球閥圓球工藝計劃的綜合
福州儀器閥門廠根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要，計劃建立一條球閥球體加工生產(chǎn)線，鑒于本廠目前沒有完善的不銹鋼球體鑄、鍛設(shè)備（市區(qū)不允許有影響城市環(huán)境的生產(chǎn)設(shè)備），球體毛坯均依靠外協(xié)加工，不但費用高，質(zhì)量不穩(wěn)定，而且交貨期不能保證，影響了正常的生產(chǎn)。并且這兩種方法得到的毛坯存在加工余量大，材料利用率低，特別是鑄造球體存在毛細(xì)孔漏氣等缺點，導(dǎo)至產(chǎn)品成本高，質(zhì)量難以穩(wěn)定等，嚴(yán)重影響本廠的生產(chǎn)發(fā)展。因此，對球體加工技術(shù)的改造勢在必行。
1、球體旋壓的原理
1.1、閥門球體技術(shù)參數(shù)（見表一）
表一：球體技術(shù)參數(shù)
1.2、球體成形方法比較
（1）鑄造法
這是一種傳統(tǒng)的加工方法，它需要一套完善的熔煉、澆注等設(shè)備，還需要較大的廠房和較多的工人，投資大，工序多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，并污染環(huán)境，每道工序的工人技術(shù)水平直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，球體毛細(xì)孔滲漏的問題尚無法徹底解決，而毛坯加工余量大，浪費大，往往在加工過程中發(fā)現(xiàn)因鑄造缺陷使其報廢，至使產(chǎn)品成本增高，質(zhì)量無法保證，此法本廠不宜采用。
（2）鍛造法
這是目前國內(nèi)許多閥門企業(yè)所采用的另一種方法，它有二種加工方式：其一是用圓鋼切斷加熱鍛打成球形實心毛坯，然后進行機械加工。其二是將下料成圓形的不銹鋼板在大型壓力機上模壓成形，得到空心半球形毛坯，然后再對焊成球體毛坯進行機械加工，此法材料利用率較高，但需一臺大功率的壓力機和加熱爐以及氬孤焊設(shè)備，預(yù)計投資需要300萬元才能形成生產(chǎn)力，此法也不適合本廠的情況。
（3）旋壓法
金屬旋壓法是一種先進的少、無切屑加工方法，屬于壓力加工的新分支，它綜合了鍛、擠、軋及滾壓等工藝特點，具有材料利用率高（可達80-90%），節(jié)省大量的加工時間（1-5分鐘成形），經(jīng)旋壓后材料強度可提高一倍。由于旋壓時，旋輪與工件小面積接觸，金屬材料得于二向或三向壓應(yīng)力狀態(tài)，易于變形，在較小的動力下，就可獲得較高的單位接觸應(yīng)力（可達25-35Mpa），因此，設(shè)備重量輕，所需總功率小（不到壓力機的1/5-1/4），現(xiàn)已被國外閥門行業(yè)公認(rèn)為是一種節(jié)能的球體加工工藝方案，同時也適用于加工其它空心回轉(zhuǎn)體的零件。
旋壓技術(shù)在國外已得到廣泛的應(yīng)用和高速的發(fā)展，工藝和設(shè)備均十分成熟和穩(wěn)定，并實現(xiàn)機、電、液一體化的自動控制。目前，旋壓技術(shù)在我國也得以較大的發(fā)展，已進入推廣實用的階段。
2、旋壓球體毛坯的技術(shù)條件
根據(jù)本廠生產(chǎn)需要并結(jié)合旋壓變形特點，擬定如下技術(shù)條件：
（1）旋壓毛坯材料和型式：1Gr18Nr9Tr、2Gr13的鋼管或鋼板；
（2）旋壓球體毛坯形狀結(jié)構(gòu)（見圖1）：
圖1旋壓球體毛坯圖
3、旋壓成形方案
球體旋壓因所選用毛坯型式不同，效果也不相同，經(jīng)分析可用二種方案：
3.1、鋼管縮頸旋壓法
此方案分為三步：第一步是將鋼管根據(jù)尺寸切斷后，夾在旋壓機床主軸夾盤中隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，旋輪借助于液壓仿形裝置對管坯進行若干次旋壓，使其逐漸縮徑收口（見圖2），形成半圓球體；第二步將已形成的球體部份切下，并加工焊接坡口；第三步將二個半球體用氬孤焊對焊成所需的空心球體毛坯。
圖2鋼管縮頸圖
鋼管縮頸旋壓法方法的優(yōu)點：不需要模具，成形工藝較簡單；缺點是：需要用特定的鋼管，有焊縫、且鋼管成本較高。
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