数控深孔钻床在管壳式热交换器制造中的应用.pdf

第41卷第4期
石油化工设备
Vol 41 No4
2012年7月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
July 2012
文章编号:1000-7466(2012)04-0085-02
数控深孔钴床在管壳式热交换器制造中的应用
王黎明
(甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州730070)
摘要:管壳式热交换器广泛应用于于石油、化エ、制药、热电站及核电站等行业,其中管板是主要受
压元件之一。随着换热设备的大型化,大直径厚管板的管孔加エ量也越来越大,对一种新型数控深
孔钻床用于厚管板加工进行了筒单介绍
关键词:管壳式热交换器;管板;自动数字控制;深孔钻床
中图分类号:TQ050.6;TE965
文献标志码:B
Application of CNC Deep Hole Drilling in Tubular Heat Exchanger Manufacturing
WANG Li-ming
( Lanpec Technologies Limited, Lanzhou 730070, China)
Abstract Tubular heat exchanger is widely used in petroleum, chemical, pharmaceutical, ther
mal power plant, nuclear power plant, and the tube-sheet is one of pressure parts. With the large
heat exchange equipment, large diameter thick tube-sheet hole processing, some companies have
gradually adopt CNC deep hole drilling machine. A CNC deep hole drilling machine of the struc
ture and principle and application were Introduced
Key words tubular heat exchanger; tube-sheet; CNC; deep hope drilling
近年来,随着换热设备的大型化,大直径厚管板
最大钻孔深度为750mm
管孔的加工质量也显得尤为重要。一些企业逐渐采
x轴定位精度为全长0.08mm,y轴定位精度
用数控深孔钴床进行加工,国外在此方面比较成熟。为全长0.05mm。
国内山东法因数控公司生产的DD40/2数控钻床为
表面粗糙度R0.8-R。1.6,孔径精度IT9-IT10,
厚管板的加工提供了一种高效的深孔加工设备,此孔园度0.01mm,孔直线度0.1/100mm
钻床配有枪钻、BTA钴2种钻头,具有加工孔径范
孔中心距公差土0.1mm。
围大、双主轴(间距可调)可同时工作、效率高(比单
2DD40/2数控机床简介[.
轴机床提高近1倍)、只需将钻孔位置输人系统就可
实现自动编程的显著特点,由此达到优化钻孔顺序
DD40/2数控机床主要由纵向滑台、立柱垂直
提高钻孔效率的目的。文中介绍DD40/2数控深孔滑台、双主轴进给滑台、工作台及弯板、液压系统、冷
钻床的结构、原理及应用,并指出了存在的问题。
却系统以及电器系统等组成。
1DD40/2数控机床主要技术参数
(1)纵向滑板由伺服机通过联轴器带动滚
动丝杠进行驱动,实现机床纵向(x向)移动。
最大工件直径4000mm。
(2)立柱垂直滑台立柱垂直滑台安装在纵向
BTA钴孔直径为16~40mm,枪钴直径7~滑板上,由何服电机通过精密减速机、滚珠丝杠副进
24mm。
行驱动,实现垂直方向(y向)移动。立柱内部有配
收稿日期:2012-02-06
作者简介:王黎明(1966-),男,新疆鸟鲁木齐人,高级工程师,学士,主要从事换热设备的制造及管理工作
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石油化工设备
2012年第41卷
重块,通过两条板式立链条平衡垂直滑台的重量。
编程。
(3)双主轴进给滑台此滑台安装在布置于垂
直滑台上的2条直线滚动导轨上,由伺服电机过4DD40/2数控机床在厚管板加工中的应用
减速机、滚珠丝杠进行驱动,实现钻削头的横向(x
2011年,我公同签订某甲醇项目2“水冷器制
向)进给。主轴的旋转由变频调速的电机通过同步造合同。此管板直径2250mm,厚度520mm,材质
带带动,可实现250~750r/min的转速。双主轴的20MnMo(IV)锻件,质量12.155t,管孔直径为
间距可以通过使用不同的垫块进行调节,以适应不の14.25。15mm,数量4972,按照20mm×20mm
同的管板孔距。与之相应的变频电机的间距,以及正方形排列。
垂直滑台前部的钻头导向装置的间距均可以进行相
零部件图样技术要求:①管孔应严格垂直于管
应的调节。
板密封面,其垂直度公差为0.25mm,孔内表面粗
(4)工作台及弯板为针对各种管板设计的柔糙度R。12.5。②钻孔后的孔桥要求大于96%的孔
性可调夹具。
桥宽度必须大于3.706mm,允许的最小孔桥宽度
(5)液压系统本系统为钻头前部的导向套提(不大于4%的孔桥数)为2.975mm
供油压,在钻孔之前将之顶出,并作用在工件上以实
将管板固定在DD40/2数控钻床工作台面上,
现冷却液密封。
测量其垂直度、平行度小于0.25mm。按管板零部
(6)冷却系统此系统由冷却站(产生高压切削件图样CAD编程,输入到数控系统。根据界面提
油)、排屑器、胶辊型磁性分离器、重力式纸带过滤机示,依次输入相应的数据,即工件原点坐标、板厚、工
以及联结管路等组成。钻床通过冷却系统产生的高件直径、钻头直径和刀距
压切削油把切屑从孔(钻杆)中冲出,并带走切削过
加工过程中,钻头从下往上呈S字形的顺序
程中产生的热量。数控钴床采用卧式钻削,因为深往复进行,可以起到优化钻孔顺序及节约时间的
孔切削时,便于排屑。
月的。
枪钻(单刃外排屑深孔钻)工作原理:切削液被
对加工后的管板进行测量,结果为:管桥测量值
加压泵打入钻杆内(压力约为3.0MPa),然后流过5.30~5.50mm,管孔直径测量值为14.30~
切削刃。当切削液沿着刀具和零件孔壁间的V形14.35mm,孔内表面粗糙度R。3.2,此数据达到了
截面空间流出时,将切屑带走。
图样设计的要求。
BTA钻的工作原理:内排屑深孔钻的钻杆一般
是冷拔无缝管制成,钻头与刀杆采用方牙螺纹相联5结语
结,为保证钻杆与钻头的轴线重合,在方牙螺纹前端
采用DD40/2数控钻床加工水冷器管板,质量
有一短外圆凸台与钴杆内的台阶孔相配合,配合精检验完全满足图样的要求,得到了用户的认可。此
度一般为s7/H7。钴杆的外圆一般比待加工孔径小数控钻床具有多种安全自动保护系统,可实现全程
10%。在切削时,由液压泵将切削液注入授油器,然监督自控,解决了厚管板加工过程中存在的加工精
后油液在钻杆与加工孔间形成的型腔内流向切削区度难以保证、劳动强度高、加工时间长的难点。
域,切削液通过钻杆内孔流出并带走切屑。
在使用过程中,也发现其不足之处:①钻下后的
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