CN113059063A - 一种格架条带的模具设计方法以及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种格架条带的模具设计方法，属于模具技术领域，包括：主机架；下模座；上模座；控制器。还提供了一种格架条带的加工方法，属于模具技术领域，包括：侧导板导料、冲导正钉孔、冲刚凸槽、搅浑翼分切、正面成型弹簧、反面成型刚凸、冲搅浑翼边、冲搅浑翼、切搅浑翼、切边、正面成型搅浑翼、反面成型搅浑翼、调整横弯、切断。本发明的有益效果为：保证冲压工序精准定位，很好的解决了格架条带整体变形收缩量大以及料带在轧制冲制过程中会使最终冲制的条带出现横弯的问题，保证格架条带的高精度。

Description

一种格架条带的模具设计方法以及加工方法
技术领域
本发明属于模具技术领域，涉及一种格架条带的模具设计方法以及加工方法。
背景技术
一定数量的燃料棒按照一定间隔排列(如：5×5或17×17等)并被固定成一束，再加上各种结构零部件，称为反应堆燃料组件，反应堆燃料组件主要由燃烧组件格架和燃料棒组成，燃烧组件格架由内条带与外条带组成，外条带指组成格架外框的条带，内条带指将各个燃料棒隔开的条带。
根据安全要求，反应堆堆芯要能够承受规定的极限事故工况，即假定冷却剂失水事故(LOCA)和安全停堆地震(SSE)同时发生，在LOCA和SSE两种载荷下，反应堆堆内构件的运动会使堆芯产生横向位移，堆芯的横向位移又会使核燃料组件发生横向位移，而在目前压水堆堆芯中，通常并排布置有数百个具有相同结构的燃料组件，从而会使燃料组件之间以及燃料组件与堆芯围板之间在格架位置产生碰撞。在四类工况下，主要的准则就是确保反应堆能紧急停堆，如保证安全注入***正常运行和有足够数量的控制棒***反应堆堆芯等，通用的设计准则通常为不会出现格架的永久变形。
现有的格架条带还没有统一通用的模具设计方法和加工方法，因此每次开发出的格架条带也五花八门，但这些格架条带往往由于模具设计方法和加工方法的不合理而经常有瑕疵，就容易出现例如格架条带整体变形收缩量大等的问题，制造的格架条带难以满足较高的使用要求，因此具有较大的改进空间。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种格架条带的模具设计方法以及加工方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种格架条带的模具设计方法，包括：
主机架，其设置有模座安装腔；
下模座，其设置于所述模座安装腔内并与所述主机架连接，所述下模座可拆卸的设置有导料装置，所述导料装置设置有用于定位格架条带的侧导板；
上模座，其设置于所述模座安装腔内，且所述上模座可朝所述下模座移动，所述上模座以及所述下模座均设置有驱动气缸以及加工头；
控制器，其设置于所述主机架，所述驱动气缸与所述控制器连接，所述控制器可根据所述执行程序通过所述驱动气缸驱动所述加工头加工格架条带。
较佳的，所述加工头为冲头或钻头或切割头。
一种格架条带的加工方法，包括格架条带的模具设计方法，还包括步骤如下：
S1：侧导板导料：通过侧导板精准导料，防止料带左右偏移；
S2：冲导正钉孔：对料带精冲导正钉孔，保证后续冲压工序精准定位；
S3：冲刚凸槽：在刚凸成型前需要将刚凸槽冲制完成；
S4：冲弹簧槽孔：在弹簧成型前需要将弹簧槽孔冲制完成；
S5：搅浑翼分切：在成型搅浑翼前将搅浑翼分切开，便于搅浑翼后续折弯；
S6：正面成型弹簧：冲制弹簧工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量；
S7：反面成型刚凸：冲制刚凸工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量；
S8：冲搅浑翼边：搅浑翼形状为折弯件,需提前将周边切开；
S9：冲搅浑翼：将搅浑翼周边切开便于之后折弯搅浑翼；
S10：切搅浑翼：导向管处无搅浑翼，需在成型导向管前将多余的搅浑翼切除；
S11：切边：条带的下边需要切边；
S12：正面成型搅浑翼：多组搅浑翼正面成型由一组凸凹模冲制完成；
S13：反面成型搅浑翼：多组搅浑翼反面成型由另一组凸凹模冲制完成；
S14：调整横弯：料带在轧制和冲制的过程中会使最终冲制的条带出现横弯，通过调整横弯装置对条带进行校正；
S15：切断：所有冲制工序全部完成，将条带从料带分离。
