加工工艺论文范文

时间:2023-03-16 09:55:48

加工工艺论文

加工工艺论文范文第1篇

立轴悬式结构,主轴全长9570mm,重74060kg,导轴承轴颈外圆允许偏差值0.03mm,配合面及止口允许偏差值0.02mm,法兰端面垂直度允许偏差值0.02mm。转轴较长,体积重量大,垂直度、平行度及摆渡精度要求均较高。尤其是转子引线槽从轴肩部位直接连通到转轴小头端,长度3920mm,为联通式结构。此种结构直接决定了转轴无法采用轴身部位加工架子口形成稳定支撑的传统加工工艺完成。悬式机组一根轴结构的转轴加工时,配车尺寸较多,加工找正难度大及形位公差要求高。由于转轴轴身细长,轴的径向与轴向尺寸比例较大,使轴身形位公差控制难度加大,在加工过程中轴身挠度难以控制。这就需要在轴身上确定正确的装夹位置。转子支架和导轴承滑转子为热套结构,通过对内孔的找正来确定转轴两端的中心架子口。每次调换装夹方向后,需重新修复转轴两端的架子口以消除架子口的误差。以架子口为找正基准对上、下导滑转子外圆、转子支架配合段及主轴法兰在一次装夹下加工完成,以保证发电机端各转动部件配合面同轴度,实现机联轴找摆度及电站现场安装摆度最小,保证机组运行时各项数据优良。

2转轴加工工艺方案

根据转轴具体结构形式,加工方案采用一夹一架方式加工。在加工过程中采用轴堵、工具套等工具对轴身进行粗精加工。结合车间NC18米卧车的实际情况,在半精加工过程中,粗车轴身达Ra3.2μm后进行超声探伤。加工使用架子口尺寸自定,架子口圆跳动≤0.02mm,留精车余量,半精车轴身各段,轴身直径留6mm余量。半精车小头端卡环槽,槽宽尺寸留量2mm;小头端半精车,700mm,765mm尺寸直径留量3mm余量;镗法兰上销孔,单边留5mm余量;车轴身非配合段到图纸要求,法兰外圆及端面留余量5mm。车上、下导滑转子轴身段及转子支架配合段,所有尺寸以法兰背面为基准,要求转轴小头端面及大头段法兰背面加工到图纸要求,待热套下导滑转子、转子支架、上导滑转子后再进行精加工。并且与水轮机轴进行联轴找摆度合格后,再同镗联轴螺栓孔。在加工过程中,除特制了常用加工使用工具外,还特制了工具套热套于转轴作为NC18米卧车架子口使用。特制小刀架以避免转子支架热套后精加工转轴时干涉,特制工具GB/T5783—2000螺栓M36×100/8.8/Fe工具螺栓用于轴堵和转轴的把合。通过上述工艺方法,经过近3个月的技术调研及跟踪服务,不断地优化和完善加工工艺方案,CCS转轴加工严格按照预定的工艺方案执行,优质高效地完成了转轴的加工任务。

3结语

结合车间NC18米卧车实际加工能力,通过特制新工具,采取新的工艺方法,证明利用该工艺方案加工CCS转轴的工艺方法是切实可行的。优化后的工艺流程提高了转轴加工质量,并且大大缩短了加工周期,减少了占用重大设备的时间,达到了预期效果。为今后同类长轴类部件的加工和联轴找摆度、水发联轴同镗提供了可借鉴的宝贵经验。

加工工艺论文范文第2篇

1.1单因子试验

当电压、脉冲宽度、频率和加工速度其中三个不变的情况下,测试一种因子对零件的断面粗糙度的影响,并分别绘制出电压,脉冲宽度,频率和加工速度对断面粗糙度的影响规律,如图2~图5所示。由图2看出随电压增大,断面粗糙度逐渐减小;从图3得知脉冲宽度从0.9μs到1.2μs变化过程中断面粗糙度随脉宽增大而逐渐减小,其递减速率逐渐加快,而在1.2μs到1.3μs之间断面粗糙度又突然增大;由图4看出随着脉冲频率逐渐增大,断面粗糙度慢慢减小;由图5看出加工速度从8mm/s到10mm/s变化过程中,断面粗糙度随速度增加而减小,加工速度从10mm/s到12mm/s,断面粗糙度又开始变大[7-8]。

