论文部分内容阅读
摘 要：文章针对本公司细长薄壁屏蔽罩的生产加工，总结出了一整套的加工工艺。该工艺对于没有专用旋压设备的生产厂家提供了生产类似工件的依据，具有极强的参考价值。
关键词：细长屏蔽罩；旋压工艺；胎模具；薄壁件焊接
GIS高压组合电器中的屏蔽罩是产品中起屏蔽和均衡电场的重要组成部件。以前，生产高压电器的厂家大多采用拉深的方法成形。随着高压电器的日益小型化，空间结构变得越来越紧凑，越来越复杂，屏蔽罩也变得越来越奇形怪状，拉深工艺已经远远不能满足这些屏蔽罩的成形。近年来很多厂家引进了旋压生产线，对屏蔽罩进行旋压成形。但由于该工艺一般都需有专用设备，所以对于很多异形件，一般都要到专业的国外或国内的厂家进行外协加工，价格昂贵，供货周期很难保证。文章针对细长薄壁屏蔽罩在普通车床上的旋压工艺、旋压胎具、薄壁件焊接等工艺在实践中进行了总结，为没有专用设备而要生产类似屏蔽罩的厂家提供了第一手资料。
图1中屏蔽罩材料L4，M态；内径Φ248±1mm，长1642mm，壁厚2mm，两端翻边，如图2所示。5KBb.547.107比5KBb.547.106不仅直径小，而且长（106直径Φ320mm，长842mm），制造起来更困难，因此这里主要介绍107屏蔽罩的生产工艺。
一、屏蔽罩筒的旋压
本着立足实际的原则，决定在现有的生产条件下，采用在普通车床上整体旋压的方法成形。考虑到旋压后筒壁变薄，纯铝薄壁焊接困难，以及尺寸与形位公差要求严格等特点，决定把屏蔽罩的初始旋压材料改为3t的L4纯铝板。以上的方案制定以后，我们确定了最初的工艺过程，即：下料——槽头——卷筒——焊接纵逢——打磨焊道——旋压压光——打磨外圆——旋压翻边——焊接法兰和小罩一一打磨外圆。
（一）下料及筒的焊接。下料尺寸是影响该筒能否旋压成形的至关重要的因素。下料尺寸大，旋压时筒壁不易靠胎，需多次旋压，料厚减薄多且易形成在锥度；下料尺寸小，装模时困难，且旋压过程中筒受到的径向拉力大，容易开裂。目前，我们采用的下料尺寸为798±1（圆周）×1960（轴向），卷筒后内径尺寸比胎大1～2mm，长度尺寸1960mm中包含夹头110mm。
下料之后，开始在卷板机上进行槽头处理。两端槽头不易太长，约40mm，并要求槽头与两端面垂直。卷成的筒，合缝时内径约为Φ251mm，其对接缝开口时为2～15mm之间。在进行纵缝焊接之前，必须清理筒内、外壁距离焊口两侧10mm范围内的油污、氧化皮等污物，有240#砂纸砂光直至露出金属光泽，然后用干净布沾适量的丙酮或者酒精将砂光部位擦干净；同样用240#砂纸砂光焊丝，用干净布沾适量的丙酮或者酒精擦干净备用。然后用钨极氩弧焊设备和清理好的焊丝点焊纵缝，每个焊点相距150mm，点固后在筒内壁焊接部位垫上木板，用木锤或者胶皮锤轻轻捶击木板，以保证焊口靠紧靠严。
（二）筒的旋压。筒旋压一方面要考虑旋压胎具的设计，另一方面要考虑旋压工艺，两者缺一不可。
