龙门移动式多轴数控钻床在加工管桥式钛制换热器产品中的应用_王德伟.pdfVIP

第25 卷 第 5 期 Vol.25 No.5 2008 年 10 月 October 2008 龙门移动式多轴数控钻床在加工管桥式 钛制换热器产品中的应用 王德伟 （宝钛集团有限公司装备设计制造公司，陕西宝鸡 721014 ） 摘 要：通过应用多轴数控钻床，使钛制换热器产品加工效率及质量得到了明显提高，该加工技术在化工、制碱、 制盐等行业的装备制造中有着广泛的实际意义。 关键词：数控钻床；钛制换热器；管板；折流板 为保证每个孔的中心距尺寸，在加工时考虑孔 1 前 言 加工定位精度，通常采用在模板上人工画线，在镗 宝钛集团有限公司装备设计制造公司是从事钛 床进行精加工孔，以此作为引孔板，或在管板上直 制压力容器设备制造的专业生产厂家，主要产品有 接人工画线的方法。孔的实际加工采用 3 道工序， 换热器、反应釜、塔器等非标产品，其中换热器产 即先钻孔、再进行扩孔加工、最后进行铰孔。管板、 品占公司总产品数量的 40%左右。钛制换热器主要 折流板孔的加工周期占整个设备的制作周期的 1/3 部件管板及折流板（根据产品规格及技术条件）的 以上。 加工量占整个产品的 30%~60% ，同时也是产品质量 3 ）孔加工时定位精度低，孔中心距尺寸误差大， 控制中的关键部分。2003 年本装备设计制造公司与 产品质量无法从根本上得到保证。 设备制造厂家山东法因公司进行工艺技术交流，提 如上所述，孔中心距的工艺技术方法主要凭借 出产品加工工艺技术条件，法因公司根据要求进行 人的实际经验及简单工具来实现，在实际生产中通 新的设计，经审核确认后，最终生产制造出满足非 过上述方法确保孔中心距尺寸很难做到，从而导致 标孔距尺寸等技术条件的四轴龙门移动式数控钻 1 台设备中，2 管板之间的孔中心线无法同心，整个 床，该设备的工艺技术结构是国内首创[1,2] 。 设备的制造质量无法从根本上获得保证。 2 钛钢复合管板、折流板的传统加工 3 多轴数控钻床的结构特点 方法及不足 1）数控钻床主要部件的结构更新，提高设备整 管板、折流板的换热管管孔的传统加工方法是 体动静刚性。 采用普通摇臂钻床加工，其加工方法存在不足： 数控钻床主要部件床身及龙门架采用钢板及型 1）加工效率低，工人劳动强度大。 钢焊接结构，取代了传统的铸铁及铸造结构。焊接 以加工一块直径 3700 mm 管板（管板孔直径 结构的优点有：制造周期短，省去了制造木模和铸 25 mm 、孔数量为 4700 个）为例，全部孔加工成型 造工序，不易出废品，焊接件在设计上自由度大， 需要 28 天。换热器产品有 2 块相同的管板，有折流 便于产品更新，扩大规模和改进结构；并达到与铸 板 4~12 块，折流板管孔直径、数量与管板相同， 造相同、甚至更好的结构特性，同时焊接床身的刚 如果以单机台考虑 2 部件加工成型至少需要 2 个月 性高于铸造床身。采用有限元法计算焊接床身和铸 时间。可见用摇臂钻床加工的工效低下，工人的劳 造床身的刚度（见表 1）。 动强度较大