一种无模具加工薄壳拱型外壳的方法.pdf

一种加工薄壳拱型外壳的液压无模具成型工艺，属于压力容器的设计和制造领域。
    一般防爆电器外壳的隔爆面精加工后，须进行1.0MPa的水压试验，以检查外壳强度和加工有无缺陷，若10秒钟内滴水不大于一滴即视为合格（参见GB3836.2-83《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”》附录A）。为达到这一标准，外壳必须有足够的壁厚，但实际生产中，壳体除做上述试验外不再做更大强度的预应力处理。在实际使用中，壳体受到大于1.0MPa力的作用后，就可能发生影响防爆性能的变形。另外在加工中，为了消除焊接应力，防爆电器壳体还必须做需要消耗大量能量的回火处理。这样加工的防爆电器壳体重量重，强度和刚度也难以达到理想值且工艺程序多。

    本发明的目的是：为了确保防爆电器壳体在出厂试验时，不破坏防爆面的精度和增强防爆电器壳体的防爆安全系数，并减轻其重量，采用一种独特成型工艺处理方法，使箱体在同样壁厚情况下，具有较理想的抗外压与承内压能力的薄壳拱型结构，从而明显地提高箱体防爆安全系数，又有效地减轻壳体重量和消除焊接应力。

    本发明的方案是：在箱体焊接工序后精加工之前，采用过额定检验值某倍数的液压力，将壳体用压-泄-压-泄的程序对腔体注液和放液。使得壳体通过塑性变形而形成薄壳拱型结构。这一工艺过程同时赋于壳体一定地抗变形预应力，从而增加壳体的防爆安全系数。也就是说在不作回火处理的情况下消除了杂散分布的焊接预应力。本方案减少了防爆电器壳体的加工工序和能耗，降低了制造成本。

    本发明的特征为：在焊接加工完壳体后，按照一定的速率往腔体注入液体，施加规定值的液压力，并保持一段时间，然后再按一定的速率，泄放注入的液体，将施加的液压力下降到规定值，接着再按一定的速率上升到规定的压力值。如此反复若干次，最后一次将液压力降至为零，让腔体通过受压塑性变形，形成自然的薄壳拱型结构面。

    下面结合实例对本发明进一步加以说明：焊接加工完后的壳体，将腔体和盖用特制的快卸卡1连为一体，如图1所示。在腔体和盖中间垫上一定厚度的密封垫2，以保证其密封性。在注液时加压缸3输出的压力液体按照0.1～0.7kg/cm2·S的加压速率注入腔体，使得腔体内压力达到1.2～1.5倍额定水压力试验压力。保持一段时间后，用脚踩特制的脚踏释压阀4，按2～3kg/cm2·S减压速率释放液体。如此反复2～7次，腔体表面即可形成自然的薄壳拱型结构面。该结构可在不增加壁厚的情况下，将防爆电器壳体的抗内外压强度提高1.5倍以上，使安全系数由额定的8倍提高到12倍以上。如对壳体表面再加压筋或加筋处理，则效果更佳。图1为注液、泄液示意图。