灭弧室波纹管加工方法

摘要

本发明涉及断路器技术领域，提供了一种灭弧室波纹管加工方法，能够解决现有技术中波纹管容易疲劳开裂、寿命低的问题。灭弧室波纹管的加工方法包括以下步骤：将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；液压成型时，筒管坯整体的外周面与液压成型模具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，以使以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加；或者，筒管坯至少一段的外周面与液压成型模具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管相应段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

权利要求

1.灭弧室波纹管的加工方法，包括以下步骤：将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；

其特征在于：

液压成型时，筒管坯整体的外周面与液压成型模具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的灭弧室波纹管的加工方法，其特征在于：液压成型时采用的是型腔为锥台结构的液压成型模具，型腔中与灭弧室波纹管动端对应的端部的直径小于与灭弧室波纹管静端对应的端部的直径。

3.根据权利要求2所述的灭弧室波纹管的加工方法，其特征在于：所述筒管坯采用的是锥台形的管体，筒管坯的斜度被设置为小于液压成型模具的型腔的斜度。

4.根据权利要求3所述的灭弧室波纹管的加工方法，其特征在于：所述灭弧室波纹管外周面上的波形被设置为波形对称轴与外周面垂直布置。

说明书

灭弧室波纹管加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种灭弧室波纹管加工方法。

背景技术

[0002] 真空灭弧室作为断路器中的核心部件，其寿命和可靠性对整个断路器来讲十分重要。授权公告号为CN206225281U，授权公告日为2017.06.06的专利文件公开了一种高压真
空断路器磁性灭弧室，其中包括陶瓷外壳，陶瓷外壳的两端开口处分别封盖有动端盖和静
端盖，两端盖上分别穿装有动导电杆和静导电杆，动、静导电杆相互靠近的端部上设置有动
触头和静触头，动导电杆与动触头组成了动端组件。动导电杆上套设有整体呈圆柱形、等径
的波纹管，波纹管一端与动端盖连接，另一端与动导电杆连接。波纹管外表面上具有形状、
大小都相同的U形单波，多个单波相连形成了波纹结构。

[0003] 随着波纹管加工工艺的发展，出现了一种径向尺寸逐渐变化的液压成型波纹管，如申请公布号为CN106090453A，申请公布日为2016.11.09的专利申请文件所公开的一种变
径波纹管及其成型方法，该变径波纹管包括小径直边锥形管段、大径直边锥形管段以及位
于两者之间的锥形波纹段，锥形波纹段的波峰和波谷均从小径直边锥形管段到大径直边锥
形管段逐渐增大，使波纹管整体呈锥形。在加工这种变径波纹管时，使将锥形的坯料放入到
模具中通过液压成型工艺得到的。这种变径波纹管运用在真空灭弧室中时，套设在动导电
杆的外周面上，波纹管一端与动导电杆端部的动触头焊接，另一端与动端盖焊接，使波纹管
保持密封，波纹管与动导电杆焊接的一端为动端，与动端盖连接的一端为静端，在动导电杆
动作时，会带动动触头与静触头接触或脱离接触，驱动动导电杆动作的作用力也会传递到
波纹管上。

[0004] 这种变径波纹管在使用时会存在以下问题：由于作用力的延时性，在动导电杆动作时，波纹管的动端总是先于静端动作，由于波纹管上波纹结构具有缓冲作用，作用力沿着
由动端到静端的方向传递时作用在不同位置上的力大小不一，作用力在波纹管上的分布是
不均匀的，动端在运动时受力及变形量较大，容易疲劳开裂。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种灭弧室波纹管加工方法，通过本方法得到的灭弧室波纹管能够解决现有技术中波纹管容易疲劳开裂的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明中的灭弧室波纹管加工方法采用如下技术方案：

[0007] 灭弧室波纹管的加工方法，包括以下步骤：将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；液压成型时，筒管坯整体的外周面与液压成型模
具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，以使以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹
管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加；或者，筒管坯至少一段的外周面与液压成型模具的
型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管相应段
的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

