專利名稱：拋物線-圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞叩闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋物線-圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?或稱樣板)，屬于壓力 容器制造工藝裝備技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述封頭，是壓力容器的重要組成部分，而所述封頭以凸形封頭最為常用。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998《鋼制壓力容器》所給出的凸形封頭有4種類型，即橢圓形封頭、碟形 封頭、球冠形封頭和半球形封頭。其中橢圓形封頭推薦采用長短軸比值為2的標(biāo)準(zhǔn)型封頭， 其綜合性能較好，獲得最廣泛應(yīng)用；球形封頭大多用于壓力較高的壓力容器，它的應(yīng)力分布 好，但制造難度較大；碟形封頭由中間球面和半徑為一定值的轉(zhuǎn)角組成，其受力狀態(tài)不如橢 圓形封頭好，使用受到限制；球冠形封頭受力狀態(tài)遠(yuǎn)不如半球形封頭，由于其深度淺，成型 容易，有時也獲得應(yīng)用。由于壓力容器面廣量大，以致封頭鋼材年消耗量十分可觀。為此研制一種耐壓性 能相對較好，鋼材用量相對較少的封頭，便成為經(jīng)濟(jì)社會的期待。本申請人通過長期的理論探討和試驗(yàn)實(shí)踐，研發(fā)了一種拋物線_圓弧型封頭，亦 稱新型封頭，其相關(guān)技術(shù)內(nèi)容已在《壓力容器》1988. 5(3)期，《化工裝備技術(shù)》1993. 14(3) 期、1998. 19(2)期和《石油和化工設(shè)備》2010. 13(5)期等刊物上公開發(fā)表。并將有關(guān)內(nèi)容 編入專著《鋼制壓力容器封頭實(shí)用技術(shù)》，該書由原子能出版社于1999年出版。同時得到了 業(yè)內(nèi)多名高級專家的肯定。專家們一致認(rèn)為拋物線_圓弧型封頭的受壓性能好，鋼材耗量 低，在同等技術(shù)條件下，可以節(jié)約大量鋼材。目前，該拋物線_圓弧型封頭已進(jìn)入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 的制訂階段。然而，生產(chǎn)合格的拋物線-圓弧型封頭，必須要有制造工藝模具來保證，對所述封 頭沖壓成形上?；蛲鼓！⑿龎撼尚偷墓に囘^程和所述封頭成品等進(jìn)行檢驗(yàn)。為此，提出一種 拋物線_圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞撸愠蔀楫?dāng)前業(yè)內(nèi)新的期盼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種拋物線_圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞撸詽M足所述封頭 制造工藝的需求。為了便于業(yè)內(nèi)人員認(rèn)知拋物線-圓弧型封頭的技術(shù)結(jié)構(gòu)，明白本發(fā)明所述檢驗(yàn)?zāi)?具的技術(shù)方案，盡管已有上述期刊、專著所公開的資料，但在此仍有必要對拋物線_圓弧型 封頭作一簡要介紹。上述期刊、專著所公開的拋物線_圓弧型封頭，在給定的坐標(biāo)系XOY中，其中間面 經(jīng)線(母線)由γ = 0. 9096X2 25拋物線和圓弧線所組成，在壓力容器筒體-拋物線面-球 面之間沒有曲率突變，從而降低了各交界處的邊緣應(yīng)力；在相同直徑、相同深度、相同焊接 工藝的條件下，拋物線_圓弧型封頭與已有的最廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭相比，其所用 材料厚度可減小，其許用壓力也會有所提高。
拋物線-圓弧型封頭中間面的形成如附圖1所示。在平面直角坐標(biāo)系XOY中，所 作曲線的方程式如下y = f (χ) = Αχη(Α > 0, χ ^ 0, 2 < η ^ 3) (1)其上一點(diǎn)Μ(1，Α)的曲率中心C的坐標(biāo)α、β以及曲率半徑R，經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)并整理
后，得α = (η-Α2η2-2)/(η-1) (2)β =〔A2(2n2-n)+l〕/An(n-l)(3)R= I (l+A2n2)L5/An(n-l)(4')當(dāng)n>2、A>0 時，式(4')變成(4)R= (l+A2n2)L5/An(n-l)(4)令八>加-2)/ 2，則α <0，說明C點(diǎn)在y軸之左，以C點(diǎn)為圓心，以R為半徑，
過f(x)曲線上M點(diǎn)作圓弧交直線y= β于一點(diǎn)0〃。直線y= β和y軸交于0'。令 0' 0〃=h、0' 0 = r，以y= β為旋轉(zhuǎn)軸，由前所作的兩段曲線作為經(jīng)線，繞y= β軸 旋轉(zhuǎn)得封頭的中間面。由α < 0及h = α +R則h = (n+A2n2-2)/(n-l) + (l+A2n2)L5/An(n-l)(5)又令M = h/r,且 r = β，則M= (An(n-A2n2-2) + (l+A2n2)L5) /〔A2(2n2_n)+1〕(6)令η = 2· 25，A = 0· 9096，可得 M = 0· 5。進(jìn)而同時有α = -3. 1510 ；β = 2. 9378 (即 r = 2. 9378)；R = 4. 6199 ；h= 1.4689。