 t）的常用液壓折彎機上折彎成型，然后再焊接成流線形壓縮筒。最后流線形壓縮筒與圓法蘭和方法蘭牢固可靠地焊接成一體，經去除焊接應力退火處理后，再經金屬切削加工（精加工）及打磨拋光內腔工作表面之焊縫表面即可。顯然其生產工藝簡單、生產成本低廉，適宜于單件小批量生產，特別實用于真空擠壓成型機新產品的試制及真空擠壓成型機傳統產品的技術改造等。