一、球體旋壓的原理
球體成形方法
(1)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,每道工序的工人技術(shù)水平直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量,球體毛細(xì)孔滲漏的問題尚無法徹底解決,而毛坯加工余量大,浪費(fèi)大,往往在加工過程中發(fā)現(xiàn)因鑄造缺陷使其報廢,至使產(chǎn)品成本增高,質(zhì)量無法保證,此法本廠不宜采用。
(2)鍛造法
這是目前國內(nèi)許多閥門企業(yè)所采用的另一種方法,它有二種加工方式:其一是用圓鋼切斷加熱鍛打成球形實(shí)心毛坯,然后進(jìn)行機(jī)械加工。其二是將下料成圓形的不銹鋼板在大型壓力機(jī)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(jìn)行機(jī)械加工,此法材料利用率較高,但需一臺大功率的壓力機(jī)和加熱爐以及氬孤焊設(shè)備,預(yù)計(jì)投資需要300萬元才能形成生產(chǎn)力,此法也不適合本廠的情況。
(3)旋壓法
金屬旋壓法是一種先進(jìn)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(diǎn),具有材料利用率高(可達(dá)80-90%),節(jié)省大量的加工時間(1-5分鐘成形),經(jīng)旋壓后材料強(qiáng)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(dá)25-35Mpa),因此,設(shè)備重量輕,所需總功率小(不到壓力機(jī)的1/5-1/4),現(xiàn)已被國外閥門行業(yè)公認(rèn)為是一種節(jié)能的球體加工工藝方案,同時也適用于加工其它空心回轉(zhuǎn)體的零件。
旋壓技術(shù)在國外已得到廣泛的應(yīng)用和高速的發(fā)展,工藝和設(shè)備均十分成熟和穩(wěn)定,并實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化的自動控制。目前,旋壓技術(shù)在我國也得以較大的發(fā)展,已進(jìn)入推廣實(shí)用的階段。 二、旋壓球體毛坯的技術(shù)條件
根據(jù)本廠生產(chǎn)需要并結(jié)合旋壓變形特點(diǎn),擬定如下技術(shù)條件:
(1)旋壓毛坯材料和型式:1Gr18Nr9Tr、2Gr13的鋼管或鋼板;
(2)旋壓球體毛坯形狀結(jié)構(gòu):
三、旋壓成形方案
球體旋壓因所選用毛坯型式不同,效果也不相同,經(jīng)分析可用二種方案:
3.1、鋼板普旋法
此方案有二種方式:第一種方式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收縮變形貼附在芯模上,得到一個空心半球體,然后切去多余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。
第二種方式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,利用與通徑相同的尾座頂桿壓緊,進(jìn)行與鋼管縮頸相同的旋壓法,將圓柱段逐漸縮旋(收口)形成另一半球,并將收口多余的金屬材料貼在頂桿上,最后切掉多余部分,以獲得一個所需的整體空心球毛坯。
鋼板普旋法的此法優(yōu)點(diǎn):鋼板來源方便、價格與鋼管對比價格較低,能實(shí)現(xiàn)完整的空心結(jié)構(gòu)球體。與鋼管縮頸旋壓法前面方案對比,缺點(diǎn)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)和控制均較復(fù)雜,設(shè)備造價較高,但從經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量方面來分析,此方案仍是最佳方案。
3.2、鋼管縮頸旋壓法
此方案分為三步:第一步是將鋼管根據(jù)尺寸切斷后,夾在旋壓機(jī)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(jìn)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優(yōu)點(diǎn):不需要模具,成形工藝較簡單;缺點(diǎn)是:需要用特定的鋼管,有焊縫、且鋼管成本較高。 四、旋壓機(jī)床的選取 該旋壓機(jī)床由機(jī)、電、液三部分組成,是較先進(jìn)的機(jī)電液一體化較先進(jìn)的中型機(jī)床。機(jī)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(jī)床提供除主軸旋轉(zhuǎn)之外的所有動力。旋輪橫向?yàn)樾龎悍滦慰刂蒲b置,包括仿形閥,仿形板、調(diào)整機(jī)構(gòu)及支架等。在電控方面采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)自動控制,實(shí)現(xiàn)旋壓過程的自動化 |