為了令業(yè)內(nèi)人員明了拋物線_圓弧型封頭的優(yōu)點(diǎn)，以下特就拋物線_圓弧型封頭 與通用的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭及同深度的碟形封頭進(jìn)行比較。由于拋物線_圓弧型封頭合理安排了封頭轉(zhuǎn)角處與筒體以及球面部分的交接，從 理論上避免了因曲率在同一點(diǎn)突變而產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力，也就減緩了邊緣應(yīng)力的產(chǎn)生?，F(xiàn)從 強(qiáng)度計算厚度、穩(wěn)定性計算厚度以及單位容積的內(nèi)表面積三方面對拋物線_圓弧型封頭和 同深度的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭以及同深度的Ri = 0. 9Di、r = 0. 17D,的碟形封頭進(jìn)行比較如下(1)強(qiáng)度計算厚度的比較。根據(jù)《石油和化工設(shè)備》2010. 13(5)期發(fā)表的《壓力容器新型封頭分析設(shè)計》，拋 物線_圓弧型封頭計算厚度公式如下δ = 0. 85PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC)...............(7)根據(jù)GB150-1998《鋼制壓力容器》，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭計算厚度公式如下δ = PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC) ............(8)同樣根據(jù)GB150《鋼制壓力容器》，Ri = 0. QDi^r = 0. 17D,的碟形封頭計算厚度公 式如下δ = 1. 32PcDi/ (2(σ )>-0. 5PC) ...............(9)比較(7)、⑶、(9)式，可得拋物線_圓弧型封頭計算厚度最小的結(jié)論。(2)穩(wěn)定性計算厚度的比較拋物線-圓弧型封頭球殼內(nèi)半徑Ri = 0. 7863Di，而標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭當(dāng)量球殼內(nèi)半
6徑以及Ri = 0. QDi, r = 0. 17D,的碟形封頭球殼內(nèi)半徑Ri = 0. 9Di;顯然，拋物線-圓弧型 封頭外壓計算厚度最小。(3)單位容積的內(nèi)表面積的比較拋物線-圓弧型封頭單位容積的內(nèi)表面積約為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭以及Ri = 0. 9Di、r =0. 17D,的碟形封頭單位容積內(nèi)表面積的84%。由此可見，在技術(shù)參數(shù)相同的情況下，拋物線-圓弧型封頭可比同深度的標(biāo)準(zhǔn)橢 圓形封頭節(jié)省約30%的材料，比同深度的Ri = 0. r = 0. IiDi的碟形封頭節(jié)省約46% 的材料。拋物線-圓弧型封頭內(nèi)表面經(jīng)線的形成是對薄殼而言，研究其應(yīng)力狀態(tài)時可忽略其中間面和內(nèi)表面的區(qū)別，因此，該封頭的 內(nèi)表面的經(jīng)線的形成可采用中間面的經(jīng)線的形成方法。進(jìn)而，以mm為單位時該封頭內(nèi)表面 經(jīng)線拋物線部分及圓弧部分，參見附圖2，在給定座標(biāo)系XOY中內(nèi)表面的經(jīng)線拋物線線段部分方程是Y = 8. 3208D廠 1 25X2.25 ；0 彡 X 彡 0. 1702Di，式中，X、Y 單位:mm ；......(10)在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，封頭球面部分經(jīng)線方程是(X+0. 5363Di)2+(Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2，...............(11)0. 1702Di 彡 X 彡 0. 25Di，式中，X、Y 單位mm。也就是說，在給定的坐標(biāo)系XOY中，所述拋物線-圓弧型封頭內(nèi)表面的拋物線和圓 弧的經(jīng)線要分別滿足以上所述方程(10)和方程(11)。至此，我們可以明了本發(fā)明的如下所述的第一和第二技術(shù)方案了。即所述沖壓凸 模檢驗(yàn)?zāi)＞?或稱樣板)和旋壓成形工藝檢驗(yàn)?zāi)＞叩陌夹喂ぷ髅婊蛲剐喂ぷ髅?，要滿足以 上所述方程(10)和方程(11)。出于本發(fā)明的同一設(shè)計理念，實(shí)現(xiàn)其目的技術(shù)方案有以下3種一種拋物線_圓弧型封頭沖壓凸模的檢驗(yàn)?zāi)＞撸ǔ拾夹伟鍫罱Y(jié)構(gòu)的模具體， 用于檢驗(yàn)的工作面段設(shè)在凹形板狀結(jié)構(gòu)模具體凹形部位的側(cè)面，在凹形工作面段上方分別 有左基準(zhǔn)面段和左基準(zhǔn)面段，左基準(zhǔn)面段與右基準(zhǔn)面段兩者在同一水平面上，且與凹形工 作面段的對稱軸中心線相垂直，其創(chuàng)新點(diǎn)在于a、在所述凹形工作面段的兩頭為拋物線線段，位于兩頭拋物線線段之間為圓弧線 段，所述圓弧線段與拋物線線段平滑過渡連接；b、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具體的凹形工作面段上的右側(cè)拋物線 線段各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式丫 = 8.32080「125.