大型复杂形状不锈钢管道件的整体加工工艺研究

1、大型复杂形状不锈钢管道件的整体加工工艺研究 核电站大型不锈钢管道件是用于核电站上的大型核心管件，均为大直径的整体不锈钢锻件，不但结构复杂，而且零件的可加工性差且加工精度要求高，在加工过程中既要保证表面质量又要提高生产效率，因此有必要对这类核电产品重大零部件的最佳加工工艺方法及参数、数控轨迹运行方式等进行研究。 民用核电站已经越来越广泛的应用到日常生活领域，但由于核电项目的安全重要性，要求核电零件在生产制造过程中一定要保证其工作使用的安全性，因此在生产加工过程中就要求必须有成熟的加工生产经验，在确保零件使用安全性的同时也要保证成本昂贵的毛坯的100%利用率。此核电站大型不锈钢管道件是用于核电站上

2、的大型核心管件，均为大直径的整体不锈钢锻件，结构复杂、材料特殊，而且零件的可加工性差且加工精度要求高。在特有的加工方法和设备条件的下改进优化加工技术、切削参数及刀具参数，利用现有3轴联动数控机床对于此类超大、特型难加工零件的整体加工，从工艺方法上采取措施，保证零件的加工几何精度、表面粗糙度、形状及位置精度等各项技术指标达到设计要求和使用性能要求。刀具参数选择加工该大型不锈钢管道件，应用玉米铣刀和球面铣刀，玉米铣刀刀片选用的是高铝氮合金（sm35n p系列带涂层刀片）；r62、r56球面铣刀刀片选用的是高铝氮合金（sm30n无涂层刀片），这类刀片都属加工不锈钢材质的专用刀片。在加工过程中，使用的

3、刀具必须锋利且必须一直检测刀具的状况，及时更换刀片，避免因刀具切削性能差而影响零件表面精度。切削液选择由于此零件为特殊的不锈钢材质，为了降低机械加工过程中刀具和工件的热量，避免因刀具切削性能差而导致表面冷加工的冷作硬化现象，必须使用专用切削液，即切削液不能含有cl (氯）和s(硫)，采用植物油基冷却液，不得采用矿物油冷却液。划线检查主管：以主管两端的外圆为基准，划两端面的圆心，并将主管两端圆心调整到同一水平面上，同时将主视图左侧支管按毛坯面进行调整；左支管：两端面的圆心为基准，再将左支管端面调整水平，检查支管圆心尺寸，与两端圆心的水平面向上移动33mm（为毛坯圆心）向右侧移动13mm；45支管

4、：以两端面的圆心为基准，再将左支管端面调整水平，检查支管圆心尺寸，该支管圆心向左平行移动13mm，向右偏离20mm。定位装卡及摆放此零件为特殊的不锈钢材质，故使用专用卡具、吊具和垫块等工装的直接接触面不得使用碳钢材料制作，接触面应为奥氏体不锈钢材料，与工件接触表面应清洁无油污，工件在摆放时需放置在木制托盘上，必须使用专件专用尼龙吊索吊运，防止吊索上沾染铁屑，工件加工完成后在运输过程中要用无污染的塑料布密封。工件装卡在专用v型垫铁工装过程中，与不锈钢板面接触，避免碰触到v型垫铁的其它部位，工件定位后用专用卡箍将工件定位卡紧。注意压紧力适当，防止工件变形，且卡箍在与工件卡紧过程中只能与不锈钢板面接

5、触，避免碰触到卡箍的其它部位。利用高精密机床实际加工此工件为大直径的整体不锈钢锻件，形状结构复杂，重量较大且加工尺寸及表面精度要求严格，故需要在高精密机床完成加工制造，以保证工件产品的质量。在管道制造过程中，必须严格按照图纸要求，控制倒角、倒圆等接头尺寸，先利用17米数控龙门铣床精确加工出左支管端面基准面及外圆基准，两端端面基准面，45支管基准面及圆心基准，作为后序工序的装卡找正基准；其后利用数控200镗床装夹玉米铣刀及球面铣刀分别进行相应位置的加工，在加工左支管的相贯线时，发现靠近弯管的一侧比另一侧要高出25mm，根据实际工件情况进行调整数控程序，与工件相贯线相吻合，另刀具损坏都在余量较大区

6、域；在加工45支管时的装卡方法为：较长端中心线保持水平，将工件加方箱垫起，较长端以中心线旋转角度，使45支管端面正对床头，打表以基准面找正，保证误差小于0.05mm。在加工45支管相贯线时，发现靠近弯管的一侧比另一侧要高出25mm，根据实际工件情况进行调整数控程序，与工件相关线相吻合，在加工过程中，下端相贯线已加工到量，而上端的相贯线还剩下22mm左右未加工，根据此情况，编制了仅加工上端相贯线的程序，用此程序加工上端的相贯线达图。在加工到相贯线圆角位置时，可增加刀补将工件相贯线位置的毛坯进行粗加工，让刀具的圆头的切削面积小于50%，再减小刀补进行精加工，从而可以减少刀具的磨损率，加快走刀速度。

7、在机加工最后2mm的每次进刀切削时候，每刀进刀金属切削量不得超过0.25mm，来确保加工精度必须检查表面硬度，避免过渡的冷加工（冷作硬化），并做相关纪录，冷作硬化层不得超过0.025mm。镗孔等机加工中应避免由于过度加工而导致的内应力以及变形量过大机加工每次进刀切削后，其表面必须进行检验，并且不能因为过热而导致脱色或变色，在操作过程中必须配备适当的校准过的工具，以备尺寸检验。探伤检查对此管道应进行常规的目视、化学成分检测及拉伸等力学性能试验。同时对管道进行100超声波探伤和100磁粉检测或进行100x射线检测，确保此核电站大型不锈钢管道件无裂纹残缺等缺陷，保证产品的质量达到使用要求。 通过理论模拟实验，联系实际加工制造