较佳的，在S10中，切搅浑翼完成后进行冲榫头：条带榫头与外条带插槽互相拼接，每个条带榫头用同组凸凹模一次冲出，保证条带与外条带装配缝隙一致，有效保证各个带片单元尺寸。
较佳的，在S13中，搅浑翼正反面都成型完成后进行正面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位；
在S13中，正面成型套管完成后进行反面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位。
较佳的，在S13中，反面成型套管完成后冲插槽：条带多道成型工序在前面冲制完成再冲插槽可减小条带步距方向的变形量。
较佳的，在S14中，调整横弯完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉；
较佳的，在S14中，切边完成后进行刺破：搅浑翼边结构复杂，冲头无法直接将边料一起切断，先将条带刺破再冲断；
在S14中，刺破完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉。
较佳的，在S14中，切边完成后进行调扇形：冲制的过程中会使条带出现扇形状态，通过调扇形装置对条带进行校正；
在S14中，调扇形完成后进行调整翘曲：冲制的过程中会使条带出现局部翘曲，通过调整翘曲装置对条带进行校正。
较佳的，在S3中，刚凸槽冲制完成后进行刚凸倒角：在刚凸成型前需要将刚凸两边倒角完成，对刚凸槽正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S4中，弹簧槽孔冲制完成后进行弹簧倒角：在弹簧成型前需要将弹簧槽倒角完成，对弹簧槽孔正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S8中，搅浑翼边冲制完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S8中，边倒角完成后进行冲制导向管缺口：导向管结构为正反两面成型，需在成型前将下端缺口冲制完成；
在S11中，条带的下边切边完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、保证冲压工序精准定位，很好的解决了格架条带整体变形收缩量大以及料带在轧制冲制过程中会使最终冲制的条带出现横弯的问题，保证格架条带的高精度。
2、条带多道成型工序在前面冲制完成再冲插槽可减小条带步距方向的变形量，在实际制造过程中，为了方便插接，插槽从外到内的宽度由小变大。
3、先将料带刺破再进行切边，能够更好的将条带与料带进行分离，防止由于搅浑翼边的结构复杂而导致将格架条带从料带上分离时产生不必要的形变。
4、通过调扇形以及调整翘曲能够将冲制过程中出现的弯折翘曲进行校正，保证格架条带的制造精度，校正了轧制和冲制的过程中所产生的横弯。
5、分别对刚凸、弹簧槽孔进行倒角是为了加强带片单元的工作强度，对搅浑翼边、条带的下边进行倒角是为了使带片单元平滑，防止毛刺对搅浑翼产生不必要的影响，同时防止工作人员在卸料时产生划伤。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的上模座的结构示意图。
图2为本发明的一较佳实施例的导料装置的加工示意图。
图3为本发明的一较佳实施例的下模座的加工示意图。
图中，100、下模座；200、导料装置；300、侧导板；400、上模座；410、驱动气缸；420、加工头。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1、图2、图3所示，一种格架条带的模具设计方法，包括：
主机架(图中未画出)，其设置有模座安装腔(图中未画出)。
下模座100，其设置于所述模座安装腔内并与所述主机架连接，所述下模座100可拆卸的设置有导料装置200，所述导料装置200设置有用于定位格架条带的侧导板300。
上模座400，其设置于所述模座安装腔内，且所述上模座400可朝所述下模座100移动，所述上模座400以及所述下模座100均设置有驱动气缸410以及加工头420，
控制器(图中未画出)，其设置于所述主机架，所述驱动气缸410与所述控制器连接，所述控制器可根据所述执行程序通过所述驱动气缸410驱动所述加工头420加工格架条带。
