专利名称：大型椭圆形蜗壳壳节成形方法
技术领域：
本发明涉及一种壳节成形技术，特别是大型椭圆形蜗壳壳节成形方法。
背景技术：
在大型椭圆形蜗壳壳节的成型过程经常遇到外形尺寸不能保证和壳节成形后矫形偏差大的难题。壳节成形后，外形尺寸不一致，外形显波浪形状，出现扭曲变形，使普通铆工无法装配，这对壳节来说是一个严重的质量问题。由于蜗壳壳节尺寸太大，壳节成形后无法矫形，如果用油压机矫形，显然壳节过大无法进行矫形，只能在锟板机上矫形，经矫形后的壳节仍出现变形，造成外形尺寸超差，铆工装配困难。在蜗壳的装配过程中，将壳节的一端点焊在座环上后还需铆工加卡板强拉、锤打才能装到位，遇到厚板壳节就无法进行装配，从壳节成形到蜗壳装配，生产效率很低。随着市场需求和生产的水电机组容量不断增大，蜗壳重量从几年前的几吨增加到现在的几十吨，壳节也随之增大了几倍，原有的壳节成形方法已不能满足生产的需要，要完成大型椭圆壳节的成形必须进行技术创新。
水轮机蜗壳是由20几个单独的壳节组焊而成，壳节成形的尺寸精度是装配质量、焊接质量及外观质量的关键。要使如此大型的壳节一次性成形合格，就必须结合壳节的外形特点，采取切实可行的加工方法来保证蜗壳壳节的质量。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种在大型椭圆形蜗壳壳节成形过程中，尺寸容易控制，保证壳节的成形质量，解决壳节成形中的难题的大型椭圆形蜗壳壳节成形方法，它降低了成形难度，保证了椭圆形蜗壳壳节成形的基本要求。准确性好，这种方法成形的工件弯曲位置准确、尺寸容易控制，成形后期的外形矫正工作方便，生产效率高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现大型椭圆形蜗壳壳节成形方法，它包括以下步骤(1)划线按照图纸技术要求，把零件上不同外形尺寸的部位分为不同的区域，划出各成形区域，按照划线位置先利用油压机对工件两端进行压头预弯和头部压制反R，使预弯长度约为500毫米，并做到头部完全贴合样板即完成压头工作，将壳节中间剩余部份用辊板机辊压成形，辊压前，调整辊板机上辊一般为水平状态，用壳节上的“定位线”调整好壳节在辊板机上方向，使“定位线”与上辊轴心线平行，将壳节放在辊板机外面端头部位置上，让壳节小口一端向辊板机外侧，并靠拢在两下辊之间中心定位导向轴上，调整好压力开始辊压成形，辊压进程中周期性逐步加大压力，反复几次辊成，辊压中用样板测量，待壳节R圆弧贴合样板时或略小于样板，就完成初步的成形工作；(2)火焰矫形把初步成形的壳节，放置在工作平台上，在平台上事先按图纸尺寸划好实样线，进行实际尺寸测量，找出未达到尺寸要求的部位，准确地找出不符合形线尺寸要求的“点”和“线”，划上火焰加热线与加热长度，针对尺寸的正负值，在壁厚方向上或内、或外利用火焰烤枪加热工件表面进行火焰矫正，当壳节有扭曲变形时，还要在壳节成形圆弧内侧，把壳节上口截面与下口截面上成形R不到位的、较近的两个“点”连接起来做为加热线，对其加热即可矫正扭曲变形。
通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点本方法根据不同区域对尺寸要求各不相同的特点，采用划分区域、对各个区域选用特殊的成形方法，逐一对各个区域成形来完成整个壳节的成形，整个壳节成形完成后，再利用火焰矫正壳节的方法，保证了壳节的成形质量，在成形、矫形方面解决了大型椭圆形壳节在生产中存在的问题，实践证明，这种方法行之有效，切合实际。
图1为本发明蜗壳展开示意2为本发明辊压成形示意中，1-大R圆弧，2-小R圆弧，3-大小R过度中界线，4-成形线，5-中心定位导向轴，6-上辊，7-下辊具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述壳节成形的具体操作方法第一步划线，椭圆形壳节，它本身的两个接合口截面外形都是由大R圆弧1和小R圆弧2两个部分组成的椭圆形，把大R圆弧1和小R圆弧2按图纸划分成两个区域，这样在壳节上就划分成三段，按各区域上不同尺寸的要求，结合使用不同的加工方式、方法，利用油压机，辊板机等设备对各个区域分别逐一进行成形。
按照图纸技术要求，把零件上不同外形尺寸的部位分为不同的区域，划出各成形区域，如图1所示，大小R过度中界线3、成形线4，并做好标记，打上样冲。利用我们现有的油压机、辊板机等设备来成形壳节，按照划线位置先利用油压机对工件两端进行压头预弯和头部压制反R，使预弯长度约为500毫米，并做到头部完全贴合样板即完成压头工作(按图纸分别自制大、小两个圆弧R样板和一个反面R样板)，要注意这时不能使蜗壳前部发生扭曲变形，以免造成后面成形时造成壳节整体发生扭曲变形，将壳节中间剩余部份用辊板机辊压成形。辊压前，调整辊板机上辊6一般为水平状态(视壳节锥度大小可将壳节小口一端上辊低于大口一端10毫米以内)，用壳节上的“定位线”调整好壳节在辊板机上方向，使“定位线”与上辊轴心线平行，将壳节放在辊板机外面端头部位置上，让壳节小口一端向辊板机外侧，并靠拢在两下辊7之间中心定位导向轴5上，调整好压力开始辊压成形，辊压进程中周期性逐步加大压力，反复几次辊成，不可一次成形到位或压力过大，辊压中用样板测量，待壳节R圆弧贴合样板时或略小于样板时这样就完成了初步的成形工作。
