CN103978085A - 一种冲压成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冲压成形方法，其步骤如下：（1）将一LDPE薄膜铺设在凹模的定位台面上；（2）将一钢板坯料铺设在该LDPE薄膜上；（3）将另一LDPE薄膜铺设于该钢板坯料上；（4）在该另外一LDPE薄膜上放上一压边环，将该钢板坯料夹持在该压边环与凹模之间；（5）凸模置于该凹模上方，并向下冲压，该钢板坯料向下拉伸成形；（6）该凸模返程向上升，退出。进一步，还包括油压机，该凹模置于油压机的底座上，该凸模置于该油压机的液压缸上。本发明解决了所制得的封头难于清洗，X射线拍片探伤合格率低，焊接后返修率高的技术问题，且结构简单，成本低廉，广泛适用于工业生产。

Description

一种冲压成形方法
技术领域
本发明涉及一种冷冲压领域。
背景技术
冷冲压成形的封头广范应用于工矿企业生产和民用产品制造的中、低压压力容器容器，社会需求量巨大。近年来，我公司制造的钢制中、低压压力容器台数每年均以30%递增，年产量过2万台。
封头的传统冷冲压成形工艺为：预先在钢板坯料与模具接触的上底面和下底面均涂上润滑油，进行冲压，拉伸成形。其中，用润滑油做冲压拉伸过程润滑是减少钢板坯料成形过程的摩擦阻力，降低因摩擦阻力过大导致成形封头拉伤报废。
但是，这种润滑方法在封头冲压拉伸成形过程中由于钢板晶粒拉伸而减薄使表面粗糙加大，润滑油渗入并粘附在钢板表面，令成形后封头内外表面的润滑油无法彻底清除，导致封头组对环缝后焊接时润滑油受热燃烧产生大量浓烟，浓烟雾和燃烧剩余物渗入到焊缝中使焊缝产生气孔和夹渣，造成焊缝返修率高，焊缝X射线探伤合格率低，从而增加产品的生产成本和生产周期。
本申请人为解决封头成形后表面油污清除问题，经查找文献和实验筛选，采用压缩空气喷砂方法来清除粘附在封头表面油污效果比较好，封头组对成环焊缝，焊接成形后X射线拍片探伤合格率得到明显提高。但是，但该清除方法使整体的生产成本增大，生产效率降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种冷冲压结构，使制得的封头能避免润滑油粘附，解决难以清洗，X射线拍片探伤合格率低等技术问题。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种冲压成形方法，其步骤如下：
（1）将一LDPE薄膜铺设在凹模的定位台面上；
（2）将一钢板坯料铺设在该LDPE薄膜上；
（3）将另一LDPE薄膜铺设于该钢板坯料上；
（4）在该另外一LDPE薄膜上放上一压边环，将该钢板坯料夹持在该压边环与凹模之间；
（5）凸模置于该凹模上方，并向下冲压，该钢板坯料向下拉伸成形；
（6）该凸模返程向上升，退出。
进一步，还包括油压机，该凹模置于油压机的底座上，该凸模置于该油压机的液压缸上。
进一步，该LDPE薄膜为非返新切片制成的LDPE薄膜。
具体地，该LDPE薄膜的厚度为0.020～0.030mm，
优选地，该LDPE薄膜的厚度为0.025mm。
本发明的原理为：LDPE薄膜受热350℃-450℃会裂解，并在缺氧高温高压的条件下产生碳化物，根据LDPE塑料薄膜的这一特性，结合冷冲压封头过程，本发明决定利用LDPE塑料薄膜代替封头冷冲压成形的润滑剂，并将LDPE塑料薄膜分别铺设于钢板坯料的上底面和下底面。使用本发明的封头，冷冲压成形后外观平滑没出现拉伤等缺陷，只是在封头外表面直边部位粘有一层极薄的黑色碳化物，这些黑色碳化物用布轻轻一沫或在采用火焰切割封头直边时很容易被彻底清除，免除封头成形后清洗、喷砂工序，保证焊缝的焊接质量，提高了焊缝X射线探伤合格率，有效地提高生产率和降低生产成本。
为了更直观地了解本发明的技术效果，用本发明、对照组一、对照组二、对照组三和对照组四分别实际生产相同规格的封头。对照组一的冲压结构与本发明相似，其不同点在于，将本发明的两张LDPE薄膜替换成HDPE薄膜；对照组二也与本发明相似，不同点在于，将本发明的两张LDPE薄膜替换成废旧回收再生的LDPE薄膜；对照组三也与本发明相似，不同点在于，将本发明的两张LDPE薄膜替换成PVC薄膜；对照组四未设有LDPE薄膜，而是在钢板坯料的上底面和下底面涂上机械润滑油或植物油。以制作壁厚的封头为例，其实验结果见表1。
由表1可知，通过与HDPE薄膜、机械润滑油或植物油对比，LDPE薄膜用于冷冲压具有良好的润滑效果，使制作出来的封头具备易清洗，X射线拍片探伤合格率高等优点。
与现有技术相比，具有如下积极效果：1、本发明解决了所制得的封头难于清洗，X射线拍片探伤合格率低，焊接后返修率高的技术问题，且结构简单，成本低廉，广泛适用于工业生产；2、由于现有技术需要在钢板坯料上涂膜润滑油，而本发明简省了这一步骤，提高了生产效率，提高经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的拆解示意图。