壙'25;且式中父值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的單位為mm諷為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm ；C、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凹形工作面段上的圓弧線段右半側(cè) 各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的單位為mm諷為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm ；d、左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線 (CZ)，圓弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。
在第一種技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張所述模具體的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔 狀結(jié)構(gòu)；所述拱形工作面段位于所述楔形模具體厚度最小的一端。這一技術(shù)方案，由于檢驗(yàn) 工作面的厚度較小，可以方便肉眼的檢測，從而進(jìn)一步提高檢測精度。第二種是一種拋物線_圓弧型封頭旋壓成形制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形?狀結(jié)構(gòu)的模具體，用于檢驗(yàn)的工作面段設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體凸形部位的側(cè)面，在凸形 工作面段底部與凸形工作面段的對稱軸中心線相垂直，其創(chuàng)新點(diǎn)在于a、在所述凸形工作面段的兩頭為拋物線線段，位于兩頭拋物線線段之間為圓弧線 段，所述圓弧線段與拋物線線段平滑過渡連接；b、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于模具凸形工作面段上的右側(cè)拋物線線段各點(diǎn) 的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式Y(jié) = 8. 3208DrL25X2'25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的單位為mm諷為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm ；C、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段上的圓弧線段右半側(cè) 各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的單位為mm諷為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm ；d、左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線 (CZ)，圓弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。在第二種技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張所述模具體的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔 狀結(jié)構(gòu)；所述凸形工作面段位于所述楔形模具體厚度最小的一端。第二種技術(shù)方案與第一種技術(shù)方案相比區(qū)別在于第一種檢驗(yàn)?zāi)＞叩臋z驗(yàn)工作面 設(shè)在凹形部位的側(cè)面，而第二種檢驗(yàn)?zāi)＞叩臋z驗(yàn)工作面設(shè)在凸形部位的側(cè)面。除此之外，兩 者是一致的。第三種是一種拋物線_圓弧型封頭成品的檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形板狀結(jié)構(gòu)的模具 體，用于檢驗(yàn)的工作面段設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體凸形部位的側(cè)面，在凸形工作面段底部 兩側(cè)分別有左基準(zhǔn)面段和右基準(zhǔn)面段，左基準(zhǔn)面段與右基準(zhǔn)面段兩者處在同一水平面上， 且與凸形工作面段的對稱軸中心線相垂直，其創(chuàng)新點(diǎn)在于a、在所述凸形工作面段的兩頭為與封頭內(nèi)表面經(jīng)線拋物線線段等法向距離0. 5 Δ 的曲線段，之間為與封頭內(nèi)表面經(jīng)線圓弧線段等法向距離0.5Δ的圓弧線段，所述曲線線 段與所述圓弧線段平滑過渡連接；b、所述凸形工作面段(2)的弦長小于所述封頭內(nèi)直徑Di,其差值為Δ，而凸形工 作面段⑵與成品封頭內(nèi)表面之間的理論法向距離(理論間隙)為0.5Δ，Δ在所述封頭 內(nèi)直徑Di的1.25% 3. 50%范圍內(nèi)；C、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述凸形工作面段⑵上的右側(cè)曲線線段 (P1W1)各點(diǎn)的X^Y1坐標(biāo)值，按下列方式求得按照第一種和第二種技術(shù)方案所述的右側(cè)拋物線段(PW)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿 足以下計算公式Y(jié) = 8.3208D7125X2 25,坐標(biāo)為X，Y的點(diǎn)在拋物線上的切線的傾角θ，且 0° ^ θ ^ θ0, θ ^為右側(cè)拋物線線段(pw)與圓弧線段(YH)右半側(cè)交點(diǎn)處切線對X軸的 傾角。由方程Y = SMOSD;"125 X2'25可得γ對χ的導(dǎo)數(shù)在該點(diǎn)(X，γ)的值，即該點(diǎn)切線對X
