奥氏体不锈钢管板深孔加工的工艺研究

作者:姚在山 刊名:装备制造 上传者:段明娟

【摘要】本文介绍了利用摇臂钻床加工小型换热器管板孔的试验过程,验证了利用利用摇臂钻床加工小型换热器管板孔的可行性,详细阐述了实际产品的加工过程,为类似管板的加工提供了借鉴。

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引言新型煤化工是以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,可形成煤炭、化工一体化的新兴产业。新型煤化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色,是今后几十年的重要发展方向。新型煤化工的快速发展对中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。煤化工中各种类型的换热器是必不可少的设备,加工换热器的管板是制造换热器的重点和难点。1、产品参数及加工难点1.1产品参数我公司承揽的某工程30万吨合成氨、52万吨尿素项目中有一台脱盐水加热设备,该设备为立式固定管板换热器,设备总高约11500mm,壳体内径2000mm,壳体材质为S30408,管板材质为S30408。管板主要设计参数见表1所示。表1管板主要设计参数管板材质S30408管孔直径(mm)32.35公差0~0.2管板直径(mm)2100相邻孔桥(mm)14管板孔区厚度(mm)180管孔表面粗糙度12.5m管孔数量(个)1600管孔排列方式正三角形排列1.2加工难点管板材料为S30408,级锻件,材料塑性高、韧性强、加工硬化现象严重,因此,钻削时切削抗力大,钻头磨损量大;加之不锈钢的导热性能差,钻孔深度又较深,切削热不易散出,以致钻头磨损加剧,降低了钻头的寿命。另外,不锈钢材料切屑呈带状排出,不易折断,甚至会缠绕在钻头上,划伤管孔内壁,影响管孔的表面粗糙度。2、试验过程及加工方案选择一块材质与管板相同,厚度与管板一致的试验用料,铣加工试验用料的上下表面,使试验用料上下表面具有较高的平行度和光洁度,用来满足钻孔后垂直度的要求。按管板设计参数在试验用料上划孔位置线,划线过程中应控制各孔的位置误差不超过0.2mm。校核各孔的中心距误差后,在孔中心打样冲眼。为了方便后续的测量及记录,标记每个孔的序号为1~20。2.1方案一:采用一次加工成型的方案将上述试验用料装卡在Z3080摇臂钻床上,用千斤顶和百分表进行找平后,用压板进行固定。利用32.3mm的钻头钻加工孔1~10,加工过程中转速和进给量对孔的质量有直接影响,通过多次试验证明,采用转速为80r/min,进给量为0.16mm时,既可提高工作效率,又能保证钻孔质量。加工完成后,测量每个孔上部、中间、下部三点的孔径及粗糙度等相关数据并记录,加工后的孔参数见表2所示。表2方案一加工后孔参数孔直径mm序号上部中间下部粗糙度12.5m相邻孔桥14mm132.5532.5632.59>12.513.7232.4532.4932.52>12.513.8332.5832.6232.75>12.513.7432.7232.7432.74>12.513.6532.6532.6832.71>12.513.8632.7032.7532.78>12.513.92.2方案二:采用先钻后扩的方案在同一块试验用料上,先利用31.5mm的钻头钻底孔11~20,再利用32.35mm的扩孔钻进行扩孔。钻底孔过程中,为了提高加工效率,应采用较高的转速和较大的进给量,可以选择转速为90~110r/min、进给量为0.3~0.4mm;扩孔过程中,为了保证孔精度及表面粗糙度,应采用较大的转速和较小的进给量,可以选择转速为160~200r/min、进给量为0.2~0.3mm。加工完成后,同样测量每个孔上部、中间、下部三点的孔径及粗糙度等相关数据并记录,加工后的孔参数见表2所示。表3方案二加工后孔参数孔直径mm序号上部中间下部粗糙度12.5m相邻孔桥14mm132.4532.4532.466.313.8232.4432.4532.466.313.9332.4532.4632.466.

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