(沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司 遼寧 沈陽 110869)

引言

離心壓縮機(jī)被譽(yù)石油化工領(lǐng)域的心臟設(shè)備，在冶金、化工、石油、LNG等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。本文是以某型離心式壓縮機(jī)機(jī)旁油管路中某一回油的特殊三通彎頭為例，如圖1所示。其結(jié)構(gòu)為90°彎頭DN250系列I-Sch40s 90E(S)與90°彎頭DN250系列I-Sch40s 90E(S)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件對焊而成的非標(biāo)三通彎頭，由于兩個(gè)彎頭具有壁厚(約12mm)，材料為S30408，相貫型面復(fù)雜等特點(diǎn)，導(dǎo)致了三軸數(shù)控等離子切割機(jī)無法切割復(fù)雜相貫型面，傳統(tǒng)的火焰噴槍無法手工切割S30408不銹鋼，同時(shí)手工切割會使兩個(gè)型面發(fā)生錯(cuò)口使得回油不暢，數(shù)控鏜銑加工復(fù)雜相貫型面效率低，不易裝夾等一系列加工問題。

圖1 某特殊三通彎頭

一、本產(chǎn)品所用加工方法概述

本產(chǎn)品所用方法為采用線切割加工DK7780設(shè)備切割相貫截面，結(jié)合三維制圖技術(shù)，將三維空間中外壁的相貫型線，如圖2所示，在側(cè)面投影成平面中的曲線，如圖3所示，利用線切割設(shè)備以此型線為路徑軌跡，完成兩個(gè)彎頭相貫型面的加工，此方案避開了手工乙炔切割槍無法切割奧氏體不銹鋼(S30408)的問題，且手工切割后導(dǎo)致相貫型面誤差大，拼焊后產(chǎn)生錯(cuò)口的問題，解決了數(shù)控鏜銑加工中心加工相貫型面效率低，成本高，不易裝夾的問題。

圖2 三維空間中的相貫型線圖3 投影后平面中的曲線

二、加工方案制定

(一)裝夾方法

由于彎頭為異形件，在線切割設(shè)備上很難平穩(wěn)的裝夾，以使彎頭在加工時(shí)可以處于正確的位置，所以需要為兩個(gè)彎頭增加一個(gè)簡單的支座，如圖4所示，彎頭與角鋼拼裝時(shí)應(yīng)保證處于水平位置，然后以點(diǎn)焊的方式進(jìn)行固定。在支架拼裝完成后，依靠角鋼的底平面，彎頭的底部可以平穩(wěn)的放置機(jī)床工作臺上。

圖4 彎頭與角鋼拼焊圖片

(二)程序編制及坐標(biāo)系的確定

在編制線切割程序前，首先要選擇合適的編程坐標(biāo)系，以使得工件在編程坐標(biāo)系中處于合適的位置，對于一臺線切割機(jī)床，需要確定的坐標(biāo)系參數(shù)有原點(diǎn)位置，X軸方向(由于Y軸方向與X軸正交，所以只需要確定一個(gè)方向即可)，且兩個(gè)參數(shù)要易于在工件中進(jìn)行確定，故將坐標(biāo)系設(shè)置在如圖5所示位置上以保證在利用鉬絲對彎頭端面進(jìn)行找平，兩側(cè)外壁進(jìn)行分中之后可以準(zhǔn)確的將機(jī)床坐標(biāo)設(shè)定至與編程坐標(biāo)系重合，以保證加工后的形狀要求。

圖5 編程坐標(biāo)系的確定

線切割設(shè)備(DK7780)是依靠電腦中的軌跡來驅(qū)動，只需要將兩個(gè)切割的軌跡轉(zhuǎn)化成一系列點(diǎn)數(shù)據(jù)，而后在線切割的設(shè)備中將這些點(diǎn)以樣條的方式分別連接成兩條曲線，依靠這兩條曲線來驅(qū)動設(shè)備，完成該相貫型面的加工。

三、加工方案實(shí)施

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，應(yīng)用線切割加工方法切割后的彎頭，外觀質(zhì)量優(yōu)異，經(jīng)與配合彎頭對接后發(fā)現(xiàn)，位置及形狀依然可以滿足后續(xù)制造要求；同時(shí)經(jīng)過計(jì)算，加工完成一個(gè)彎頭所需時(shí)間僅為30分鐘，是采用傳統(tǒng)加工方法作業(yè)時(shí)間的一半，大大提升了生產(chǎn)制造效率，其中加工后的彎頭如圖6所示。

圖6 利用線切割設(shè)備加工后的彎頭

四、結(jié)論

以某型壓縮機(jī)機(jī)旁的某一大型特殊三通彎頭為研究對象，通過分析彎頭的結(jié)構(gòu)及材料屬性，提出了線切割加工方法，制定了可靠的裝夾方法，同時(shí)利用空間三維制圖技術(shù)，論證了線切割加工的可行性，最后經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，采用線切割方法加工能大大提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，降低勞動成本，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)制造周期。