8軸傾角θ的正切值，于是，利用三角函數(shù)誘導(dǎo)公式可求sin θ及con0的值，然后再按以下 參數(shù)方程計算得出該右側(cè)拋物線線段(PW)上點(diǎn)(X，Y)在工作面段(2)上的右側(cè)曲線線段 (P1W1)所對應(yīng)點(diǎn)(X1J1)的坐標(biāo)值X1 = X-0. 5 Δ sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，小于或等于0. 1702D,,而X1大于或等于0，小于或等于 0. 1702Di-0.5Asin θ 0，式中X1J1坐標(biāo)單位為mm ； θ為右側(cè)曲線線段(P1W1)上任一點(diǎn)(X1、 Y1)處的切線對X軸的傾角，θ ^ Θ0;Δ為凸形工作面段的弦長小于所述封頭內(nèi)直徑 Di的長度，其單位為mm;d、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圓弧線段 (Y1H1)右半側(cè)各點(diǎn)的XpY1坐標(biāo)值滿足以下計算公式(Xi+0· 5363Di)2+ (Y1-O. SDi)2 = (0. 78630-0. 5 Δ )2 ；且0· 1702 「0· 5Asin θ。彡 X1 彡 0· 25 「0· 5Δ，θ。彡 θ 彡 90° ；式中X^ Y1值的單位為mm ； θ為圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)上點(diǎn)汰、Y1)的切線對X 軸的傾角，這里Θ。為右側(cè)曲線線段(P1W1)與圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)的交點(diǎn)的切線對X軸 的傾角；e、左側(cè)曲線線段(P1W1)與所述右側(cè)曲線線段(P1W1)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)； 圓弧線段(Y1H1)左半側(cè)與所述圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。在第三種技術(shù)方案中，本發(fā)明主張在所述呈凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體(1)的凸形工作 面與成品封頭內(nèi)表面存在間隙誤差時，當(dāng)封頭內(nèi)表面呈外凸?fàn)顣r，所述檢驗(yàn)?zāi)＞唧w的凸形 工作面與成品封頭內(nèi)表面的間隙誤差不大于所述封頭內(nèi)SDi的1. 25%;當(dāng)封頭內(nèi)表面呈內(nèi) 凹狀時，所述檢驗(yàn)?zāi)＞唧w的凸形工作面與成品封頭內(nèi)表面的間隙誤差不大于所述封頭內(nèi)徑 Di 的 0. 625%。在第三種技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述模具體的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜 楔狀結(jié)構(gòu)，所述凸形工作面位于所述楔形模具體厚度最小的一端。上述技術(shù)方案得以實(shí)旋后，本發(fā)明所具有的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，檢驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)等 特點(diǎn)，是顯而易見的。


圖1是拋物線_圓弧型封頭中間面形成的示意圖；圖2是拋物線_圓弧型封頭內(nèi)表面經(jīng)線(母線)示意圖，圖中所示Di為封頭內(nèi)直徑 (mm)，H為封頭總深度(mm)，H_h為封頭深度(mm)，h為封頭直邊高度(mm)，Ri為封頭球面部 分內(nèi)半徑(mm)，α為封頭球面部分內(nèi)表面經(jīng)線半圓心角，即為拋物線與圓弧線相交點(diǎn)的切 線與X軸的傾角9 Q的余角，δ為封頭名義厚度(mm)；且2 OH1VD1 = 0.5，R1 = 0.78630” α = 26. 041°，θ ο = 63. 9590°。圖3是沖壓上?；蛲鼓z驗(yàn)?zāi)＞叩慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖4是旋壓成形檢驗(yàn)?zāi)＞叩慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5是成品封頭檢驗(yàn)?zāi)＞叩慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖6是成品封頭檢驗(yàn)?zāi)＞叩臋z測邊曲線示意圖。