1.筒压光胎具的设计。筒焊接完成后，需要进行旋压压光，碾平焊道，校正同轴度。经过深思熟虑，并经过在实践中不断进行修改，最终设计了如图2所示的旋压压光胎具。该胎具采用一根主轴、两根支撑轴、两个立板所构成的三轴、两立板框架式结构，其中主轴上装有压光轮。在旋压过程中，根据实践我们对胎具的以下几个方面进行了调整。 在支撑轴上装上贯长的支撑轮。可消除在筒母线上形成波浪形。支撑轴与支撑轮之间的相对滑动部件改为轴承。保证铜套与轴之间的间隙均匀④压光缩量考虑。由于加热旋压，卸料后，筒势必产生收缩。设计最初我们给了2mm的缩量，保证外切圆的工作尺寸为Φ250mm。
2.翻边胎具的设计。采用图3所示的结构进行翻边旋压。一方面，可换性强，只要更换支撑圆盘，就可以对另外的筒进行翻边操作，而且不受翻边工件长度限制；另一方面，脱模顺畅，重量轻。该胎具的设计为同类翻边模具的设计提供了新思路。
二、附属件的焊接
如图1所示，筒旋压完成后，还必须进行附属件的焊接。附属件的焊接分两步，焊接法兰及焊接小罩。
（一）定型。焊接后筒放置约2小时，使筒壁温度降低，当温度降低到40～70℃，反复用冷湿布冷却筒壁，直至筒壁温度降至室温为止。然后卸下内撑工具，检查尺寸。把内撑工具置于筒内进行定型，对释放焊接残余应力时防止筒变形作用重大。
（二）屏蔽罩打磨。附属件焊接之后，须对内孔进行打磨（外圆已经在旋压时打磨完成）。粗磨时，将工件装夹到自制的内孔抛光机上，用60#布砂轮打磨，直至表面无凸凹处；精磨时，用50#布砂轮加煤油打磨，使表面光洁度达到图纸要求。对有局部缺陷的屏蔽罩，须对之进行补焊，手工打磨后上内抛光机打磨抛光。
该屏蔽罩的成功制造，节约了每件3万元的外协费用，为公司细套管的采用奠定了坚实的基础，同时也对其它类似工件的生产提供了借鉴经验。
参考文献
[1] 中国机械工程学会.焊接手册[S].北京：机械工业出版社，2000.
关键词：细长屏蔽罩；旋压工艺；胎模具；薄壁件焊接
GIS高压组合电器中的屏蔽罩是产品中起屏蔽和均衡电场的重要组成部件。以前，生产高压电器的厂家大多采用拉深的方法成形。随着高压电器的日益小型化，空间结构变得越来越紧凑，越来越复杂，屏蔽罩也变得越来越奇形怪状，拉深工艺已经远远不能满足这些屏蔽罩的成形。近年来很多厂家引进了旋压生产线，对屏蔽罩进行旋压成形。但由于该工艺一般都需有专用设备，所以对于很多异形件，一般都要到专业的国外或国内的厂家进行外协加工，价格昂贵，供货周期很难保证。文章针对细长薄壁屏蔽罩在普通车床上的旋压工艺、旋压胎具、薄壁件焊接等工艺在实践中进行了总结，为没有专用设备而要生产类似屏蔽罩的厂家提供了第一手资料。
图1中屏蔽罩材料L4，M态；内径Φ248±1mm，长1642mm，壁厚2mm，两端翻边，如图2所示。5KBb.547.107比5KBb.547.106不仅直径小，而且长（106直径Φ320mm，长842mm），制造起来更困难，因此这里主要介绍107屏蔽罩的生产工艺。
一、屏蔽罩筒的旋压
本着立足实际的原则，决定在现有的生产条件下，采用在普通车床上整体旋压的方法成形。考虑到旋压后筒壁变薄，纯铝薄壁焊接困难，以及尺寸与形位公差要求严格等特点，决定把屏蔽罩的初始旋压材料改为3t的L4纯铝板。以上的方案制定以后，我们确定了最初的工艺过程，即：下料——槽头——卷筒——焊接纵逢——打磨焊道——旋压压光——打磨外圆——旋压翻边——焊接法兰和小罩一一打磨外圆。