1.2二次通用旋转组合设计通过二次通用旋转组合设计,计算出电压U、脉宽Th、频率f、加速度v与断面粗糙度Ra之间的回归方程,并对回归方程进行误差曲线拟合和预测[4-5]。

1.2.1试验因素的选择由单因子实验可得,试验因子取值范围如下:电压U为460~500V,脉宽Th为0.9~1.3μs,频率f为80~120Hz,加工速度8~12mm/s[4]。

1.2.2试验次数确定中心组合设计方案,试验总次数。

1.2.3回归方程的求解设回归方程结构式。

1.2.4回归方程的曲线拟合所以得到表面粗糙度的拟合曲线为图6和图7所示为采用传统工艺建模方法的拟合精度误差曲线和预测精度误差曲线。由上图拟合可以看出回归方程所得拟合误差非常大,对实际指导意义不大。

2BP神经网络设计

对数据进行归一化处理后,采用newrff函数创建BP网络,设定学习函数为learned,学习速率为0.01,设定显示率为1,最大轮回次数为200,目标误差为0.001。BP网络训练过程的误差曲线如图8。图9和图10所示采用BP网络建模方法的拟合精度误差曲线和预测精度误差曲线。

3结论

1)通过单因子实验可以看出,断面粗糙度随电压增大而逐渐减小;随着脉冲宽度呈“V”字型变化并且在1.2μs时最小;随着脉冲频率逐渐增大而逐渐减小;随着加工速度呈“V”字型变化在10mm/s时最小,呈现先减小后增大变化规律。2)在二次通用旋转组合设计试验中,用该回归方程对试验数据进行拟合和预测时发现,其误差太大。通过BP网络仿真后的拟合和预测数据,其精度大大提高,其误差拟合范围在-3%~3%之间,误差预测范围在-4%~2%之间。3)本文中只做了从已知输出电压U、脉冲激光的宽度Th和频率f、加工速度v,预测断面粗糙度的仿真研究。并未通过对给定粗糙度,进行输出电压U、脉冲激光的宽度Th和频率f和加工速度v的预测,开发一个较成熟的工艺仿真系统。

加工工艺论文范文第3篇

产品加工工艺的关键技术是加工工装的设计和加工工艺技术的制定。其需要全面考虑产品自身的材料、外型、定位基准、加工位置等情况。笔者结合本单位机加车间现有使用设备的实际状况,改变整体加工、一次性成型的惯性思路,创新视角分析问题,提出通过分步骤、分工序的多层次加工,以及设计、制造安装于普通加工设备上的各种针对性工装,实现对该产品高质量、高效率的加工。

2主要改进内容

2.1加工工艺路线设计

此前,外单位是通过使用三爪卡盘直接装夹产品外形进行加工,这样的装夹方式极易产生产品外形损伤、产品基准定位不准确等问题,且对操作人员技术要求较高,从而造成加工产品合格率低、生产效率低、且生产成本高。无法按时高质量地完成加工任务。基于本单位机加车间的设备现状,无法在普通设备上一次性完成该产品的多个加工部分。因此结合目前现有的加工设备,抛弃旧有的整体加工惯例,将此产品分多个部分单独加工。

2.2设计、制造工装

笔者设计了应用于该产品生产的多套工装,安装于相应的加工设备上,投入生产使用。加工检验结果表明,各产品均符合图纸工艺要求,外观合格,可以大大提高该产品合格率和加工效率。

3确定工艺

基于机加车间的技术现状,结合目前现有的加工设备,确定工艺路线和工艺步骤按以下几个步骤完成。去毛刺取螺纹孔丝堵钻铣钼管堵芯隔膜取出钼管堵芯车加工端面及台阶内孔车加工钼管前锥孔1车加工钼管前锥孔2修磨抛光钼管前锥孔1,2去除产品螺纹孔内的多余材料检验。

4具体改进产品的措施

根据已确定的工艺路线和工艺步骤,梳理各工艺步骤中存在的问题和加工工作中遇到的难题,逐一分析并确定改进方案。

4.1取出产品的螺纹孔堵头螺丝

由于螺丝在模具中浇注时有粘连、且受高温高压影响,难以松动,采用原有的拆卸工装取出困难。工装时无固定点,需要一个人固定,另一个人拆卸配合完成,不仅存在安全隐患,而且原工装使用的六只M8螺纹紧固,拆装费时费力,并且容易对产品螺纹造成损伤。笔者设计制造的新型拆卸工装,其工装图如图2所示。将上面两个活动盖板掀开,找正产品并放入工装,盖上活动盖板,将产品固定后卸下螺纹;整个操作简单、方便,不但降低了劳动强度,提高了工作效率,而且保证了操作者的安全。