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上述附圖2至5的XOY坐標(biāo)系由通常的XOY坐標(biāo)系逆時針旋轉(zhuǎn)90°所產(chǎn)生，以方 便圖意表達(dá)。圖1和圖6的長度單位系非法定長度單位，即任意定的長度單位，圖2和圖5 的長度單位為mm。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，請參讀附圖3。一種拋物線_圓弧型封頭沖壓凸模的檢驗(yàn)?zāi)＞撸ǔ拾夹伟鍫罱Y(jié)構(gòu)的模具體1， 用于檢驗(yàn)的工作面段2設(shè)在凹形板狀結(jié)構(gòu)模具體1凹形部位的外表面，在工作面段2凹形 底部兩側(cè)分別有左基準(zhǔn)面段3和右基準(zhǔn)面段4，左基準(zhǔn)面段3與右基準(zhǔn)面段4兩者在同一水 平面上，且與凸形工作面段2的對稱中心線CZ相垂直，而其在所述凹形工作面段2的兩頭為拋物線段(PW)，位于兩頭拋物線段(PW)之間為圓 弧線段(YH)，所述圓弧線段(YH)與拋物線線段(PW)平滑過渡連接；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具體1的凸形工作面段2上的右側(cè)拋物 線線段(PW)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式Y(jié) = 8. 3208DrL25X2'25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的單位為mm諷為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm ；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凹形工作面段2上的圓弧線段(YH)右 半側(cè)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0. 5363D》2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的單位為mm諷為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm ；左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)， 圓弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。所述模具體1的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)；所述凹形工作面段2位于 所述楔形模具體1厚度最小的一端。實(shí)施例2，請參讀附圖4。一種拋物線_圓弧型封頭旋壓成形制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形板狀結(jié)構(gòu)的 模具體1，用于檢驗(yàn)的工作面段2設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體1凸形部位的外表面，在凸形工 作面段2底部與凸形工作面段2的對稱中心線CZ相垂直，而其在所述凸形工作面段2的兩頭為拋物線段PW，位于兩頭拋物線線段PW之間為圓弧 線段YH，所述圓弧線段YH與拋物線線段PW平滑過渡連接；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于模具凸形工作面段2上的右側(cè)拋物線線段PW各 點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式Y(jié) = 8. 3208DrL25X2·25 ；且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702Di ；式中X、Y 值的單位為mm諷為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm ；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段2上的圓弧線段YH右半 側(cè)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0. 5363Di) 2+(Y-0. 5Di)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于 或等于0. 25D,；式中X、Y值的單位為mm諷為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm ；左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)，
10圓弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。所述模具體1的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)；所述凸形工作面段2位于 所述楔形模具體1厚度最小的一端。實(shí)施例3，請參讀附圖5和附圖6。一種拋物線_圓弧型封頭成品的檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形板狀結(jié)構(gòu)的模具體1，用于 檢驗(yàn)的工作面段2設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體1凸形部位的側(cè)面，在凸形工作面段2底部兩 側(cè)分別有左基準(zhǔn)面段3和右基準(zhǔn)面段4，左基準(zhǔn)面段3與右基準(zhǔn)面段4兩者處在同一水平面 上，且與凸形工作面段2的對稱軸中心線CZ相垂直，而其在所述拱形工作面段2的兩頭為與拋物線線段PW等法向距離0. 5 Δ的曲線線段 P1W1，之間為與圓弧線段YH等法向距離0.5 Δ的圓弧線段Y1H1，所述圓弧線段Y1H1與曲線線 段P1W1平滑過渡連接；所述凸形工作面段(2)的弦長小于所述封頭內(nèi)直徑Di,其差值為Δ，而凸形工作 面段⑵與成品封頭內(nèi)表面之間的理論法向距離(理論間隙)為0.5Δ，Δ在所述封頭內(nèi) 直徑Di的1. 