此处值得说明的是，该格架条带的加工模具是专为格架条带所设计的，在实际使用过程中，将导料装置200安装在下模座100上，保证下模座100固定不动，再将料带放在导料装置200上，通过控制器预先设定好的程序控制位于下模座100以及上模座400上的加工头420对料带进行制造加工。在实际使用过程中，控制器往往可以输入多段程序，从而实现一副模具能够加工多种规格不同或者形状不同的格架条带。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，加工头420可以是冲头，也可以是钻头，也可以是切割头，在实际制造过程中，加工头420只要是与格架条带制造加工相关的部件即可。
如图1、图2、图3所示，一种格架条带的加工方法(需要特别说明的是，这种格架条带主要包括：带片单元、刚凸、刚凸槽、弹簧、弹簧槽孔、搅浑翼、导向管以及套管等)，包括格架条带的模具设计方法，还包括步骤如下：
S1：侧导板导料：通过侧导板精准导料，防止料带左右偏移，侧导板为导料装置上用于定位所述格架条带的板状结构，为保证精准导料，侧导板需要较高的制造精度；
S2：冲导正钉孔：对料带精冲导正钉孔，保证后续冲压工序精准定位，对料带精冲导正钉孔主要是提高格架条带的加工精度，防止格架条带发生偏移；
S3：冲刚凸槽：在刚凸成型前需要将刚凸槽冲制完成，如果冲制刚凸之后再进行冲制刚凸槽，由于刚凸与刚凸槽距离较近，容易导致刚凸在刚凸槽冲制时变形；
S4：冲弹簧槽孔：在弹簧成型前需要将弹簧槽孔冲制完成，如果在成型弹簧之后再冲制弹簧槽孔，容易导致成型的弹簧在弹簧槽孔冲制时变形；
S5：搅浑翼分切：在成型搅浑翼前将搅浑翼分切开，便于搅浑翼后续折弯，由于搅浑翼需要相对于带片单元所在的平面朝内或朝外弯折，相邻两个带片单元的搅浑翼的折弯方向可能不一致，因此需要在成型搅浑翼前将搅浑翼分切开，搅浑翼用于在燃料组件内的各个流道之间和相邻的组件之间引起附加的流量搅混；
S6：正面成型弹簧：冲制弹簧工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量，需要注意的是，弹簧并非工业机械中常见的螺旋状弹性连接件，而是本领域的技术人员所熟知的专有名词，弹簧指的是位于带片单元中部所开设的具有弹性的区域，主要对燃料棒起固定作用，并提供合适的夹持力；
S7：反面成型刚凸：冲制刚凸工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量；
S8：冲搅浑翼边：搅浑翼形状为折弯件,需提前将周边切开，如果先折弯搅浑翼再切开搅浑翼边容易使得搅浑翼的弯折角度变形；
S9：冲搅浑翼：将搅浑翼周边切开便于之后折弯搅浑翼，如果先折弯搅浑翼再切开搅浑翼边容易使得搅浑翼的弯折角度变形；
S10：切搅浑翼：导向管处无搅浑翼，需在成型导向管前将多余的搅浑翼切除，导向管为本领域技术人员所熟知的特征，导向管为控制棒运动提供导向并且为控制棒下落提供缓冲作用；
S11：切边：条带的下边需要切边；
S12：正面成型搅浑翼：多组搅浑翼正面成型由一组凸凹模冲制完成；
S13：反面成型搅浑翼：多组搅浑翼反面成型由另一组凸凹模冲制完成；
S14：调整横弯：料带在轧制和冲制的过程中会使最终冲制的条带出现横弯，通过调整横弯装置对条带进行校正，调整横弯装置为加工头的一种；
S15：切断：所有冲制工序全部完成，将条带从料带分离。
在上述实施方式中，带片单元的数量至少为两个，刚凸、刚凸槽、弹簧、弹簧槽孔、搅浑翼、导向管以及套管等特征均位于带片单元，各个带片单元依次连接，多个形状不同的带片单元依次连接形成格架条带，格架条带的规格没有具体的规定，可以是由七个带片单元组成，也可以是由十七个带片单元组成。
优选的，在上述实施方式中，保证冲压工序精准定位，很好的解决了格架条带整体变形收缩量大以及料带在轧制冲制过程中会使最终冲制的条带出现横弯的问题，保证格架条带的高精度。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S10中，切搅浑翼完成后进行冲榫头：条带榫头与外条带插槽互相拼接，每个条带榫头用同组凸凹模一次冲出，保证条带与外条带装配缝隙一致，有效保证各个带片单元尺寸，优选的，榫头用于与外条带插槽互相拼接，因此需要保证内条带与外条带装配缝隙一致，同时榫头需要各个带片单元的尺寸相同。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S13中，搅浑翼正反面都成型完成后进行正面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位；