4.2钻铣钼管堵芯隔膜

使用该工装依定位孔定位找到产品正中心将产品安装在铣床上,钼管堵芯隔膜工装。解决了此前该产品在铣床难以准确固定的难题。将安装在定位孔内的产品旋转至所示的位置夹紧,使用修磨后的成型刀具钻孔,,直至将隔膜钻铣干净。最后取下钻铣干净的后盖产品,将铜棒平稳放入钼喷管内,用手锤轻轻锤击铜棒,从正面取出钼管堵芯。车加工端面及台阶内孔将内孔加工工装安装于车床上如图7所示,使用百分表找正工装的内孔、端面,使之圆跳动度和面跳动度均小于0.02mm,将后盖产品平稳装入孔加工工装之内,使用内六方螺栓在工装后面拉紧,找正产品外圆及端面,按图纸加工深度为11mm复合材料端面时需注意刀具的移动轨迹必须严格按照先从产品内表面至厚度中心位置,退出刀具后再从产品外表面至厚度中心位置接刀的步骤进行。按图纸加工直径为111mm复合材料外圆时使用检验量棒检测尺寸,同时将空刀槽底部的多余材料清理干净,分别钻车22mm深度为33mm和33mm深度为44mm台阶孔。

4.4车加工空刀槽

将产品平稳安装入孔加工工装之内,使用内六方螺栓在工装后面拉紧;找正产品外圆及端面;将特制加工空刀槽刀具安装在刀架上,调整好角度及方向;将空刀槽刀摇入已加工过的槽内,用手转动主轴,检查是否有妨碍位置;开动设备将空刀槽内复合材料清理干净。

4.5车加工66°锥孔

将后盖产品平稳安装入三爪卡盘之内;将特制加工内孔刀具安装在刀架上,调整好角度及方向;将刀架调整33°;将内孔刀具摇入产品锥孔内,由内向外加工复合材料部分,每次不超过0.15mm,直至与金属钼喷管平滑连接;将加工表面抛光。清理堵盖丝底工装。产品加工要求精细,清理产品丝底多余材料不得碰触边缘,机器无法完成,需人工操作。将产品置于工作台上时,若得不到良好固定,就会左右晃动,另外产品上端的两个钼喷管受力置于台面上,增加了磨损和破裂的可能性,极易造成废品,其操作如图9所示。这样操作既费时又费力,也不符合加工工序的要求,影响产品的合格率。笔者设计了与其底部相吻合的圆形胎具,使堵盖底部端面固定在胎具上,可将产品良好地固定,操作起来不会左右晃动。

5生产情况

自2013年第3季度起,用自主设计、加工的工装投入生产后,产品的生产效率提高了3倍以上,合格率由原来的70%提高到99.8%,加工完成的产品各部位的尺寸精度、形公差、位置公差及外观均达到工艺文件的技术要求。同时取得了良好的经济效益、社会效益。

6结语

在现代机械加工中经常遇到此类多种材质复合零件,单纯使用加工中心进行加工,由于结构复杂,致使换刀次数增多,非加工时间增多,使得生产进度受到影响。本设计根据本单位设备现状,将此产品分为多个部分单独加工,分步使得产品的各个尺寸得到严格控制,更加方便、快捷、保质保量地完成任务,在此类产品的机械加工中有一定的推广价值。

加工工艺论文范文第4篇

1.1导向器机匣主要难点分析和加工工艺

导向器机匣结构形式为薄壁环型机匣,其主要加工工艺和难点是机匣上叶型孔薄壁处的数控车加工和叶型孔的激光切割加工。加工时零件易椭圆变形,薄壁处出现弧形变形,加工表面振纹大,表面粗糙。通过合理安排粗精加工余量和走刀路线,多次对数控程序进行调整,优化加工参数,满足了尺寸要求。薄壁处加工方案是:先对内形进行粗加工,并且为内形薄壁处留出0.5mm的加工余量,这解决了在精加工时的变形和振纹,对外形进行精加工后,再去除这一小部分余量并精加工内形。加工叶型孔处的薄壁是一个带有转折的空间曲面,并且壁厚不均匀,用常规的加工方法难以加工,多方求证后,采用了激光切割的工艺方法进行加工。通过分别为导向器机匣和导向器内环定制检测专用的叶型孔通止规,克服导向叶片一致性较差的问题,利于导向器机匣和导向器内环上叶型孔进行加工和检测。