25% 3. 50%范圍內(nèi)；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述凸形工作面段(2)上的右側(cè)曲線線段(P1W1) 各點(diǎn)的Xp Y1坐標(biāo)值，按下列方式求得參見圖5和圖6，按照實(shí)施例1或?qū)嵤├?所述的右側(cè)拋物線線段(PW)各點(diǎn)的X、 Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式Y(jié) = 8.3208D「U5X2·25，進(jìn)而可得該點(diǎn)在拋物線上的切線的傾 角θ，且o°彡θ彡Qtl，這里θ ^為右側(cè)拋物線線段(pw)與圓弧線段(YH)右半側(cè)交點(diǎn)處 切線對X軸的傾角。由方程丫=8.32080「125鏟25可得￥對父的導(dǎo)數(shù)在該點(diǎn)(X，Y)的值，即 該點(diǎn)切線對X軸傾角θ的正切值，于是，利用三角函數(shù)誘導(dǎo)公式可求sine及cone的值， 然后再按以下參數(shù)方程計算得出該右側(cè)拋物線線段(PW)上點(diǎn)(X，Y)在工作面段(2)上的 右側(cè)曲線線段(P1W1)所對應(yīng)點(diǎn)(X1J1)的坐標(biāo)值X1 = X-0. 5 Δ sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，而小于或等于0. 1702D”進(jìn)而X1大于或等于0，小于或等 于0. 1702D-0. 5 Δ sin θ 0，式中X” Y1坐標(biāo)單位為mm ； θ為右側(cè)曲線線段(P1W1)上任一點(diǎn) (X1J1)處的切線對X軸的傾角，0彡θ ( Qtl，這里Qtl為右側(cè)曲線線段(P1W1)與圓弧線段 (Y1H1)右半側(cè)的交點(diǎn)的切線對X軸的傾角?！鳛橥剐喂ぷ髅娑蔚南议L小于所述封頭內(nèi)直徑 Di的長度，在所述封頭內(nèi)直徑Di的1. 25% 3. 50%范圍；在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圓弧線段(Y1H1) 右半側(cè)各點(diǎn)的XpY1坐標(biāo)值滿足以下計算公式(Xi+0· 5363Di)2+ (Y1-O. SDi)2 = (0. 78630-0. 5 Δ )2 ；且0· 1702 「0· 5Asin θ。彡 X1 彡 0· 25 「0· 5Δ，θ。彡 θ 彡 90° ；式中X” Y1值的單位為mm ； θ為圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)上點(diǎn)(X1、Y1)的切線對X 軸的傾角，這里Θ。為右側(cè)曲線線段(P1W1)與圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)的交點(diǎn)的切線對X軸 的傾角；左側(cè)曲線線段(P1W1)與所述右側(cè)曲線線段(P1W1)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)；圓 弧線段(Y1H1)左半側(cè)與圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。
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當(dāng)封頭內(nèi)表面呈外凸?fàn)顣r，所述檢驗(yàn)?zāi)＞叩耐剐喂ぷ髅媾c成品封頭內(nèi)表面的間隙 誤差不大于所述封頭內(nèi)徑Di的1.25% ；而當(dāng)封頭內(nèi)表面呈內(nèi)凹狀時，所述檢驗(yàn)?zāi)＞叩耐剐?工作面與成品封頭內(nèi)表面的間隙誤差不大于所述封頭內(nèi)SDi的0.625%。應(yīng)當(dāng)說明的是， 在封頭制造過程中，成品封頭內(nèi)表面的外凸和內(nèi)凹是不可避免的。所述模具體1的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)，所述凸形工作面位于所述 楔形模具體1厚度最小的一端。以上3個實(shí)施例所述模具體1的用材可以是硬質(zhì)木料或硬塑料，也可以是鋁材。為 了方便檢驗(yàn)操作，在所述模具體1上可以開設(shè)多種幾何形狀的通孔，并可在所述通孔周圍 布置加強(qiáng)筋，這樣不但可以增強(qiáng)模具體1的剛性，而且操作方便。本發(fā)明的制備，可以采用手工劃線，然后再用線切割方法加工而成；也可以采用電 腦控制的機(jī)床直接加工而成。此外，沖壓成形的封頭的凸模(上模)亦可采用電腦控制的 機(jī)床將有關(guān)公式輸入后直接加工而成，而不必預(yù)先制備凹形檢驗(yàn)?zāi)＞?。本發(fā)明初樣在拋面線_圓弧型封頭試生產(chǎn)中試用的效果是令人十分滿意的。
權(quán)利要求