在S13中，正面成型套管完成后进行反面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S13中，反面成型套管完成后冲插槽：条带多道成型工序在前面冲制完成再冲插槽可减小条带步距方向的变形量，在实际制造过程中，为了方便插接，插槽从外到内的宽度由小变大。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S14中，调整横弯完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉，优选的，切边是为了冲切掉料带多余的部分，使得整个格架条带更加简洁平滑。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S14中，切边完成后进行刺破：搅浑翼边结构复杂，冲头无法直接将边料一起切断，先将条带刺破再冲断；
在S14中，刺破完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉，优选的，先将料带刺破再进行切边，能够更好的将条带与料带进行分离，防止由于搅浑翼边的结构复杂而导致将格架条带从料带上分离时产生不必要的形变。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S14中，切边完成后进行调扇形：冲制的过程中会使条带出现扇形状态，通过调扇形装置对条带进行校正；
在S14中，调扇形完成后进行调整翘曲：冲制的过程中会使条带出现局部翘曲，通过调整翘曲装置对条带进行校正，优选的，通过调扇形以及调整翘曲能够将冲制过程中出现的弯折翘曲进行校正，保证格架条带的制造精度，校正了轧制和冲制的过程中所产生的横弯。
如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，在S3中，刚凸槽冲制完成后进行刚凸倒角：在刚凸成型前需要将刚凸槽倒角完成，对刚凸槽正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性，保证制造精度；
在S4中，弹簧槽孔冲制完成后进行弹簧倒角：在弹簧成型前需要将弹簧两边倒角完成，对弹簧槽孔正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性，保证制造精度；
在S8中，搅浑翼边冲制完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性，保证制造精度；
在S8中，边倒角完成后进行冲制导向管缺口：导向管结构为正反两面成型，需在成型前将下端缺口冲制完成，导向管为控制棒运动提供导向并且为控制棒下落提供缓冲作用；
在S11中，条带的下边切边完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性，保证制造精度。
优选的，分别对刚凸、弹簧槽孔进行倒角是为了加强带片单元的工作强度，对搅浑翼边、条带的下边进行倒角是为了使带片单元平滑，防止毛刺对搅浑翼产生不必要的影响，同时防止工作人员在卸料时产生划伤。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种格架条带的模具设计方法，其特征在于，包括：
主机架，其设置有模座安装腔；
下模座，其设置于所述模座安装腔内并与所述主机架连接，所述下模座可拆卸的设置有导料装置，所述导料装置设置有用于定位格架条带的侧导板；
上模座，其设置于所述模座安装腔内，且所述上模座可朝所述下模座移动，所述上模座以及所述下模座均设置有驱动气缸以及加工头；
控制器，其设置于所述主机架，所述驱动气缸与所述控制器连接，所述控制器可根据所述执行程序通过所述驱动气缸驱动所述加工头加工格架条带。
2.如权利要求1所述的一种格架条带的模具设计方法，其特征在于：所述加工头为冲头或钻头或切割头。
3.一种格架条带的加工方法，其特征在于,包括如权利要求1至2任一项所述的格架条带的模具设计方法，还包括步骤如下：
