[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1500575A [43]公开日2004年6月2日
[21]申请号02145259.8[22]申请日2002.11.13
[21]申请号02145259.8
[71]申请人中国船舶重工集团公司第七一一研
究所
地址200011上海市南江路18号
[72]发明人朱秀章 戴冶艇 林继青 周玲玲 [74]专利代理机构上海专利商标事务所代理人常明
[51]Int.CI 7B21D 41/04
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及一种铝合金气瓶缩口制作方法，通
过液压机实施挤压，在液压机下梁上固定安置缩口
450℃～480℃温度范围，将气瓶坯料置入缩口模具
内，缩口模具的热量立即传递给铝合金瓶坯。下移
液压机动梁使加载模具抵住瓶坯底部，再下移液压
机动梁并向瓶坯施加挤压力，使瓶坯口全部压入缩
口模具内，就此完成缩口成型。然后上移液压机动
梁，进行脱模，并将缩口成型的气瓶从缩口模具中
取出。本发明的铝合金气瓶缩口制作方法具有简化
加工方法、提高产品质量和加工合格率、节能效果
显著、减少设备投资、降低生产成本等项优点。
02145259.8权 利 要 求 书第1/1页 1.一种铝合金气瓶缩口制作方法，通过液压机实施挤压，其特征在于，在液压机下梁上固定安置缩口模具，在液压机动梁上固定安置加载模具，缩口模具内装有嵌入式电加热棒，对缩口模具通电加热至450℃～480℃温度范围，将气瓶坯料置入缩口模具内，缩口模具的热量立即传递给铝合金瓶坯，下移液压机动梁使加载模具抵住瓶坯底部，再下移液压机动梁并向瓶坯施加挤压力，使瓶坯口全部压入缩口模具内，就此完成缩口成型，然后上移液压机动梁，进行脱模，并将缩口成型的气瓶从缩口模具中取出。
02145259.8说 明 书第1/3页
铝合金气瓶缩口制作方法
技术领域
本发明涉及铝合金气瓶，特别涉及一种铝合金气瓶的缩口制作方法。背景技术
在制造铝合金气瓶时需将铝合金料块经挤压成杯状筒体后，再缩口成型制成气瓶。目前国内外生产厂家一般采用下列两种缩口制作方法：一种是旋压收口法(如图1所示)，另一种是成型模挤压法(如图2所示)。无论采用上述哪种方法，均应将铝合金瓶口成型部分加热以减小其变形抗力。从图1和图2中可以看到，变形区1以外的瓶体部分为传力区2，该部分可传递的力或扭矩应大于缩口的变形力，否则瓶体
即失稳变形导致破坏。为此，在瓶体变形区1采用加热的方法以降低铝合金的强度，增加塑性，尽量降低其变形抗力，同时应尽量将传力区2的温度控制在一定的范围内，以保证传力区2部分筒体保持较高的刚度和强度，从而保证缩口的成功率。图中标号3表示为缩口机夹具，4表示为缩口滚轮，5表示为缩口成型模，6表示为挤压力。 由于气瓶用铝合金过烧温度约540℃，故其加热温度不宜超过500℃，又因铝合金具有极好的导热性，当对变形区1加热时，传力区2也很快地受热，传力区2的强度将下降。为避免传力区2温升太快，只能采用功率相当大的中频加热设备，使加热区在几秒钟内迅速加热至预定的温度。但因加热设备和缩口设备不能结合在一起，故缩口过程实际操作为二道工序：即先在中频加热设备上将铝合金瓶坯加热，然后迅速将加热后的工件装夹到缩口设备上缩口。由于上道工序取下工件至下道工序装夹需要一定的时间，导致变形区温度下降，传力区温度升高，由此引起工艺的不稳定性，致使产品合格率较低。
上述中频加热的另一难以解决的问题是对加热温度的测定。由于中频加热时为保证工件周向温度均匀，工件加热时必须旋转，故无法采用接触式测温仪，而采用红外线遥测又因工件温度低而误差很大。另外，由于工件差