1.2导向器内环主要难点分析和加工工艺

导向器内环属于薄壁环类零件,其主要加工难点是薄壁处的数控车成形加工。加工表面(特别是内径槽型面)易产生振纹,表面粗糙度差。如果粗精车加工余量和走刀方式安排不当,容易使薄壁端面发生倾斜变形。通过合理安排粗精加工余量和走刀路线,多次对数控程序进行更改和调整,取得了稳定良好的加工效果。

1.3涡轮分瓣外环主要难点分析和加工工艺

涡轮分瓣外环结构特殊,材料为K405,机加工艺性能不好,不易车削,从形状看,零件为分瓣式结构,不利车床回转加工,工装设计与使用均十分复杂,零件封严槽尺寸小,数量多,加工难度高,槽加工深度相对刀宽较深,对刀具要求较高,在加工时刀具维护困难。在加工过程中改进了工装的装夹定位方式,将原来点压紧的方式改为面压紧方式,增加辅助支撑,并通过浇注低温合金工艺,增强受力性能,改善了在加工时零件的承力性能;在对刀具结构进行优化改进后,探索并总结出了更为合理的加工参数,减少了刀具的损耗。提高了生产效率,并保证了尺寸要求,提高了零件的加工质量。

2组件难点分析和加工工艺

涡轮机匣组件的加工工艺主要包括装配和焊接工艺、焊接后的机加工艺、喷涂和涡轮分瓣外环的装配工艺、喷涂后的机加工工艺。

2.1装配、焊接难点分析和主要工艺

在涡轮机匣组件进行装配和焊接时存在的最主要问题是,由于导向器叶片与导向器机匣和导向器内环相配合处的间隙产生较大偏差,而导致装配后的叶片与机匣或内环发生干涉或出现配合间隙过大的情况。设计图纸关于导向器叶片与导向器机匣和导向器内环相配合处的间隙要求为单面0.05mm~0.1mm,而在实际加工中的间隙局部会达到最大0.4mm左右。通过在加工叶形孔时,沿叶形孔增加了4个高度近似配合间隙要求的工艺凸点,从而保证组件装配和焊接时叶片位置能够最大程度的接近于理论位置。随着配合间隙要求的设计更改,以及工艺上更好的实现定位和受力方式的要求,工艺凸点的位置和高度也进行了调整。

2.2焊接后机加难点分析和主要工艺

在机匣焊接为整体后,需机加去除各零件所留余量,加工至最终尺寸,为喷涂做好准备。这部分工艺内容的难点主要是组件加工后容易发生椭圆变形,以及保证机匣和内环轴向尺寸关系并同时保证单件尺寸要求。由于涡轮机匣组件是一个较为复杂的高温合金薄壁焊接件,在经过多种焊接工艺后,薄壁处存在较大应力,材料机加工艺性能不好,在加工中产生的抗力较大,组件加工时易产生受力变形。对最终各处跳动量影响较大。在最终设计要求中多处对基准A、B的跳动要求易超差。在研制过程中,针对组件加工后容易椭圆变形的问题,首先逐步对各工序加工受力变形情况进行了摸索,通过分析以往超差项目,综合各种情况后,对工艺流程进行适当优化调整,避免精加工要素的跳动量受后续加工的影响,并进一步对各工序装夹系统及加工参数进行了改进。

2.3喷涂和涡轮分瓣外环难点分析和装配工艺

组件的喷涂工序安排在涡轮分瓣外环的装配工序之前进行,避免在喷涂过程中对涡轮分瓣外环的石墨涂层造成不利影响。在喷涂过程中出现的主要问题是组件在装夹和受热条件下,仍会发生变形,导致加工基准A,B椭圆变形,对后续加工中保证各涂层对基准的跳动要求造成影响。通过与喷涂承制单位的分析和研究,先后改进了喷涂以及喷涂后加工的工装,调整了喷涂加工的参数,两次调整了余量分配,使发生基准变形的情况和产生的变形量减少,最终在精加工后涂层对基准的跳动达到较好效果。