[0008] 其有益效果在于：筒管坯整体外周面或至少一段的外周面与液压成型模具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，筒管坯整体或变化段靠近动端的外周面与型腔之间的
距离小于筒管坯靠近静端的外周面与型腔之间的距离，筒管坯的动端即成型后灭弧室波纹
管的动端，筒管坯的静端即成型后灭弧室波纹管的静端，筒管坯的静端的外周面与型腔之
间距离较大，筒管坯的静端在径向方向上会有更大的变形空间，通过向筒管坯内壁面施加
液压，能够使筒管坯的静端被挤压的更薄，从而实现灭弧室波纹管的管壁厚度沿轴向逐渐
变化的目的。管壁厚度不同的部位具有不同的刚性，能够减小开裂的可能性，使波纹管整体
寿命提高。

[0009] 进一步的，液压成型时采用的是型腔为锥台结构的液压成型模具，型腔中与灭弧室波纹管动端对应的端部的直径小于与灭弧室波纹管静端对应的端部的直径。

[0010] 其有益效果在于：液压成型模具的型腔为锥台结构，便于在液压成型中得到径向尺寸变化的灭弧室波纹管，使灭弧室波纹管中与波峰对应处的直径以逐渐增加的方式设
置，能够使灭弧室波纹管的波峰对应处沿轴向上呈锥台形，能够有效地防止波纹管在伸缩
变形过程中发生轴向偏摆而导致局部扭曲、开裂的问题。

[0011] 进一步的，所述筒管坯采用的是锥台形的管体，筒管坯的斜度被设置为小于液压成型模具的型腔的斜度。

[0012] 其有益效果在于：筒管坯为锥台形结构，便于与液压成型模具配合使用得到径向尺寸变化的灭弧室波纹管。

[0013] 进一步的，所述灭弧室波纹管外周面上的波形被设置为波形对称轴与外周面垂直布置。

[0014] 其有益效果在于：波形的对称轴与外周面垂直布置，在灭弧室波纹管伸缩变形时，波形的形变方向与灭弧室波纹管外周面平行，能够使灭弧室波纹管更好地形变。

附图说明

[0015] 图1为本发明中真空灭弧室的结构示意图；

[0016] 图2为本发明中灭弧室波纹管的结构示意图；

[0017] 图3为本发明中灭弧室波纹管成型过程的示意图。

[0018] 图中：10‑外壳；11‑动端盖；12‑静端盖；13‑动触头；14‑静触头；15‑动导电杆；16‑灭弧室波纹管；161‑波形；162‑动端；163‑静端；20‑液压成型模具；30‑筒管坯。

具体实施方式

[0019] 现结合附图来对本发明中灭弧室波纹管的加工方法的具体实施方式进行说明。

[0020] 如图1至图3所示，为本发明中灭弧室波纹管的加工方法的一种实施例，通过本方法得到的灭弧室波纹管用于真空灭弧室中，如图1所示，真空灭弧室包括外壳10，在外壳10
的两端分别设置有安装口，操作人员通过安装口将动触头13及静触头14设置在外壳10内。
在安装口处分别设置有动端盖11和静端盖12，动端盖11上开设有穿孔，供动导电杆15伸入
到外壳内，而动触头13设置在动导电杆15的端部。在动导电杆15上套设有灭弧室波纹管16，
灭弧室波纹管16一端与动端盖11焊接，另一端与动触头13焊接，在动导电杆15带动动触头
13动作时，灭弧室波纹管16能够随动导电杆15伸缩变形。

