八角垫和垫环加工技术的小改进与大效益

摘 要 八角垫和垫环都是企业装置上不可缺少的高压密封件。它们是装配工艺中非常重要的零件。在加工过程中，由于外圆直径大且壁薄，容易变形，一直存在着加工精度难以保证，加工困难等难题。笔者对传统垫环和八角垫加工技术进行讨论和研究，介绍了一种新的加工方法，有效地解决了加工难题，大大地提高了工作效率。

关键词 壁薄；热变形；加工难点；胎具设计

中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0142-01

1 加工技术的要求

1）八角垫：八角垫配件是高压密封件，它是炼化企业装置上不可缺少的密封配件。一般选用材质为1Cr18Ni9T，不锈钢能耐高温。高压密封，各部尺寸精度要求严格，它有四个密封面，双面密封，在加工过程保证同心度和圆度，角度配合严密，加工难度大。

2）垫环：垫环也相当于薄壁套，它在企业生产打压安装制作胎具中起密封作用，它是装配工艺中非常重要的零件。它的材质为16Mn，用16Mn板材滚压成圆管件，然后在机床上加工。加工过程中，由于垫环与胎具配合，所以，垫环的各部尺寸要求严格，加工难度大，防止热变形。加工完成品不允许有椭圆，配合要求精密。密封面要光洁，这样在打压过程中才能起到好的密封效果。垫环外径，内径。

2 加工工艺

1）八角垫加工工艺：选用硬度大、抗粘附性能好、强度高的刀具材料。如：YW1、YW2石硬质合金。车刀采用较大的前角和后脚，采用圆弧形卷屑槽，使排屑流畅。进给量不要太小、切削速度不宜过高。选用抗黏附和散热性能好的切削液，如：硫化油或硫化油加四氯化碳，并增大流量。加工过程分粗加工和精加工、粗车先把毛坯件加工，留小余量，然后再精加工。

2）垫环加工工艺：加工过程中，由于圆管配件刚性差，那么刀具角度要合理，径向切削力要适当，若切削力大容易引起振动变形。切削流向要准确，不能挤塞刀具与工件之间。夹紧结构合理，定位支撑面积要大，受力要匀。操作时分粗车、精车。留小余量精车，保证工件不变形，合理选用刀具几何角度，吃刀量要小，切削速度要适当，有利于切削热的降低。一般的切削用量是：Vc=100 m/min～130 m/min，F=0.1 mm/min～0.2 mm/min，ap=0.1 mm～0.5 mm。

3 加工难点

1）八角垫加工难点：由于两侧密封面角度要求同心度高，加工过程中要反复翻转加工，另外需特制胎具支撑，这样才能保证圆度、同心度，在保证圆度、同心度的同时，配件的各部尺寸，表面粗糙度要保证，八角垫不能变形，加工中稍有偏差就会使配件变形为椭圆，即成为废品，这样既浪费工时又降低效率。八角垫密封面对称，尺寸相等，外径尺寸200±0.03，内径尺寸180±0.02，角度长度为5 mm，角度23°，加工过程中如角度不准确，尺寸不精确，出现椭圆【变形】安装，会造成生产装置因密封不严而泄露，甚至引起爆炸，对操作人员造成伤害，给企业带来损失。

2）垫环加工难点：垫环加工过程中，由于外圆直径大且壁薄，容易变形，所以加工难度大，车床转速不能太快，要慢转速加工，用切削液减少热变形。吃刀量要小，减少振动，合理选用刀具的几何角度。只有这样加工出的垫环才能保证各部尺寸、精度。但企业一般需要配件特别急，数量大，若按以上的加工方法一天8小时只能加工2个垫环，工作效率特别低。

4 问题解决

1）八角垫问题解决：为了解决加工难题，精车时制作特殊夹具装夹配件，防止变形，用工件做定位基准，加工制作一个与内径尺寸相等的与工件利用摩擦力来装夹工件，加工时不能吃刀太大，最终解决了加工难题。

2）垫环问题解决：为了提高工作效率，我们和企业的工人师傅一起探讨研究。设计胎具在没加工圆管内，增加辅助支撑和工艺筋，增加配件的刚性，减少振动，从而提高转速，加大吃刀量的方法，效果非常好，完全达到了图纸的技术要求。以前一天8小时只能加工出2个垫环，该方案实施以来，现在通过增加支撑工艺筋，一天8小时能加工出8个，提高工作效率4倍。大大节约了产品生产成本。

5 总结

八角垫和垫环都是企业装置上不可缺少的高压密封件，本文针对八角垫高压密封在加工过程保证同心度和圆度，角度配合严密，八角垫密封面对称，尺寸相等，加工过程中如角度不准确，尺寸不精确，会造成生产装置因密封不严而泄露，甚至引起爆炸，对操作人员造成伤害，给企业带来损失。加工难度大，；而垫环在加工过程中，由于外圆直径大且壁薄，容易变形由于与胎具配合，垫环的各部尺寸要求严格，但是企业一般需要配件特别急，数量大，若按以上的加工方法一天8小时只能加工2个垫环，工作效率特别低，难度大。本文提出解决方案，在解决八角垫加工问题时精车时制作特殊夹具装夹配件，防止变形，用工件做定位基准，加工制作一个与内径尺寸相等的与工件利用摩擦力来装夹工件，而垫环问题也得到了很好解决，即设计胎具在没加工圆管内，增加辅助支撑和工艺筋，增加配件的刚性，减少振动，从而提高转速，加大吃刀量的方法，不仅达到预期目标，还且还节约了生产成本，提高了工作效率。

参考文献

[1]张恩生.车工使用技术手册[M].江苏科学技术出版社.

[2]王先逵.机械加工工艺[M].机械工业出版社.

[3]陈永亮.基于SolidWorks的API垫环库的建立[J].金属加工（冷加工），2010（16）.

[4]张洪森.介绍几种管子焊接垫环的用法[J].金属加工（热加工），1988（03）.

[5]沈兴华.带垫环的不等壁厚封头与筒体的对接接头设计[J].焊接，1995（11）.

[6]杨新春.薄壁容器焊接中的工艺垫环[J].电焊机，1990（01）.

[7]裴海旭.不锈钢薄壁容器的氮弧半自动焊接[J].兵器材料科学与工程，1991（10）.

[8]王云超，刘建立，石占庭.薄壁容器的单面埋弧自动焊工艺及其质量控制[J].中国科技信息，2005（24）.

[9]各种产品的焊接：机械制造文摘（焊接分册）[M].2000.

作者简介

孔文梅（1968-），女，河北武安人，高级讲师，本科，研究方向：力学、机械加工。

刘景艳（1963-），女，山东莒县人，讲师，本科，研究方向：力学、机械加工。