球閥球體工藝方案的分析

2009-08-15 沈少華福州儀器閥門廠

　　福州儀器閥門廠根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要，計(jì)劃建立一條球閥球體加工生產(chǎn)線，鑒于本廠目前沒(méi)有完善的不銹鋼球體鑄、鍛設(shè)備（市區(qū)不允許有影響城市環(huán)境的生產(chǎn)設(shè)備），球體毛坯均依靠外協(xié)加工，不但費(fèi)用高，質(zhì)量不穩(wěn)定，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(xì)孔漏氣等缺點(diǎn)，導(dǎo)至產(chǎn)品成本高，質(zhì)量難以穩(wěn)定等，嚴(yán)重影響本廠的生產(chǎn)發(fā)展。因此，對(duì)球體加工技術(shù)的改造勢(shì)在必行。

1、球體旋壓的原理

1.1、閥門球體技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表一）

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(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(wèn)題尚無(wú)法徹底解決，而毛坯加工余量大，浪費(fèi)大，往往在加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)因鑄造缺陷使其報(bào)廢，至使產(chǎn)品成本增高，質(zhì)量無(wú)法保證，此法本廠不宜采用。

（2）鍛造法

　　這是目前國(guó)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(duì)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(tái)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(wàn)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(wú)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(shí)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(shí)，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(dòng)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�。ú坏綁毫C(jī)的1/5-1/4），現(xiàn)已被國(guó)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(shí)也適用于加工其它空心回轉(zhuǎn)體的零件。

　　旋壓技術(shù)在國(guó)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(dòng)控制。目前，旋壓技術(shù)在我國(guó)也得以較大的發(fā)展，已進(jìn)入推廣實(shí)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(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)（見(jiàn)圖1）：

圖1 旋壓球體毛坯圖

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：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(pán)中隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，旋輪借助于液壓仿形裝置對(duì)管坯進(jìn)行若干次旋壓，使其逐漸縮徑收口（見(jiàn)圖2），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(gè)半球體用氬孤焊對(duì)焊成所需的空心球體毛坯。