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1前言
仿形加工是一種基于預(yù)制模具的加工方法。在一定壓力的作用下,觸頭與模具的工作表面緊密接觸,并沿其表面移動。仿形機構(gòu)完成信息傳遞,使刀具或工件的運動軌跡作同步仿形動作,進行切削加工。根據(jù)工作原理,仿形加工可分為機械式、液壓式、電子式、電液式和光電式。機械仿形加工具有操作簡單、接觸力小、加工效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、加工精度高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于核電、醫(yī)藥、精密制造等中高端制造領(lǐng)域。同時,由于其適用性強、安全性能高,逐漸廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備、壓力容器等制造行業(yè)的大型非標(biāo)批量零件的加工中。
2裙座環(huán)板u形缺口及其加工工藝選擇
裙座(簡稱裙座)是壓力容器的主要部件之一,用于支撐塔或較大較重的立式容器。裙底板加工的重要技術(shù)指標(biāo)是外形尺寸和定位尺寸。如圖1所示,裙座環(huán)板均布34個R36mm的U形缺口,表面粗糙度值Ra = 3.2 μm·m,地腳螺栓中心圓直徑公差、相鄰兩孔弦長公差、任意兩孔弦長公差均為2mm。U型槽口主要用于連接地腳螺栓的工藝通孔,加工工藝不高。按原工藝方法,采用劃線→在上方環(huán)板上鉆螺栓工藝孔→銑缺口的機械加工方法。加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,但加工周期長,效率低,不能滿足實際生產(chǎn)需要。如果采用氣割磨削,加工質(zhì)量取決于操作者的經(jīng)驗和技能水平,而且加工質(zhì)量不穩(wěn)定,切割后磨削工作量大,只適合單件小批量生產(chǎn)。如果采用水切割、激光切割等方法,由于零件形狀大、成本高,無法滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)設(shè)計圖樣加工的技術(shù)要求和操作條件,決定采用仿形加工。
3設(shè)備選擇
零件由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-B制成,這是裙部零件的常用材料。根據(jù)零件的加工特點和技術(shù)要求,選用CG2-150仿形刀進行加工。是利用仿形原理生產(chǎn)的低碳合金鋼板高效半自動氣割專用切割設(shè)備。采用機械結(jié)構(gòu),適用于普通低合金材料中厚板的切割和批量生產(chǎn)。該設(shè)備由高強度鋁錠精密鑄造而成,主要由機體、主軸、仿形機構(gòu)、模板夾緊裝置、割炬和底座等組成。它具有體積小、重量輕、切割表面質(zhì)量好、切割精度高、切割范圍廣、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
4工藝流程
4.1模具加工
因為復(fù)制工藝主要以模具為基礎(chǔ),所以需要制造出符合要求的模具。一般機械加工或線切割時,模板厚度為> > 8mm,材料采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,以加強磁性。模具表面粗糙度略大于工件,使觸頭與模具之間有足夠的摩擦力(10 ~ 50 N)。如果模具接觸面的粗糙度值小,就容易打滑。磁輥與模板的接觸面必須配合好,否則會降低模板的吸附力。如圖2所示,U型模具表面粗糙度值Ra=6.3μm,外形尺寸公差按GB/T 1804—2000《無公差的線性和角度尺寸公差》中的下公差處理。為了保證質(zhì)量和進度,采用線切割的方法進行加工,在工件中心加工一個φ10mm的安裝工藝孔,便于在仿形刀上安裝。
4.2操作前的準(zhǔn)備