异、电压波动、环境温度等因素的影响，使得实际加热温度差异很大。铝合金塑性变形的机理是晶体的位错和滑移，其变形速度与铝合金的加热温度密切相关，一定的加热温度必须要与一定的变形速度相适应。在中频加热过程中，温度测量不精确，装夹时间不一致，从而导致变形区温度不确定，而挤
压速度却是一定的，这也是中频加热缩口工艺稳定性差，产品合格率低的又一原因。
发明内容
本发明的任务是提供一种改进的铝合金气瓶缩口制作方法，采用加热缩口一次成型的制作方法，解决了现有技术所用二道工序致使工艺稳定性差、产品合格率低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种铝合金气瓶缩口制作方法，通过液压机实施挤压，在液压机下梁上固定安置缩口模具，在液压机动梁上固定安置加载模具，缩口模具内装有嵌入式电加热棒，对缩口模具通电加热至450℃～480℃温度范围，将气瓶坯料置入缩口模具内，缩口模具的热量立即传递给铝合金瓶坯，下移液压机动梁使加载模具抵住瓶坯底部，再下移液压机动梁并向瓶坯施加挤压力，使瓶坯口全部压入缩口模具内，就此完成缩口成型，然后上移液压机动梁，进行脱模，并将缩口成型的气瓶从缩口模具中取出。
本发明采用加热缩口一次成型的制作方法，在液压机缩口模具内安装嵌入式电加热棒，加热棒具有足够的功率，能在很短的时间内提供足够的热量。在缩口模具上还安装嵌入式热电偶，通过二次仪表的测量和控制，使模具温度保持在450℃～480℃之间。将未经加热的工件即气瓶坯料直接置入模腔，再向工件施加缩口变形的挤压力，该挤压力不得大于工件传力区能承受的支反力。当工件与模具接触后，
模具的热量立即传递给铝合金筒体，随着工件变形区温度的上升，变形抗力逐步降低，当变形抗力小于挤压力时，工件逐步变形，随着变形程度的增大，工件与模具的接触面积也随之增大，工件受热就越快，变形速度也越快。由于挤压力是恒定的，挤压速度是随着变形速度改变的，因而其工艺稳定性好，产品合格率高。
本发明的铝合金气瓶缩口制作方法具有下列优点：
1.简化了加工方法。将现有技术的二道工序合并成一道工序，提高了生产效率，减轻了工人操作的劳动强度，改善了生产环境。
2.提高了产品质量和加工合格率。
3.节能效果显著。模具加热的功率比现有技术中的中频炉小得多，模具外表具有良好的保温层，热量损失少，比现有技术节能60％以上。
4.减少设备投资，降低生产成本。现有技术中的一套中频加热设备投资达20多万元，而采用本发明方法的一套电加热式模具投资不足万元，还可省去中频机的辅助设备和操作人员，大大降低了气瓶缩口制作的生产成本。附图说明
图1是现有技术中的预热旋压缩口成型法示意图。
图2是现有技术中的预热挤压缩口成型法示意图。
图3是采用本发明铝合金气瓶缩口制作方法的加热式缩口模成型法示意图。
图4是采用本发明铝合金气瓶缩口制作方法在液压机上缩口操作示意图。具体实施方式
参看图3和图4，按照本发明的铝合金气瓶缩口制作方法，由液压机实施挤压。首先在液压机下梁21上固定安置缩口模具22，在液压机动梁23上固定安置加载模具24。图中标号25是液压机上梁。缩口模具22内装有嵌入式电加热棒11，对缩口模具22通电加热。缩口模具22上还装有嵌入式热电偶12，通过二次仪表13的测量和控制，使模具温度保持在450℃～480℃之间。 将气瓶坯料7置入缩口模具22内，缩口模具22的热量立即传递给铝合金瓶坯7，下移液压机动梁23使加载模具24抵住瓶坯7底部，再下移液压机动梁23，并向瓶坯施加挤压力，使瓶坯口全部压入缩口模具22内，就此完成缩口成型。
然后上移液压机动梁23，进行脱模，并将缩口成型的气瓶从缩口模具22中取出。
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