弧形條狀板加工方法的分析研究

（山東核電設備制造有限公司，山東 海陽 265118）

弧形條狀板加工方法的分析研究

萬勝虎 王朋飛 胡永清 楊中偉 湯 剛

（山東核電設備制造有限公司，山東 海陽 265118）

弧形條狀板加工前，切割原材料毛坯，在上下表面和弧形內外側留有余量，然后機加工。目前存在三種方法用于弧形條狀板的加工制造，通過三種方法的分析，對生產效率的提高和加工質量的保證有著重要意義。

弧形條狀板；切割；拼焊；分段機加工；均布分散

1 概述

在機械制造領域經常會涉及到弧形條狀板的制造，當制造精度要求較高時，一般采用預留加工余量，在進行機加工。為了盡可能的減輕機加負擔，選取最經濟的工藝余量，優化設備的選型和工藝參數，并防止變形成為了一門很重要的課題。具體方法分為三種：（1）弧形條狀板分段拼焊為環，機加工，再切割為各分段；（2）各弧形條狀板單獨機加工；（3）弧形條狀板分段在回轉平臺上均布分散為環，再機加。

弧形條狀板共分為七段，如附圖1所示，材質為合金鋼,弧長為L（最長為2039mm）,寬度為B（76.2mm），最終厚度≥C（38.1mm），內徑：R內（φ3526mm）、R外（外徑φ3738.5mm），內徑、外徑各留15mm機加工余量，弧長留10mm機加工余量，上下表面厚度方向留機加工余量為18mm。如圖1所示。

2 加工方法介紹

2.1 弧形條狀板分段拼焊為環，再機加工

2.1.1 下料拼環（1）按內外徑、厚度和弧長等留同等機加工余量；（2）放樣。將弧形板按照劃線進行放置，焊接防變形工裝并夾緊，然后按照焊接工藝弧形板進行焊接拼為環狀；（3）檢查。檢查環的內外徑和平面度，保證內外徑有至少5mm加工余量。如超，校平。

2.1.2 數控立車車削（1）裝夾。將工件用壓板壓緊在數控立車回轉工作臺上并找正調整；（2）車削。車削工件內側上表面，車起即可，倒壓板壓緊工件內側，車削工件外表面，后翻轉工件，校表法在4個方向調同心，加工至圖紙要求。

2.1.3 劃線并切割（1）劃線。根據各分段弧形板的尺寸精確劃出各位置線，各弧長加3mm余量；（2）切割。去除拼接焊縫，用帶鋸床切割將環分為各分段弧形板并打磨。

2.2 弧形板分段單獨機加工

2.2.1 下料按內徑、外徑、厚度方向和弧長等留同等機加工余量。

2.2.2 龍門銑床銑削（以一段弧形板的加工為例）（1）裝夾。將工件兩端沿X方向置于工作平臺上，使用壓板壓緊工件。（2）銑削。銑削工件上表面5mm，重復裝夾，分段銑削，控制接刀痕跡，裝夾翻轉工件，壓板壓緊，再銑削工件上表面5mm，重復裝夾，分段銑削，控制接刀痕跡，翻轉工件，校正弧形板兩端與工作臺平行，壓板壓緊，銑削工件至圖紙要求。

2.3 弧形板分段均布分散為環狀，再機加工

2.3.1 下料按內外徑、厚度和弧長留同等機加工余量；

2.3.2 裝夾（1）上活。等高墊鐵上活，墊鐵不得干涉切削。以半徑R環形均布在數控立車圓形工作臺上，如附圖2所示。（2）壓緊。以弧形板內圓為基準校表，確認與工作臺同心，允差＜4mm，在等高墊鐵上方使用壓板壓緊。壓板壓弧形板端面外側2/5處（留出車端面空間）。

2.3.3 數控立車加工弧形板（1）車削。調整切削參數，車端面，要求另一端面厚度余量≥7mm，同次裝夾車內圓，倒壓板至內側，倒壓板時不要同時全部松開壓板，倒一件緊固一件；（2）車外圓。同次裝夾車外圓校正帶，翻轉工件180度，等高墊鐵不得干涉弧形板外圓加工，在等高墊鐵上方使用壓板壓緊。（3）車端面。檢查厚度尺寸，同次裝夾車外圓，倒壓板至外側。

2.3.4 銑床銑長度尺寸（1）劃線。根據圖紙尺寸，在每段弧形板上劃出各段的長度；（2）銑削。回轉工作臺上活并壓緊，銑削至圖紙要求。

3 加工方法分析

3.1 第一種方法與第三種相類似，但第一種方法增加了焊接成環和再切割等工序，使制造時間增加，此外機加工后，焊接與切割毛坯時應力未得到釋放，會使工件的變形加大且回彈，而第三種方法可以一次裝夾，車削多個零件，受不可控因素影響變形的較小。

圖1

圖2

3.2 第二種方法，需要反復倒壓板找正，且吃刀量不宜過大，每次每分段弧形板機加工都需要經過同樣的工序（裝夾、倒壓板等），加工周期長，人工消耗大和機床占用率比較長，但可很好的控制單零件的質量且端面可同時銑削，而第三種方法只需在數控立車加工完后，在銑床銑削兩個端面即完成產品的制造，可以減少時間的消耗和優化其他設備的占用率。

結語

在現代生產中，工藝方法對于提高生產效率和標準化起到關鍵性作用，主要牽涉機床、人工成本以及操作方便等方面。本文通過對三種工藝方法的介紹、比較及分析，得出第三種方法更合理，可以將弧形板變形控制在最小范圍內，而且成本最低，易于推廣應用，同時也適合于其他類似弧形板機加工的其他場合。

[1] 馮興安，黃玉美，關慧貞．機械制造裝備設計[M]．北京：機械工業出版社，2005．

[2] 杜國臣,王士軍．機床數控技術 [M]．北京：北京大學出版社，2006．

[3] 呂亞臣．重型機械工藝手冊：哈爾濱出版社，1998．

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