图2是本发明的组合示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明包括凹模10、凸模20、压边环30、钢板坯料40和两张LDPE薄膜50。
进一步，还包括油压机60，该油压机60包括机架61、电机62、液压泵63、油箱64、底座66和液压缸67。机架61由顶板611、底板613和多根支柱612构成，该支柱612的两端分别连接顶板611和底板613。电机62和油箱64分别连接液压泵63，液压缸67设于机架61上，并与通过输油管和回油管与液压泵63连接，该液压缸67具有液压横梁65，该液压横梁65水平设置，并与机架61的支柱612活动连接。由液压泵63控制该液压缸67向下顶出，液压横梁65用于限制液压缸垂直上下活动。底座66固定设在机架61的底板613上，并与上方的液压缸67同在一中垂线上。该凸模20设于液压缸67上，该凹模10设于底座66上。
以本发明用于冷冲压椭圆形封头为例，其制作工序如下：预先裁剪两张LDPE薄膜50，使每张LDPE薄膜50与圆形钢板坯料40大小相同；该凸模20设于油压机60的液压缸67上，该凹模10设于液压缸67的底座66上。先把一张圆形LDPE薄膜50铺设在凹模10的定位台面上。圆形钢板坯料40铺设在该LDPE薄膜50上，再将另一张圆形LDPE薄膜50铺设于圆形钢板坯料40上，在该另外一圆形LDPE薄膜50上放上一压边环30，通过螺钉将该圆形钢板坯料40夹持在该压边环30与凹模20之间。然后，油压机60的液压缸67上的凸模20向下冲压，圆形钢板坯料40向下拉伸成形，油压机60的液压缸67返程向上升，凸模20退出，圆形钢板坯料40便冲压成一个椭圆形封头。
优选地，该LDPE薄膜50即为低密度聚乙烯薄膜，本发明的LDPE薄膜50选用为非返新切片制成的LDPE薄膜。由于废旧回收再生的返新LDPE薄膜含有杂质，在冲压过程中产生少量油脂及粒状混合物，所以不能选用废旧回收再生的返新LDPE薄膜产品，该LDPE薄膜50厚度为0.020～0.030mm，具体地，该LDPE薄膜50厚度为0.025mm。
经实验分析得知，当凸模20向下冲压时，LDPE薄膜50夹在钢板坯料40与凸模20／凹模10之间，由于封头模具与封头坯料接触间隙极小，因此接触面此时是处于缺氧状态，在钢板坯料40继续向下拉伸时由于接触面相互摩擦，在接触面的封头表面形成瞬间高温高压，使LDPE塑料薄膜产生缺氧裂解并出现不完全碳化，生成一种碳化物起着拉伸过程的润滑作用，这种碳化物润滑剂能有效地减小摩擦系数和摩擦力，使封头顺利下滑成形。而这些碳化物自身还有一点极小的拉力，说明LDPE薄膜50还末完全碳化，它与封头外表平面不产生粘附，也容易被清除。免除了成形后封头清洗、喷砂工序，有效地提高生产率和降低生产成本。
用本发明冲压的椭圆形封头成形美观，椭圆形封头顶圆半径和过渡半径及封头直边完全符合GB150-2011《压力容器》制造标准的要求，而且封头内外表面没粘附着任何油污，只用布一擦封头内外表面像新钢板一样清洁，完全符合压力容器焊接要求，使用这种封头制造压力容器焊接时不产生浓烟，焊后焊缝美观与母材过渡圆滑，X射线探伤合格率达98%以上，提高了生产效率，降低生产成本。
对此作出了成本核算：将采用本发明所制得的封头与采用油性矿物质油和植物油作为冷冲压成形润滑的冲压结构所制得的封头比较，X射线探伤合格率提高了25%；另外，节约清洗或喷砂油污费用，以每年制造封头40000个计算，节约清洗或喷砂油污费用（封头40000个×1.5=60000元）,节约X射线胶片和拍片费用（胶片5000张×5=25000元），节约焊缝返修费用和焊条费用（返修5000处×10=50000元），一年合计节约13.5万元。还缩短产品的生产周期，提高产品质量，创造良好经济效益。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种冲压成形方法，其特征在于，其步骤如下：
（1）将一LDPE薄膜铺设在凹模的定位台面上；
（2）将一钢板坯料铺设在该LDPE薄膜上；
（3）将另一LDPE薄膜铺设于该钢板坯料上；
（4）在该另外一LDPE薄膜上放上一压边环，将该钢板坯料夹持在该压边环与凹模之间；
（5）凸模置于该凹模上方，并向下冲压，该钢板坯料向下拉伸成形；
（6）该凸模返程向上升，退出。
2.如权利要求1所述冲压成形方法，其特征在于：还包括油压机，该凹模置于油压机的底座上，该凸模置于该油压机的液压缸上。
3.如权利要求1所述冲压成形方法，其特征在于：该LDPE薄膜为非返新切片制成的LDPE薄膜。
4.如权利要求1所述冲压成形方法，其特征在于：该LDPE薄膜的厚度为0.020～0.030mm。
5.如权利要求4所述冲压成形方法，其特征在于：该LDPE薄膜的厚度为0.025mm。
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