一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法
2024-04-07 04:46:05
專利名稱：一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法
技術領域：
本發明涉及銅材加工技術領域，尤其涉及一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法。
背景技術：
目前600麗雙水內冷發電機因具有功率大、雙水內冷的雙重概念，因而成為今後發電機的發展方向。作為發電機內部的核心部件，現有的導線管在加工過程中選用實心式或內孔為矩形結構，使線圈耗材大，也造成機組體積龐大；在加工過程中採用單水及氫冷或氫氫冷的方式，使線圈冷卻效果差；拉伸過程中採用無芯式拉伸，使拉伸出的成品的尺寸精度低、內表面粗糙，最終也造成機組使用壽命的減短。因此，本領域的技術人員致力於開發一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加
工方法。
發明內容
有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種尺寸精度高的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法。為實現上述目的，本發明提供了一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，包括以下步驟步驟一，選擇管坯；步驟二，對選好的管坯進行熔鑄、擠壓、以及拉伸後形成圓管坯；步驟三，對成型的管坯進行軋制處理；步驟四，對軋制好的管坯進行退火處理；步驟五，將退火處理好的管坯進行過渡拉伸；步驟六，對過渡拉伸好的管坯再進行拉伸，形成成品。較佳地，所述步驟五中的過渡拉伸是採用介於矩形外模與圓柱狀遊動內模之間的帶圓弧和圓角的外形模具進行拉伸。較佳地，所述步驟一包括以下步驟第一步，根據所選管坯的截面對角線上最大的壁厚值確定導線管管坯的壁厚尺寸；第二步，根據遊動模拉伸條件確定遊動內模的尺寸參數；第三步，根據產品內孔尺寸，確定中間過渡產品的圓孔尺寸；第四步，根據第三步所確定的圓孔尺寸及產品長寬兩邊壁厚，再結合延伸係數，確定中間產品的壁厚尺寸；第五步，根據第三步以及第四步，再結合對角線壁厚條件，確定中間產品外型圓弧曲率半徑和圓角；
第六步，根據銅管加工變形條件，分別驗算和修正中間產品的尺寸參數；第七步，根據中間產品各項技術參數，最終確定導線管管坯的參數。進一步地，在所述第一步中，所述導線管管坯的壁厚尺寸為對角線壁厚尺寸的 1. 05-1. 25 倍。進一步地，所述第二步中的遊動模拉伸，內模模角小於外模模角2-3度，內模最大圓柱直徑與定徑直徑之差大於壁厚減縮的4倍。進一步地，所述第四步中的延伸係數，S卩加工變形率為1.45-1.75。進一步地，所述第五步中的對角線壁厚大於成品對角線壁厚1. 0-1. 5%。進一步地，所述第六步中銅管加工變形的加工率逐步減小。本發明具有如下的有益效果1、在加工工藝中使發電機導線管採用外矩形、內圓孔的結構，保證了導線截面積， 使大型機組裝機體積減少，節省了材料。2、在加工工藝中將發電機導線管的內孔設計為圓形，使雙水內冷成為可能，不僅提高了冷卻效果，光滑的圓孔內表也不易結垢，從而使機組工作狀況得到改善，使其壽命延長。3、發電機導線管從圓形管到矩形圓孔，改變了傳統發電機導線管外形為矩形內部為矩形孔的簡單拉伸工藝，採用遊動內模、矩形外模，獲得滿足設計要求的產品，同時尺寸精度高，內外表面光潔，並且可實現大長度線圈的生產。4、採用矩形外模，圓柱狀遊動內模，中間採用介於矩形與圓形之間的帶圓弧和圓角的外形模具，還可以穩定地完成600MW雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管生產。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及其產生技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。
圖1是本發明一具體實施例拉伸到成品的截面圖；圖2是本發明一具體實施例拉伸過渡過程中中間產品的截面圖；圖3是本發明一具體實施例確定的圓形管坯的截面圖。
具體實施例方式本發明一具體實施例，對管坯進行拉伸的具體實施例包括以下步驟步驟一，選擇管坯；在選擇管坯時，首先根據所選管坯的截面對角線上最大的壁厚值確定導線管管坯的壁厚尺寸，導線管管坯的壁厚尺寸為對角線壁厚尺寸的1.05-1.25 倍；其次根據遊動模拉伸條件確定遊動內模的尺寸參數；再次根據產品內孔尺寸，推算中間過渡產品的圓孔尺寸；再次根據所確定的圓孔尺寸及產品長寬兩邊壁厚，再結合加工變形率，確定中間產品的壁厚尺寸；再再結合對角線壁厚條件，確定中間產品外型圓弧曲率半徑和圓角；接著根據銅管加工變形條件，分別驗算和修正中間產品的尺寸參數；最後根據中間產品各項技術參數確定導線管管坯的參數。以上步驟結合圖1與圖3如下所示在圖1中，銅導線的內徑為D，外部矩形的長邊為A，短邊為B，外圓圓角半徑為r，薄側壁的厚度為Si，該銅導線的橫截面積中厚側壁的厚度為S2，對角線壁厚為Sd。其中，Sd=[ (^/A2+B2 -D ) /2]-0. 414*r為了使成品拉伸時的對角線有足夠的減壁量，在選擇管坯時，其壁厚必須大於Sd。 為了保證成品內孔光滑，不出現內孔對角線凹痕，對角線壁厚Sd與管坯壁厚SO的關係為 SO ^ (1.05-1. 25) Sd，從而也確定了管坯的壁厚值。由於該成品四周的壁厚Sl與S2是不相同的，在四個對角線上達到最大值，其中間也為圓孔型設計，在變形過程中必然會存在不均勻變形，因此原始的管坯選擇圓管為佳。