经多次成形实验，在实验中发现对局部成形，尺寸容易控制，分多次来完成整体成形的方法可行，特别是对椭圆形壳节成形很有效，在每一个单独区域上成形时，就能较容易满足这个区域位置上相应的尺寸要求，相对而言这样降低了成形难度。保证了椭圆形蜗壳壳节成形的基本要求。
第二步，把初步成形的壳节，放置在工作平台上，在平台上事先按图纸尺寸划好实样线，进行实际尺寸测量，这时有问题的地方已较为明显的表露出来，也比较容易发现，找出未达到尺寸要求的部位，准确地找出不符合形线尺寸要求的“点”和“线”，划上火焰加热线与加热长度，针对尺寸的正负值，在壁厚方向上或内、或外利用火焰烤枪加热工件表面进行火焰矫正，当壳节有扭曲变形时，还要在壳节成形圆弧内侧，把壳节上口截面与下口截面上成形R不到位的、较近的两个“点”连接起来做为加热线(加热线会与压形线形成一个夹角)，对其加热即可矫正扭曲变形，通过对这些“点”和“线”进行局部火焰加热，利用钢板热胀冷缩变形的特性，用加热温度控制冷热收缩量达到矫正目的，矫正壳节各位置上尺寸的偏差，最后使壳节整体外形尺寸达到技术要求。
对有实际经验的操作者来讲，利用火焰矫形不仅能保证质量，还能大大的提高生产效率，减少操作人员数量，一般情况下由2人操作即可。在设备能力不足的情况下不需要动用设备和来回转运工件，省时省力，在摆放现场就可完成，方便快捷。如果用辊板机加之行车配合来矫正，需要4人操作，费工费力。
通过对壳节进行压头预弯、辊压、矫正扭曲、矫正外形等工序流程，我们发现第一，这种方法可适用于薄板和厚板壳节的生产；第二，象板厚和尺寸均要大一些的X214013壳节成形后的火焰矫正效果更加显著，这是因为壳节钢板越厚，经过加热后它的收缩变形也就越大，这正是我们利用火焰矫正壳节要达到的目的。
利用辊板机矫形时，壳节段矫好，另一段尺寸就变了，尺寸反复变化，特别是在两个R圆弧交界处扭曲变形大，尺寸难以控制，采用火焰矫形，可以达到对很小区域、甚至一个点的矫形，准确性好，可避免在辊板机上矫形面积大造成的误差，我们改进加工方法后，初期也存在一些问题，在辊板机上成形壳节时，有时成形方向偏差，也会出现扭曲变形。只有随着壳节在辊压进程中，也要随着调整辊压方向摆正壳节，才能使壳节不产生扭曲变形。为了解决这个问题，在此方法基础上，除了人工对线成形外，我们在辊板机上自制一个定位导向装置做为辅助，使壳节边缘靠挤在定位导向装置上成形时自动导向，效果不错，解决了单一靠人工找正方向不够准确的问题。
在实际操作中，这种方法成形的工件弯曲位置准确、尺寸容易控制，成形后期的外形矫正工作方便，生产效率高。
权利要求
1.大型椭圆形蜗壳壳节成形方法，其特征在于它包括以下步骤(1)划线按照图纸技术要求，把零件上不同外形尺寸的部位分为不同的区域，划出各成形区域，按照划线位置先利用油压机对工件两端进行压头预弯和头部压制反R，使预弯长度约为500毫米，并做到头部完全贴合样板即完成压头工作，将壳节中间剩余部份用辊板机辊压成形，辊压前，调整辊板机上辊一般为水平状态，用壳节上的“定位线”调整好壳节在辊板机上方向，使“定位线”与上辊轴心线平行，将壳节放在辊板机外面端头部位置上，让壳节小口一端向辊板机外侧，并靠拢在两下辊之间中心定位导向轴上，调整好压力开始辊压成形，辊压进程中周期性逐步加大压力，反复几次辊成，辊压中用样板测量，待壳节R圆弧贴合样板时或略小于样板，就完成初步的成形工作；(2)火焰矫形把初步成形的壳节，放置在工作平台上，在平台上事先按图纸尺寸划好实样线，进行实际尺寸测量，找出未达到尺寸要求的部位，准确地找出不符合形线尺寸要求的“点”和“线”，划上火焰加热线与加热长度，针对尺寸的正负值，在壁厚方向上或内、或外利用火焰烤枪加热工件表面进行火焰矫正，当壳节有扭曲变形时，还要在壳节成形圆弧内侧，把壳节上口截面与下口截面上成形R不到位的、较近的两个“点”连接起来做为加热线，对其加热即可矫正扭曲变形。
全文摘要
本发明公开了大型椭圆形蜗壳壳节成形方法，它首先把零件上不同外形尺寸的部位分为不同的区域，对各个区域选用特殊的成形方法，逐一对各个区域成形来完成整个壳节的成形，就完成初步的成形工作，然后把初步成形的壳节，进行实际尺寸测量，找出未达到尺寸要求的部位，准确地找出不符合形线尺寸要求的“点”和“线”，划上火焰加热线与加热长度，利用火焰烤枪加热工件表面进行火焰矫正。本发明根据不同区域对尺寸要求各不相同的特点，采用划分区域、选用特殊的成形方法，逐一对各个区域成形来完成整个壳节的成形，整个壳节成形完成后，再利用火焰矫正壳节，保证了壳节的成形质量，在成形、矫形方面解决了大型椭圆形壳节在生产中存在的问题。
文档编号B21D21/00GK1903472SQ20061002155
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月8日 优先权日2006年8月8日
发明者吴艳国, 严祥兵 申请人:四川东风电机厂有限公司