（一）下料及筒的焊接。下料尺寸是影响该筒能否旋压成形的至关重要的因素。下料尺寸大，旋压时筒壁不易靠胎，需多次旋压，料厚减薄多且易形成在锥度；下料尺寸小，装模时困难，且旋压过程中筒受到的径向拉力大，容易开裂。目前，我们采用的下料尺寸为798±1（圆周）×1960（轴向），卷筒后内径尺寸比胎大1～2mm，长度尺寸1960mm中包含夹头110mm。
下料之后，开始在卷板机上进行槽头处理。两端槽头不易太长，约40mm，并要求槽头与两端面垂直。卷成的筒，合缝时内径约为Φ251mm，其对接缝开口时为2～15mm之间。在进行纵缝焊接之前，必须清理筒内、外壁距离焊口两侧10mm范围内的油污、氧化皮等污物，有240#砂纸砂光直至露出金属光泽，然后用干净布沾适量的丙酮或者酒精将砂光部位擦干净；同样用240#砂纸砂光焊丝，用干净布沾适量的丙酮或者酒精擦干净备用。然后用钨极氩弧焊设备和清理好的焊丝点焊纵缝，每个焊点相距150mm，点固后在筒内壁焊接部位垫上木板，用木锤或者胶皮锤轻轻捶击木板，以保证焊口靠紧靠严。
（二）筒的旋压。筒旋压一方面要考虑旋压胎具的设计，另一方面要考虑旋压工艺，两者缺一不可。
1.筒压光胎具的设计。筒焊接完成后，需要进行旋压压光，碾平焊道，校正同轴度。经过深思熟虑，并经过在实践中不断进行修改，最终设计了如图2所示的旋压压光胎具。该胎具采用一根主轴、两根支撑轴、两个立板所构成的三轴、两立板框架式结构，其中主轴上装有压光轮。在旋压过程中，根据实践我们对胎具的以下几个方面进行了调整。 在支撑轴上装上贯长的支撑轮。可消除在筒母线上形成波浪形。支撑轴与支撑轮之间的相对滑动部件改为轴承。保证铜套与轴之间的间隙均匀④压光缩量考虑。由于加热旋压，卸料后，筒势必产生收缩。设计最初我们给了2mm的缩量，保证外切圆的工作尺寸为Φ250mm。
2.翻边胎具的设计。采用图3所示的结构进行翻边旋压。一方面，可换性强，只要更换支撑圆盘，就可以对另外的筒进行翻边操作，而且不受翻边工件长度限制；另一方面，脱模顺畅，重量轻。该胎具的设计为同类翻边模具的设计提供了新思路。
二、附属件的焊接
如图1所示，筒旋压完成后，还必须进行附属件的焊接。附属件的焊接分两步，焊接法兰及焊接小罩。
（一）定型。焊接后筒放置约2小时，使筒壁温度降低，当温度降低到40～70℃，反复用冷湿布冷却筒壁，直至筒壁温度降至室温为止。然后卸下内撑工具，检查尺寸。把内撑工具置于筒内进行定型，对释放焊接残余应力时防止筒变形作用重大。
（二）屏蔽罩打磨。附属件焊接之后，须对内孔进行打磨（外圆已经在旋压时打磨完成）。粗磨时，将工件装夹到自制的内孔抛光机上，用60#布砂轮打磨，直至表面无凸凹处；精磨时，用50#布砂轮加煤油打磨，使表面光洁度达到图纸要求。对有局部缺陷的屏蔽罩，须对之进行补焊，手工打磨后上内抛光机打磨抛光。
该屏蔽罩的成功制造，节约了每件3万元的外协费用，为公司细套管的采用奠定了坚实的基础，同时也对其它类似工件的生产提供了借鉴经验。
参考文献
[1] 中国机械工程学会.焊接手册[S].北京：机械工业出版社，2000.