S1：侧导板导料：通过侧导板精准导料，防止料带左右偏移；
S2：冲导正钉孔：对料带精冲导正钉孔，保证后续冲压工序精准定位；
S3：冲刚凸槽：在刚凸成型前需要将刚凸槽冲制完成；
S4：冲弹簧槽孔：在弹簧成型前需要将弹簧槽孔冲制完成；
S5：搅浑翼分切：在成型搅浑翼前将搅浑翼分切开，便于搅浑翼后续折弯；
S6：正面成型弹簧：冲制弹簧工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量；
S7：反面成型刚凸：冲制刚凸工序放在模具前端冲制可有效减小条带整体变形收缩量；
S8：冲搅浑翼边：搅浑翼形状为折弯件,需提前将周边切开；
S9：冲搅浑翼：将搅浑翼周边切开便于之后折弯搅浑翼；
S10：切搅浑翼：导向管处无搅浑翼，需在成型导向管前将多余的搅浑翼切除；
S11：切边：条带的下边需要切边；
S12：正面成型搅浑翼：多组搅浑翼正面成型由一组凸凹模冲制完成；
S13：反面成型搅浑翼：多组搅浑翼反面成型由另一组凸凹模冲制完成；
S14：调整横弯：料带在轧制和冲制的过程中会使最终冲制的条带出现横弯，通过调整横弯装置对条带进行校正；
S15：切断：所有冲制工序全部完成，将条带从料带分离。
4.如权利要求3所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S10中，切搅浑翼完成后进行冲榫头：条带榫头与外条带插槽互相拼接，每个条带榫头用同组凸凹模一次冲出，保证条带与外条带装配缝隙一致，有效保证各个带片单元尺寸。
5.如权利要求4所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S13中，搅浑翼正反面都成型完成后进行正面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位；
在S13中，正面成型套管完成后进行反面成型套管：套管贯穿整个条带，需将该工位放在模具后段冲制成型，以保证模具前端凸凹模避位。
6.如权利要求5所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S13中，反面成型套管完成后冲插槽：条带多道成型工序在前面冲制完成再冲插槽可减小条带步距方向的变形量。
7.如权利要求3所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S14中，调整横弯完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉。
8.如权利要求7所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S14中，切边完成后进行刺破：搅浑翼边结构复杂，冲头无法直接将边料一起切断，先将条带刺破再冲断；
在S14中，刺破完成后进行切边：条带冲制完成需将料带多余的搭边冲切掉。
9.如权利要求8所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S14中，切边完成后进行调扇形：冲制的过程中会使条带出现扇形状态，通过调扇形装置对条带进行校正；
在S14中，调扇形完成后进行调整翘曲：冲制的过程中会使条带出现局部翘曲，通过调整翘曲装置对条带进行校正。
10.如权利要求3所述的一种格架条带的加工方法，其特征在于：在S3中，刚凸槽冲制完成后进行刚凸倒角：在刚凸成型前需要将刚凸槽倒角完成，对刚凸槽正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S4中，弹簧槽孔冲制完成后进行弹簧倒角：在弹簧成型前需要将弹簧两边倒角完成，对弹簧槽孔正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S8中，搅浑翼边冲制完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性；
在S8中，边倒角完成后进行冲制导向管缺口：导向管结构为正反两面成型，需在成型前将下端缺口冲制完成；
在S11中，条带的下边切边完成后进行边倒角：在模具上一次对切边正反两面同时倒角，保证条带正反两面倒角的一致性。
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