[發明專利]一種超長大直徑薄壁鋼管的機加工工藝

有效

• 申請號: 202110641261.1
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113211018B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 丁晶;賀騰;焦慧增
• 申請（專利權）人: 上海電氣上重鑄鍛有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 上海樂泓專利代理事務所(普通合伙) 31385
• 代理人: 張雪

本發明公開了一種超長大直徑薄壁鋼管的機加工工藝，包括鋼管毛坯外圓加工步驟和內孔加工步驟，在此之前還包括以下步驟：S1粗定毛坯中心；S2加工測量用基準；S3精確測量；S4修正基準；S5制作加工工藝基準；S6復測數據，確保基準正確無誤。本發明利用三維掃描與傳統技術相結合的方式，通過三維掃描構建毛坯模型與目標模型匹配，實現一次精準定位毛坯中心和加工基準，進一步通過在加工基準處設置工裝裝夾實現對鋼管毛坯支撐，既實現對超長鋼管強度的增加，避免鋼管長度方向上因重力產生撓度等問題，影響加工精度，又使得加工工藝基準在不同機床交替作業時有效轉移。

技術領域

本發明涉及金屬管材加工技術領域，尤其涉及一種超長大直徑薄壁鋼管的機加工工藝。

背景技術

隨著我國重型裝備制造行業的快速發展，采用鍛壓制坯的各類大直徑薄壁鋼管應用越來越廣泛，需求量持續攀升，產品的質量要求及機加工難度也不斷提高。

如圖1所示，目前新要求為超長大直徑薄壁鋼管結構，交貨尺寸內徑φ1076mm，外徑φ1166mm，總長近9000mm，壁厚僅45mm，內、外圓同軸度和圓柱度公差0.04mm，端面垂直度0.025mm，該零件需要精加工交貨。從機械加工工藝性進行分析，該零件加工過程存在諸多制造難點：

1、毛坯精確測量不易。因制坯采用鋼錠鍛壓方式，壁厚難以控制，余量不均，用傳統的劃線測量和測壁厚的方法很難精準定出零件中心，容易形成局部缺量，有報廢風險。

2、裝夾困難。零件直徑大、壁薄，整體剛性差，加工裝夾時夾緊力不宜過大，否則會產生變形，影響精度；夾緊力太小又夾不緊，安全性差；毛坯總長超過9米，在長度方向上會因重力產生撓度等問題，影響加工精度。

3、長深孔加工困難。鋼管尺寸突破了以往制造極限記錄，尤其是內孔，常規機床無法加工，要使用深孔鏜床加工。

4、加工工藝基準確定和轉移難題。加工工藝基準是保證零件精度的前提，粗加工階段要尋找有效方法快速準確定出加工基準。在后續的加工過程中，零件涉及多部不同機床交替作業，如何確保加工工藝基準有效轉移也需要研究解決。

因此，針對上述問題，有必要提出進一步地解決方案，以至少解決其中一個問題。

發明內容

本發明旨在提供一種超長大直徑薄壁鋼管的機加工工藝，以克服現有技術中存在的不足。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種超長大直徑薄壁鋼管的機加工工藝，包括鋼管毛坯外圓加工步驟和內孔加工步驟，在此之前還包括以下步驟：

S1粗定毛坯中心：鋼管毛坯軋制完成后，上劃線平臺劃出總長端面線，根據余量情況粗定中心；

S2加工測量用基準：利用鋼管毛坯總長兩端余量銑平兩端面，并銑出內外圓；

S3精確測量：三維掃描鋼管毛坯獲得毛坯模型，并以S2銑出的鋼管毛坯內外圓及毛坯長度為基準與目標模型匹配確定偏借方案，精確測定鋼管實際中心；

S4修正基準：按S3精確測量數據重新修正兩端內孔；

S5制作加工工藝基準：根據S4修正后的鋼管毛坯兩端內孔尺寸配工裝悶頭，上臥車裝夾，沿鋼管毛坯軸向長度且余量較多處擦n處加工工藝基準；

S6復測數據，確保基準正確無誤：操作超聲測厚儀對壁厚較少處進行測量，將壁厚數據與三維掃描數據進行對比分析，確保數據一致，無誤后進行后續加工。

本發明的一個較佳實施例中，外圓加工步驟和內孔加工步驟包括依次進行S7粗車外圓、S8粗鏜內孔、S9精車外圓以及S10精鏜內孔。

本發明的一個較佳實施例中，L/3≤n≤L/2，其中，L為鋼管毛坯長度，單位為米，n取整數。