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传统机械加工用不锈钢管的修理工艺

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-16  浏览次数:2 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网详实报道:大口径不锈钢厚壁无缝钢管的蠕变现象可用蠕变曲线变形与时间的关系曲线来表示。蠕变曲线如图3-3所示。图3-

 中华不锈钢网详实报道:大口径不锈钢厚壁无缝钢管的蠕变现象可用“蠕变曲线”——变形与时间的关系曲线来表示。蠕变曲线如图3-3所示。图3-3所示的是在某一固定温度下,对应不同应力值的四条蠕变曲线,  其中σ1>σ2>σ3>σ4。
 
    下面首先分析在应力,作用下所得的蠕变曲线。这条曲线的0-1部分表示加载时引起的变形值(弹性变形或弹性变形加塑性变形);l-2部分属于不稳定蠕变区段,在这区段中,蠕变速度(切线的斜率)出大变小,故称为“减速期”;2-3部分属于稳定蠕变区段,在这区段中;、蠕变速度基本不变(直线段),故称为‘‘恒速期”;3-4部分属于引起破坏的区段,在这区段中,蠕变速度由小变大,至4点引起破断,此区段称为“加速期”。
 
 
 1.不锈钢管的磨损规律
 
    机械设备经过长期使用,零件、部件和整机的各种参数都会发生变化。这些变化和耗损主要有三个原因。
 
    a.周围介质和操作工人的作用;
 
    b.与机器运转及各机构工作有关的内部能源的作用:
 
    C.不锈钢材料内部的潜在因素(不锈钢管内应力和装配内应力等)。
 
    这三方面因素突出反映在不锈钢管的孔及其附近区域。这些孔的加工越精密,其表面质量和周围过渡越平滑,孔的损坏就越少。不锈钢管的自然磨损也会使连接件表面形状发生畸变,从而使整个机械的主要性能参数和几何精度下降。当不锈钢管的误差达到一定程度时,机械就发生了故障。
 
    所以,不锈钢管的损坏形式主要是事故性磨损和自然磨损两种。承受交变应力作用的零件还会因疲劳而产生裂纹。迅速修复这些零件,使能继续使用,其经济价值也是很高的。不锈钢管的传统修理工艺主要包括两个方面:一是毛坯恢复准备,二是机加工恢复尺寸。
 
    2.毛坯尺寸的恢复
 
    不锈钢管的磨损规律是,磨损后,尺寸变大。恢复尺寸的方法一般有两种:一是采用堆焊、电镀、喷涂和届;镀的方法缩小孔的尺寸;二是采用镶套的方法,即把已磨损或变形孔的孔,径扩大3-5毫米,另制一个材质与实体基本相同的衬套、以过盈配合压入扩大的孔中。究竞选用哪一种方法,要根据 具体情况确定。
 
    3.机械加工不锈钢管的尺寸恢复
 
    孔的毛坯尺寸恢复后,还要经过多道加工工艺,使其恢复尺寸。高精度不锈钢管的修理工艺主要有以下几种:
 
    (1)将20毫米的孔修复到7级精度(H7),传统的工艺是。用车刀镗孔到19.80毫米→用粗铰刀铰至19.94毫米→再精铰至20H7毫米。许多不锈钢管厂多采用多次铰孔来保证高精度孔的精度。譬如:先用车刀镗孔到19.80毫米→粗铰至19.90毫米→首次精铰至19.95毫米→再次精铰至20H7毫米。也有把粗铰分为两次的。在一些修理条件较差的不锈钢管厂,一般是用车刀镗到19.85毫米后就直接铰至20H7毫米。
 
    (2)将50毫米以上的孔要修复到7级精度(H7),传统工艺通过粗镗一>半精镗—+精镗三个工步来实观。加工余量较大的孔,有时还分为粗镗1→粗镗2→半精镗→精镗。例如,镗80(H 7)孔的备工步尺寸为:原始孔78.50→粗镗1达到79.20→粗镗2至79.75→半精镗至79.95→精镗至80(H7)→再进行一次无进给镗削,以消除弹性变形,提高几何精度和表面光洁度,  达到Ra≤0.4微米。
 
4.孔的两种典型修强方法
 
   (1)镗孔  镗孔是机械维修中常用的加工方法之一(特别是大直径孔)。可以作为粗加工,也可以作为精加工,加工范围很广。在车床、转塔车床、立式车床、卧式镗床,立式镗床、金刚石镗床,甚至各种动力头组成的简易镗床上都可以进行不同尺寸孔的加工。它不仅适合大批量生产,也适合小批和单件的维修性加工。直径大于100毫米的孔几乎全部采用镗孔的方法加工。镗孔的主要弊病是加工质量和生产效率都比较差,原因是:
 
