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技術(shù)文章

球閥球體工藝方案基本原理與成形分析

閱讀:1223發(fā)布時間:2010-6-30

   1、球體旋壓的原理 
    1.1、閥門球體技術(shù)參數(shù) 
    表一:球體技術(shù)參數(shù) 
    1.2、球體成形方法比較 
    (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,球體毛細孔滲漏的問題尚無法*解決,而毛坯加工余量大,浪費大,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心毛坯,然后進行機械加工。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*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)省大量的加工時間(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)*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,并實現(xiàn)機、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,已進入推廣實用的階段。 

    2、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,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): 
     3、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、鋼管縮頸旋壓法 
    此方案分為三步:*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優(yōu)點:不需要模具,成形工藝較簡單;缺點是:需要用特定的鋼管,有焊縫、且鋼管成本較高。 

    3.2、鋼板普旋法 
    此方案有二種方式:*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,zui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:鋼板來源方便、價格與鋼管對比價格較低,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方案對比,缺點是需要二個芯模,旋壓工藝復雜,所需旋壓設(shè)備結(jié)構(gòu)和控制均較復雜,設(shè)備造價較高,但從經(jīng)濟效益和產(chǎn)品質(zhì)量方面來分析,此方案仍是*方案。 

    4、旋壓機床的選取 
    該旋壓機床由機、電、液三部分組成,是較*的機電液一體化較*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),它為機床提供除主軸旋轉(zhuǎn)之外的所有動力。旋輪橫向為旋壓仿形控制裝置,包括仿形閥,仿形板、調(diào)整機構(gòu)及支架等。 
    在電控方面采用*的計算機自動控制,實現(xiàn)旋壓過程的自動化。 

    5、結(jié)論 
    上述各種加工方案的比較表明,用平板旋壓的球體毛坯是一種*方案,不論在工藝上,還是在產(chǎn)品質(zhì)量上都達到預(yù)期的效果。但任何事物都有它的兩面性,平板旋壓球體工藝復雜,所需旋壓設(shè)備結(jié)構(gòu)和自動控制均有較高的要求,局限了它的推廣。


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