[0021] 如图2所示，灭弧室波纹管16由筒管坯经过液压成型工艺加工而成，灭弧室波纹管16用于动导电杆15配合的一端为动端162，与动端盖11配合的一端为静端163，灭弧室波纹
管16的管壁厚度是沿着轴向变化的，即沿着动端162指向静端163的方向逐渐减小，动端162
处的管壁厚度较大能够保证动端处的刚度。不仅灭弧室波纹管16的管壁厚度会沿着轴向连
续变化，灭弧室波纹管16的外径也会沿着轴向连续变化，灭弧室波纹管16静端处的外径要
大于灭弧室波纹管16动端处的外径，灭弧室波纹管的外径是指与波峰对应处的直径，灭弧
室波纹管的波形呈U形，灭弧室波纹管16两端之间的外径整体呈现沿动端162指向静端163
的方向逐渐增大的趋势，而灭弧室波纹管16整体为一端大一端小的锥台形结构。而设置在
灭弧室波纹管16外周面上的波形161与灭弧室波纹管外周面垂直，波形161的对称轴线与灭
弧室波纹管外周面的垂直线平行。

[0022] 对于灭弧室波纹管来讲，在其他实施例中的灭弧室波纹管在轴向上具有管壁厚度沿轴向变化的变壁厚段，还具有与变壁厚段连接的管壁厚度相同的部分，此时灭弧室波纹
管中的变壁厚段由动端向静端逐渐减小，呈连续变化的形式。

[0023] 在其他实施例中，可以将灭弧室波纹管设置为等径结构。

[0024] 在其他实施例中，灭弧室波纹管外周面上的波形可以按照与灭弧室波纹管轴线垂直的方式布置，以此种方式布置时，波形与灭弧室波纹管外周面呈倾斜布置。

[0025] 如图3所示，在加工灭弧室波纹管时，需要将厚度均匀的板材卷制成两端直径不同的锥台形的筒管坯30，为了保证在与液压成型模具20配合时能够加工出不同的管壁厚度，
需要保证筒管坯30放置在模具型腔中时，筒管坯30整体的外周面与液压成型模具20的型腔
之间的距离由动端向静端逐渐增加，即筒管坯30动端的外周面与型腔之间的距离小于筒管
坯30静端的外周面与型腔之间的距离。筒管坯30的动端即成型后灭弧室波纹管16的动端，
筒管坯30的静端即成型后灭弧室波纹管16的静端。

[0026] 筒管坯30的静端的外周面与型腔之间距离较大，筒管坯30的静端在径向方向上会有更大的变形空间，通过向筒管坯30内壁面施加液压，能够使筒管坯30的静端被挤压的更
薄，从而实现灭弧室波纹管16的管壁厚度沿轴向逐渐连续变化的目的。

[0027] 本实施例中，所使用的液压成型模具的型腔为锥台结构，型腔中与动端对应的端部的径向尺寸小于与静端对应的端部的径向尺寸。操作人员在设置筒管坯尺寸时，可以使
筒管坯静端外径与型腔大端径向尺寸的差值大于筒管坯动端外径与型腔小端径向尺寸的
差值。筒管坯30为锥台形结构，筒管坯30的斜度小于液压成型模具的型腔的斜度。而型腔中
用于形成波形的成型空间的轴线与筒管坯30外周面垂直，所以得到的灭弧室波纹管上的波
形对称轴与灭弧室波纹管外周面垂直布置，波形对称轴呈斜向上的形式，为了便于脱模，可
以采用瓣合模具来进行液压成型加工，在脱模时，分瓣取下模具。

[0028] 具体来讲，筒管坯静端与型腔大端之间的距离设置为0.5mm，筒管坯动端与型腔小端之间的距离设置为0.1mm。液压成型后，灭弧室波纹管静端的厚度为原有筒管坯静端厚度
的80%，波纹管动端的厚度为原有筒管坯动端厚度的95%。

[0029] 在其他实施例中，可以将筒管坯中的一部分即壁厚需要变化的变化段与液压成型模具的型腔之间的距离由动端向静端逐渐增加，此时得到的灭弧室波纹管中具有一段壁厚
变化的变化段即变壁厚段。

[0030] 在其他实施例中，筒管坯可以采用圆柱形的筒管坯来与型腔为锥台形的液压成型模具配合加工，并且采用对坯料进行冲裁的方式来加工出柱体的筒管坯。

[0031] 以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本
发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均
应包含在本发明的保护范围之内。