一種拋物線 圓弧型封頭沖壓成形凸模的檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凹形板狀結(jié)構(gòu)的模具體(1)，用于檢驗(yàn)的工作面段(2)設(shè)在凹形板狀結(jié)構(gòu)模具體(1)凹形部位的側(cè)面，在工作面段(2)凹形上方兩側(cè)分別有左基準(zhǔn)面段(3)和右基準(zhǔn)面段(4)，左基準(zhǔn)面段(3)與右基準(zhǔn)面段(4)兩者在同一水平面上，且與凹形工作面段(2)的對稱軸中心線(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凹形工作面段(2)的兩頭為拋物線線段(PW)，位于兩頭拋物線線段(PW)之間為圓弧線段(YH)，所述圓弧線段(YH)與拋物線線段(PW)平滑過渡連接；b、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具體(1)的凹形工作面段(2)上右側(cè)拋物線線段(PW)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式 <mrow><mi>Y</mi><mo>=</mo><mn>8.3208</mn><msubsup> <mi>D</mi> <mi>i</mi> <mrow><mo>-</mo><mn>1.25</mn> </mrow></msubsup><msup> <mi>X</mi> <mn>2.25</mn></msup><mo>;</mo> </mrow>且式中X值大于或等于0，小于或等于0.1702Di；式中X、Y值的單位為mm；Di為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm；c、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凹形工作面段(2)上的圓弧線段(YH)右半側(cè)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0.5363Di)2+(Y 0.5Di)2＝(0.7863Di)2；且式中X值大于或等于0.1702Di，小于或等于0.25Di；式中X、Y值的單位為mm；Di為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm；d、左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)，圓弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋物線-圓弧型封頭凸模的檢驗(yàn)?zāi)＞?，其特征在于，所述模?體(1)的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)；所述凹形工作面段(2)位于所述楔形模具 體(1)厚度最小的一端。
3.一種拋物線_圓弧型封頭旋壓成形制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形板狀結(jié)構(gòu)的模 具體(1)，用于檢驗(yàn)的工作面段(2)設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體(1)凸形部位的側(cè)面，凸形工 作面段(2)的底平面(3)與凸形工作面段(2)的軸對稱中心線(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凸形工作面段(2)的兩頭為拋物線線段(PW)，位于兩頭拋物線線段(PW)之間 為圓弧線段(YH)，所述圓弧線段(YH)與拋物線線段(PW)平滑過渡連接；b、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于模具凸形工作面段(2)上的右側(cè)拋物線線段(PW) 各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式Y(jié)= 8.3208D", 25 X2 25;且式中X值大于或等于0，小于或等于0. 1702D,；式中X、Y值的單位為mm諷為所述封頭的內(nèi)直徑，其單位為mm ；c、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圓弧線段(YH)右 半側(cè)各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值滿足以下計算公式(X+0. 5363DD2+ (Y-0. SDi)2 = (0. 7863D》2 ；且式中 X 值大于或等于 0. 1702Di;小于或等 于0. 25D,；式中X、Y值的單位為mm 為所述封頭內(nèi)直徑，其單位為mm ；d、左側(cè)拋物線線段(PW)與所述右側(cè)拋物線線段(PW)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)，圓 弧線段(YH)左半側(cè)與所述圓弧線段(YH)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋物線-圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?，其特征在于，所?模具體(1)的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)；所述凸形工作面段(2)位于所述楔形 模具體(1)厚度最小的一端。
5.一種拋物線-圓弧型封頭成品的檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括呈凸形板狀結(jié)構(gòu)的模具體(1)，用于 檢驗(yàn)的工作面段(2)設(shè)在凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體(1)凸形部位的側(cè)面，在凸形工作面段(2) 底部兩側(cè)分別有左基準(zhǔn)面段(3)和右基準(zhǔn)面段(4)，左基準(zhǔn)面段(3)與右基準(zhǔn)面段(4)兩者 處在同一水平面上，且與凸形工作面段(2)的軸對稱中心線(CZ)相垂直，其特征在于a、在所述凸形工作面段(2)的兩頭為與拋物線線段(PW)等法向距離的檢驗(yàn)?zāi)＞咔€ 線段(P1W1),位于兩頭所述曲線線段(P1W1)之間為與圓弧線段(YH)等法向距離的檢驗(yàn)?zāi)＞?