    ①镗孔时刀具尺寸受到被加工孔径的限制(包括在车床上镗孔)。孔越小,刀杆尺寸越小(一般刀杆直径等于被镗孔直径的1/3),因而影响了镗刀的刚度及夹紧状况(在镗床上镗孔时,镗刀截面尺寸往往很小,不易在镗杆中牢固地夹紧)。因此,镗孔的切削用量比较小,要达到同车外圆接近的加工质量,往往需要较多的工步。要想提高加工质量,镗刀一般采用较大的主偏角,以减少镗孔时的径向切削力。镗刀安装时,刀尖应略高于回转中心,这和切削外圆时把刀尖装得低子中心线一样,可以减少切削时的振动。镗刀的后角一般要大,避免镗刀后面与工件表面相碰(特别是孔径很小对)。由于刀具后角较大,刀具能承受的切削力就比较小,刀具的耐用度也较低。在镗一些较深的孔时,往往要刃磨若干次,这对于镗孔质量必然有影响。
 
    ②镗孔的生产率比较低。
 
    ③镗孔的操作技术要求较高。常用的镗刀是单刃刀具。镗孔只寸要依靠调整刀具,采用试切法加工来保证。调整刀具要有一定的经验(特别是对于H7级以上精度的孔)。调整时,要靠原有孔进行“找正”。“找正”误差又直接影响加工精度。此外,材料的弹性变形、刀具耐用度、刀尖圆角半径等对表面粗糙度有很大影响。给不同材质的不锈钢管镗孔时,刀具角度和切削参数都有不同要求,操作者必须具有一定的切削原理知识和灵活的切削参数匹配经验。镗孔系时,要求工件定位非常准确。否则,孔的位置精度会影响到整台机器的性能要求。
 
    (2)铰孔
 
    ①铰孔的工艺特征  铰孔是机械维修行业广泛应用的一种修理方法。铰刀分为固定尺寸式和可调尺寸式两种。固定尺寸式铰刀与钻头、扩孔钻一样,都是定尺寸刀具。它是以刀具本身的尺寸精度来保证被维修孔的尺寸精度。可调尺寸式铰刀,则是根据刀具尺寸调整精度,以控制被维修不锈钢管的尺寸精度。
 
    用固定尺寸式铰刀铰孔的加工质量比较高,一般能达到IT9-IT7级精度公差,其表面粗糙度一般均能达到3.2微—米≥Ra≥0.8微米范围。
 
    铰孔时用可调尺寸式铰刀,多为手工操作,即手动铰刀。这种铰刀的精度主要决定于尺寸调整精度,而且可以边铰钳边进刀,从而切去余量达到尺寸要求。采用可调尺寸式铰刀进行铰削,重要的是可调铰刀片的直径和每个刀片离圆心的高度要调整得相同,否则孔的尺寸精度和粗糙度会因单刃切削而扩大或缩小尺寸,还会因单刃切削发生振动而表面产生,波纹,提高表面粗糙度。
 
    铰刀的切削余量很小。一般在5-80毫米范围内,粗铰余量为0.15~0.35毫米;精铰仅为0.04~0.10毫米。精度要求越高的孔,铰削次数越多,但每次进给量很小,生产率很低。太小或太大的不锈钢管加工余量都会影响铰孔质量。余量太小,不能把上一工序的加工痕迹除掉;余量太大,会因发热多而使铰刀在铰削时膨胀,使铰刀直径增大,被铰孔径扩大,铰刀也会因负荷过大而迅速钝化。
 
    铰孔的切削速度是较低的,特别是手铰,因为切削速度太高不但会因发热变形增加而影响饺孔质量,同时会使铰刀耐用度大大降低:因而铰削钢材时速度特别低(粗铰4-10米/分,精铰1.5-5米/分)。铰削铸铁时可以稍高一些,一般为8-10米/分。
 
    铰孔时的走刀量可以大一些,因为铰刀具有很小的顶角φ,切屑厚度a=S.sinφ;一般S= 0.5~3.5毫米/转。当然走)5量过大会因切削力和切削热增加而影响质量。但是走刀量过小则会因切削厚度太薄,以致切削锥的刃口不能连续切削面发生滑行和啃刮观象。这样,不但影响不锈钢管加工表面的粗糙度,还会引起刀具的振动和旅摆,使孔径扩大,铰刀也将迅速地磨钝。
 
    ②铰孔的质量  孔径的扩大  经铰削后的平均孔径总要比铰刀直径大一些。正常情况下,扩大值是一定的,这在铰刀的制造过程中已考虑到,预先把铰刀直径的上限做得比孔径上限小。比值即为铰刀的颤动量P,在孔径5~85毫米范围内,P值为0.007~0.018毫米。但是:在工作情况不正常时,孔的扩大观象很严重,往往大大地超出了一般数值,致使工件因孔径过大而报废。产生这种现象的原因常常是铰刀中心线与铰刀回转中心不重合和偏斜、刀刃上的积屑瘤、铰刀刃磨不良及刀刃磨损不均匀等因素所造成。最常见的是铰刀中心线与铰刀回转中心不重合和偏斜。不锈钢管加工表面不光洁  影响表面粗糙度的主要因素有:余量过大或过小、切削速度与走刀量的参数不匹配、积屑瘤的产生、铰刀的刃磨质量不高、工件材料不均匀,冷却润滑液使用不当、铰刀磨钝等等,无一不直接影响到加工表面粗糙度。中华不锈钢网详实报道

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