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球閥球體工藝計劃基礎(chǔ)原理與成形分析

福州儀器閥門廠根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要,打算建立一條球閥球體加工生產(chǎn)線,鑒于本廠目前沒有完善的不銹鋼球體鑄、鍛設(shè)備(市區(qū)不答應(yīng)有影響城市環(huán)境的生產(chǎn)設(shè)備),球體毛坯均依附外協(xié)加工,不但用度高,質(zhì)量不穩(wěn)固,而且交貨期不能保證,影響了正常的生產(chǎn)。并且這兩種方法得到的毛坯存在加工余量大,材料利用率低,特別是鑄造球體存在毛細孔漏氣等毛病,導(dǎo)至產(chǎn)品本錢高,質(zhì)量難以穩(wěn)固等,嚴重影響本廠的生產(chǎn)發(fā)展。因此,對球體加工技巧的改革勢在必行。

  1、球體旋壓的原理
  1.1、閥門球體技巧參數(shù)
  表一:球體技巧參數(shù)
  1.2、球體成形方法比擬
 ?。?)鑄造法
  這是一種傳統(tǒng)的加工方法,它需要一套完善的熔煉、澆注等設(shè)備,還需要較大的廠房和較多的工人,投資大,工序多,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,并污染環(huán)境,每道工序的工人技巧程度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量,球體毛細孔滲漏的標題尚無法徹底解決,而毛坯加工余量大,浪費大,往往在加工過程中發(fā)明因鑄造缺點使其報廢,至使產(chǎn)品本錢增高,質(zhì)量無法保證,此法本廠不宜采用。

 ?。?)鑄造法
  這是目前國內(nèi)很多閥門企業(yè)所采用的另一種方法,它有二種加工方法:其一是用圓鋼切斷加熱鍛打成球形實心毛坯,然落后行機械加工。其二是將下料成圓形的不銹鋼板在大型壓力機上模壓成形,得到空心半球形毛坯,然后再對焊成球體毛坯進行機械加工,此法材料利用率較高,但需一臺大功率的壓力機和加熱爐以及氬孤焊設(shè)備,預(yù)計投資需要300萬元才干形成生產(chǎn)力,此法也不合適本廠的情況。
  (3)旋壓法
  金屬旋壓法是一種先進的少、無切屑加工方法,屬于壓力加工的新分支,它綜合了鍛、擠、軋及滾壓等工藝特點,具有材料利用率高(可達80-90%),節(jié)儉大批的加工時間(1-5分鐘成形),經(jīng)旋壓后材料強度可提高一倍。由于旋壓時,旋輪與工件小面積接觸,金屬材料得于二向或三向壓應(yīng)力狀態(tài),易于變形,在較小的動力下,就可獲得較高的單位接觸應(yīng)力(可達25-35Mpa),因此,設(shè)備重量輕,所需總功率?。ú坏綁毫C的1/5-1/4),現(xiàn)已被國外閥門行業(yè)公認為是一種節(jié)能的球體加工工藝計劃,同時也實用于加工其它空心回轉(zhuǎn)體的零件。
  旋壓技巧在國外已得到廣泛的利用和高速的發(fā)展,工藝和設(shè)備均十分成熟和穩(wěn)固,并實現(xiàn)機、電、液一體化的主動把持。目前,旋壓技巧在我國也得以較大的發(fā)展,已進進推廣實用的階段。

  2、旋壓球體毛坯的技巧條件
  根據(jù)本廠生產(chǎn)需要并聯(lián)合旋壓變形特點,擬定如下技巧條件:
 (1)旋壓毛坯材料和型式:1Gr18Nr9Tr、2Gr13的鋼管或鋼板;
?。?)旋壓球體毛坯外形結(jié)構(gòu):
  3、旋壓成形計劃

  球體旋壓因所選用毛坯型式不同,后果也不雷同,經(jīng)分析可用二種計劃:

  3.1、鋼管縮頸旋壓法
  此計劃分為三步:第一步是將鋼管根據(jù)尺寸切斷后,夾在旋壓機床主軸夾盤中隨主軸一起旋轉(zhuǎn),旋輪借助于液壓仿形裝置對管坯進行若干次旋壓,使其逐漸縮徑收口,形成半圓球體;第二步將已形成的球體部份切下,并加工焊接坡口;第三步將二個半球體用氬孤焊對焊成所需的空心球體毛坯。
  鋼管縮頸旋壓法方法的長處:不需要模具,成形工藝較簡略;毛病是:需要用特定的鋼管,有焊縫、且鋼管本錢較高。

  3.2、鋼板普旋法
  此計劃有二種方法:第一種方法將平板圓形材料利用尾座液壓的頂力,緊壓在球形芯模的外端面上,同主軸一起旋轉(zhuǎn),利用液壓仿形裝置,經(jīng)若干次旋壓使平板逐漸地壓縮變形貼附在芯模上,得到一個空心半球體,然后切往過剩毛邊并加工焊接坡口,后將二個半球體用氬孤焊對焊成所需的空心球體毛坯。
  第二種方法同樣用平板毛坯普旋,所不同的是旋成半球形后,還需要旋出一段呈圓柱形的半成品,然后將半成品毛坯裝在內(nèi)半球形的芯模中,利用與通徑雷同的尾座頂桿壓緊,進行與鋼管縮頸雷同的旋壓法,將圓柱段逐漸縮旋(收口)形成另一半球,并將收口過剩的金屬材料貼在頂桿上,最后切掉過剩部分,以獲得一個所需的整體空心球毛坯。
  鋼板普旋法的此法長處:鋼板起源方便、價格與鋼管對照價格較低,能實現(xiàn)完整的空心結(jié)構(gòu)球體。與鋼管縮頸旋壓法前面計劃對照,毛病是需要二個芯模,旋壓工藝復(fù)雜,所需旋壓設(shè)備結(jié)構(gòu)和把持均較復(fù)雜,設(shè)備造價較高,但從經(jīng)濟效益和產(chǎn)品德量方面來分析,此計劃還是最佳計劃。

  4、旋壓機床的選取
  該旋壓機床由機、電、液三部分組成,是較先進的機電液一體化較先進的中型機床。機床示意原理。它由主軸變速箱和液壓頂出器、尾座、旋輪架、床身等部分組成。

  在液壓傳動方面,有一個液壓站及其液壓系統(tǒng),它為機床供給除主軸旋轉(zhuǎn)之外的所有動力。旋輪橫向為旋壓仿形把持裝置,包含仿形閥,仿形板、調(diào)劑機構(gòu)及支架等。
  在電控方面采用先進的盤算機主動把持,實現(xiàn)旋壓過程的主動化。

  5、結(jié)論
  上述各種加工計劃的比擬表明,用平板旋壓的球體毛坯是一種最佳計劃,不論在工藝上,還是在產(chǎn)品德量上都達到預(yù)期的后果。但任何事物都有它的兩面性,平板旋壓球體工藝復(fù)雜,所需旋壓設(shè)備結(jié)構(gòu)和主動把持均有較高的請求,局限了它的推廣。
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