在圖3中，圓管外徑為D0，管坯壁厚S0，圓管內孔直徑為d0。根據中間產品的尺寸參數，獲得內模尺寸D1，計算出圓管內孔直徑d0，該圓管外徑DO = S0+d0，即可獲得圓形管坯尺寸。再通過延伸係數1. 5-1. 85和周長減縮率25% -35%的驗算和修正，最後獲得管坯的合適尺寸DOXSO。步驟二，對確定好的管坯進行熔鑄、擠壓、以及拉伸後形成圓管坯。步驟三，對成型的管坯進行軋制處理。軋制銅管壁厚公差控制在士 10%以內。步驟四，對軋制好的管坯進行退火處理。退火性能抗拉強度控制在220_250Mpa。步驟五，將退火處理好的管坯進行過渡拉伸。如圖2所示，在該銅導線的橫截面積中，過渡銅導線的內徑為D1，過渡外部矩形的長邊為Al，過渡短邊為Bi，過渡外圓圓角半徑為rl，過渡薄側壁的厚度為S3，過渡厚側壁的厚度為S4，過渡對角線壁厚為Sdl。從SO到Sl和S2的過渡過程中，首先，根據遊動模拉伸條件，可以確定成品拉伸內模的幾何尺寸，從而確定中間過渡產品的內孔尺寸範圍。其次，由於Sl與S2不相等，按照不同的壁厚減縮率分別分配兩邊的壁厚減縮，進而得到S3、S4。再次，根據對角線壁厚大於成品對角線壁厚的原則，一般大於0. 05-0. 15mm,而確定的這一範圍要求通過A、B兩邊的圓弧曲率半徑和圓角半徑來控制和調整，待基本參數確定後，再以周長減縮和延伸係數來進行驗算和修正，一般周長減縮率25%-35%,不退火的情況下，延伸係數為1.5-1.85 ；最後確定出中間過渡產品各尺寸的參數。步驟六，對過渡拉伸好的管坯再進行拉伸，最後形成成品。根據確定的管坯、過渡產品、以及成品的技術參數可確定對該管坯進行拉伸的工藝，並設計出拉伸外膜和遊動內模，對拉伸模具的具體設計為現有技術，本文不再贅述。本發明採用上述方法，通過上述確定的技術參數以及工藝做出的產品尺寸精度高，內表面光潔。不僅可以提高冷卻的效果，其光滑的圓孔內表面不易結垢，從而使得發電機組的工作狀態得到改善，延長了使用壽命。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護範圍內。
權利要求
1.一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，所述雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管加工方法至少包括以下步驟步驟A 選擇管坯；步驟B 對步驟A選好的所述管坯進行熔鑄、擠壓、以及拉伸後形成圓管坯； 步驟C 對步驟B獲得的管坯進行軋制； 步驟D 對步驟C獲得的管坯進行退火處理； 步驟E 將步驟D獲得的管坯進行過渡拉伸； 步驟F 對步驟D獲得的管坯再進行拉伸，形成成品。
2.如權利要求1所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於 所述步驟A至少包括以下步驟步驟All 根據所選管坯的截面對角線上最大的壁厚值確定導線管管坯的壁厚尺寸； 步驟A12 根據遊動模拉伸條件確定遊動內模的尺寸參數； 步驟A13 根據成品內孔尺寸，確定中間過渡產品的圓孔尺寸； 步驟A14 根據步驟A13所確定的圓孔尺寸及產品長寬兩邊壁厚，再結合延伸係數，確定中間產品的壁厚尺寸；步驟A15:根據步驟A13以及步驟A14，再結合對角線壁厚條件，確定中間產品外型圓弧曲率半徑和圓角；步驟A16 根據銅管加工變形條件，分別驗算和修正中間產品的尺寸參數； 步驟A17 根據中間產品的技術參數，最終確定導線管管坯的參數。
3.如權利要求1或2所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於所述步驟E中的過渡拉伸是採用介於矩形外模與圓柱狀遊動內模之間的帶圓弧和圓角的外形模具進行拉伸。
4.如權利要求2所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於 所述導線管管坯的壁厚尺寸為對角線壁厚尺寸的1. 05-1. 25倍。
5.如權利要求2或4所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於所述步驟A12中的遊動模拉伸中，內模模角小於外模模角2-3度，內模最大圓柱直徑與定徑直徑之差大於壁厚減縮的4倍。
6.如權利要求5所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於 所述步驟A14中的延伸係數為1.45-1.75。
7.如權利要求6所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於 所述步驟A15中的對角線壁厚大於成品對角線壁厚1. 0-1. 5%。
8.如權利要求7所述的雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，其特徵在於 所述步驟A16中銅管加工變形的加工率逐步減小。
全文摘要
本發明公開了一種雙水內冷發電機矩形圓孔導線銅管的加工方法，通過選擇管坯；對選好的管坯進行熔鑄、擠壓、以及拉伸後形成圓管坯；對成型的管坯進行軋制處理；對軋制好的管坯進行退火處理；再將退火處理好的管坯進行過渡拉伸；然後對過渡拉伸好的管坯再進行拉伸，形成成品。本發明解決現工藝中採用線圈材料為實心式或內孔為矩形，使線圈耗材大，機組體積龐大，線圈冷卻效果差，最終造成機組使用壽命短的技術問題，具有省料，壽命長等優點。
文檔編號B21C1/22GK102172818SQ20111002918
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者徐宗保 申請人:徐宗保