圓弧線段(Y1H1),所述檢驗(yàn)?zāi)＞咔€線段(P1W1)與所述檢驗(yàn)?zāi)＞邎A弧線段(Y1H1)平滑過渡 連接；b、所述凸形工作面段(2)的弦長小于所述封頭內(nèi)直徑Di,其差值為Δ，而凸形工作 面段(2)與成品封頭內(nèi)表面之間的理論法向距離為0.5Δ，Δ在所述封頭內(nèi)直徑DiW 1. 25% 3. 50%范圍內(nèi)；c、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述凸形工作面段(2)上的右側(cè)曲線線段(P1W1) 各點(diǎn)的Xp Y1坐標(biāo)值，按下列方式求得按照公式Y(jié) = SJZOSD^25 X125,得坐標(biāo)為Χ、Υ的點(diǎn)在拋物線線段(PW)上的切線的傾角 θ，且0°彡θ彡Qtl，θ ^為右側(cè)拋物線線段(PW)與圓弧線段(YH)右半側(cè)交點(diǎn)處切線對X 軸的傾角；進(jìn)而，求sin θ及con θ的值，然后再按以下參數(shù)方程計算得出該右側(cè)拋物線線 段(PW)上點(diǎn)(Χ，Υ)在工作面段(2)上的右側(cè)曲線線段(P1W1)的對應(yīng)點(diǎn)(XijY1)的坐標(biāo)值X1 = Χ-0. 5 Δ Sin θ ；Y1 = Υ+0. 5 Δ con θ ；且式中X大于或等于0，小于或等于0. 1702Di;而X1大于或等于0，小于或等于 0. 1702Di-0.5Asin θ 0，式中X1J1坐標(biāo)單位為mm ； θ為右側(cè)曲線線段(P1W1)上任一點(diǎn)(X1, Y1)處的切線對X軸的傾角，即為右側(cè)拋物線線段(PW)的對應(yīng)點(diǎn)(X，Y)處的切線對X軸的 傾角；△為凸形工作面段的弦長小于所述封頭內(nèi)直SDi的長度，其單位為mm ；d、在給定的直角坐標(biāo)系XOY中，位于所述模具凸形工作面段(2)上的圓弧線段(Y1H1) 右半側(cè)各點(diǎn)的U1坐標(biāo)值滿足以下計算公式(Xi+0. 5363Di)2+(Y1-0. 5D》2 = (0· 78630-0. 5 Δ )2 ；且 0. 17020-0. 5 Δ sin θ 0 ≤ X1 ≤ 0. 250-0. 5 Δ，θ 0 ≤ θ ≤ 90° ；式中Xp Y1值的單位為mm; θ為圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)上點(diǎn)(X^Y1)的切線對X軸的 傾角，即為圓弧線段(PW)右半側(cè)的對應(yīng)點(diǎn)(Χ，Υ)處的切線對X軸的傾角；e、左側(cè)曲線線段(P1W1)與所述右側(cè)曲線線段(P1W1)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)；圓弧 線段(Y1H1)左半側(cè)與所述圓弧線段(Y1H1)右半側(cè)軸對稱于對稱軸中心線(CZ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拋物線-圓弧型封頭成品的檢驗(yàn)?zāi)＞?，其特征在于，在所述?凸形板狀結(jié)構(gòu)模具體(1)的凸形工作面與成品封頭內(nèi)表面存在間隙誤差時，當(dāng)封頭內(nèi)表面 呈外凸?fàn)顣r，所述檢驗(yàn)?zāi)＞唧w(1)的凸形工作面與成品封頭內(nèi)表面的間隙誤差不大于所述 封頭內(nèi)直徑Di的1.25% ；而當(dāng)封頭內(nèi)表面呈內(nèi)凹狀時，所述檢驗(yàn)?zāi)＞唧w(1)的凸形工作面 與成品封頭內(nèi)表面的間隙誤差不大于所述封頭內(nèi)直徑Di的0. 625%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拋物線-圓弧型封頭成品的檢驗(yàn)?zāi)＞?，其特征在于，所述模?體(1)的斷面呈單面斜楔狀或雙面斜楔狀結(jié)構(gòu)，所述凸形工作面位于所述楔形模具體(1)厚度最小的一端。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種拋物線-圓弧型封頭制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞?，包括沖壓成形凸模檢驗(yàn)?zāi)＞?、旋壓成形制造工藝用檢驗(yàn)?zāi)＞吆统善贩忸^檢驗(yàn)?zāi)＞撸?種檢驗(yàn)?zāi)＞叱拾夹位蛲剐伟鍫罱Y(jié)構(gòu)，檢驗(yàn)用工作面段設(shè)在凹形或凸形部位的側(cè)面；第一和第二種檢驗(yàn)?zāi)＞?，設(shè)在其工作面段右半側(cè)拋物線線段各點(diǎn)X、Y值滿足公式Y(jié)＝8.3208Di-1.25X2.25；設(shè)在其工作面段圓弧線段右半側(cè)各點(diǎn)X、Y值滿足公式(X+0.5363Di)2+(Y-0.5Di)2＝(0.7863Di)2；且左半側(cè)的拋物線線段和圓弧線段分別與右半側(cè)的拋物線線段和圓弧線段軸對稱。第三種檢驗(yàn)?zāi)＞?，設(shè)在工作面段的曲線與成品封頭理論曲線間保持一理論法向距離。具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，檢驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)等特點(diǎn)。
文檔編號G01B5/004GK101963480SQ201010250600
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者李業(yè)勤 申請人:李業(yè)勤