為保證設(shè)備的平衡,將配重配重的兩根平衡桿插入齒輪箱下部的孔中,并用螺釘固定;接通AC220V電源,保證設(shè)備的用電需求;將帶φ8mm橡膠管的氣體分配器通過減壓閥連接到氧氣和乙炔上,并用夾子將接頭密封,以防漏氣。由于要切割的板材厚度為50mm,選擇3號割嘴安裝在割炬上,擰緊螺母,使接觸部分配合良好,保證密封和連接強度。檢查割炬的射吸性能和風(fēng)線是否完好,調(diào)整預(yù)熱火焰的能率。
4.3設(shè)備定位
為了防止設(shè)備的偏差導(dǎo)致加工誤差,必須以平衡的方式將機器固定在切割材料上。平面度由安裝在機器底座四角并能自由移動的球形螺柱來調(diào)節(jié),機器通過調(diào)節(jié)螺釘來穩(wěn)定和保持水平,以確保切割面與工件垂直。
4.4模板固定
固定模板的具體操作步驟如下:①拆除原長螺栓,清洗固定模板,去除表面污漬、毛刺等。,將螺栓從下向上穿過工藝孔。②將專用墊圈放在模板上,并與設(shè)備套筒連接。③將六角頭螺栓從底部裝入帶孔的螺栓孔中。④在六角頭螺栓上再放一個墊圈,然后擰緊螺母,防止模板橫向移動。
4.5處理步驟
裙座環(huán)板U形槽口的具體加工步驟如下。
1)將待切割表面的油污、鐵銹等雜質(zhì)清理干凈,將加工好的內(nèi)外圓模具水平放置在離地面100 ~ 150 mm處,使工件下方有一定的空隙,有利于熔渣的吹除。由于工件較大,采用劃線來確定加工中心和外形尺寸。環(huán)板厚度為50mm,選擇3號噴嘴調(diào)整切割技術(shù)參數(shù)。氧氣壓力為0.8 ~ 1.0 MPa,乙炔壓力為0.06Mpa
2)連接機頭,先打開乙炔閥,再微開氧氣閥點火,調(diào)節(jié)高壓氧,觀察風(fēng)線是否完好。風(fēng)線從割炬嘴噴出一定長度,焰心呈淺藍白色,溫度較高,是順利切割的決定性因素。
3)切割。起始點選擇在切割件的邊緣。首先,用預(yù)熱火焰加熱金屬。當(dāng)預(yù)熱為鮮紅色時,將火焰移至邊緣以外。同時,慢慢打開切割氧氣閥,在加工前將其與風(fēng)線對齊并準(zhǔn)確定位。操作人員應(yīng)目視檢查對中位置是否在安全區(qū)域的中心,誤差應(yīng)控制在1.5毫米以內(nèi)..根據(jù)零件材料和加工要求選擇合適的切削速度;如果切割速度太快,鋼板切不透;如果切割速度過慢,切割后容易粘在一起。由于工件的切削面比較小,切削速度應(yīng)在30 ~ 50 mm/min 。加工過程中,密切觀察切割線和定位線是否完全重合,如有偏差及時調(diào)整。對第一次加工的U型槽口進行自檢、互檢和專檢,待外形尺寸和公差符合要求后,再進行后續(xù)加工。如有偏差,應(yīng)及時調(diào)整工藝參數(shù),保證加工質(zhì)量。基板處理完畢后,關(guān)閉電源、氣源等。,并清理工作現(xiàn)場。
U形槽口的加工時間為20min。實踐表明,φ36mm的34個U形槽口加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,與傳統(tǒng)加工方法相比節(jié)省了大量加工時間。用游標(biāo)卡尺和卷尺分別檢測了U型槽的外形尺寸和相關(guān)尺寸,完全滿足設(shè)計要求。
5結(jié)束語
仿形技術(shù)在壓力容器領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用證明,它是一種可靠而高效的加工方法。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,適用于大型非標(biāo)件的現(xiàn)場加工和批量生產(chǎn)。公司加工的批量設(shè)備,如裙底板、吊耳、筋板、加強環(huán)等壓力容器附件如再生塔、分離器、回收罐、廢水冷卻器等均采用仿形切割機加工,不僅節(jié)省了大量外購成本,提高了設(shè)備利用率,而且加工質(zhì)量穩(wěn)定,縮短了設(shè)備制造周期。