2.4喷涂后机加难点分析和主要工艺

喷涂后需对各涂层进行最终机加,主要的难点在于如何避免装夹时造成零件变形,以及在加工基准存有轻微椭圆变形后对基准进行矫正。通过选用合理的装夹定位方式,目前已经保证了零件基准在加工时不会受力变形。

3结束语

航空发动机热端部件材料均属于难加工材料,在涡轮机匣单组件的研制过程中,在零件单组件的机加工艺、组件的装配和焊接工艺、热喷涂涂层及其加工工艺等方面积累了宝贵经验,也为其他类似热端部件的制造工艺提供了借鉴,但为了使制造工艺成熟稳定并推广应用,仍有一些难点需要开展深入研究,主要包括薄壁件机加变形控制、难加工材料机加参数探索、焊接前后尺寸精度保证等。

加工工艺论文范文第5篇

1.1材料

茶青采自贵州省茶叶研究所湄潭基地茶园黔湄601茶树品种,采摘标准为单芽。

1.2仪器与设备

QP2010GC-MS联用仪日本岛津公司;57330-U手动SPME进样器、非结合型聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)萃取头美国Supelco公司;20mLSPME专用样品瓶天津奥特塞斯公司;FA2004A分析天平上海津天电子仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1样品加工

加工工艺流程为:茶青萎凋揉捻自然发酵/通氧发酵(通氧发酵时间)干燥。按照加工工艺流程,共设置了6个处理,分别为:a:茶青萎凋揉捻自然发酵干燥;b:茶青萎凋揉捻通氧发酵45min自然发酵至适度干燥待测样品;c:茶青萎凋揉捻通氧发酵60min自然发酵至适度干燥待测样品;d:茶青萎凋揉捻通氧发酵75min自然发酵至适度干燥待测样品;e:茶青萎凋揉捻通氧发酵90min自然发酵至适度干燥待测样品;f:茶青萎凋揉捻通氧发酵105min自然发酵至适度干燥待测样品。通氧发酵设备:自制通氧发酵装置,已获实用新型专利授权,专利号:ZL201220113859.X。自然发酵设备:竹篓、湿毛巾,每30min翻拌茶堆1次。6个处理是在相同的萎凋和揉捻后等分为6份,分别进行不同发酵工艺处理后,加工成样品待测。发酵适度的判定参照贵州红茶加工技术标准。

1.3.2SPME条件

称取磨碎茶样1.0g装入20mLSPME样品瓶中,加盖密封,分别加入5mL沸超纯水,加盖密封,于70℃水浴锅中平衡10min,固相微萃取吸附50min后,于GC-MS联用仪进样,解吸5min。

1.3.3GC条件

DB-5MS弹性石英毛细管柱(30m×0.25mm,0.25μm);进样口温度230℃;流速1.0mL/min;不分流进样;载气He;升温程序:40℃保持2min,以5℃/min升至85℃,保持2min,以2℃/min升至110℃,以7℃/min升至130℃后即以5℃/min升至230℃保持8min;柱箱温度40℃。1.3.4MS条件电子电离源;电子能量70eV;离子源温度230℃;MS接口温度230℃;质量扫描范围35~400u[23-24]。1.4数据处理采集到的总离子色谱图,采用计算机检索,参考标准谱图(NIST05、NIST05s),鉴定样品中挥发性成分,并用峰面积归一化法分析各成分相对含量。

2结果与分析

2.1不同通氧发酵加工工艺红茶样品香气成分鉴定

6种不同工艺红茶样品经SPME萃取、GC-MS分析得到总离子流色谱图。

2.2不同通氧发酵加工工艺红茶样挥发性成分比较

将6个处理红茶样品的挥发性成分按照化合物种类进行分类。结果表明,6个样品挥发性成分在组成上存在高度相似的特点。但在相对含量上,随着通氧时间的延长,存在上升或下降的整体趋势。6个样品挥发性成分比例均以醇类最高,随着通氧时间的延长,醇类物质表现出上升的整体趋势。6个样品醇类相对含量均以β-芳樟醇最高,β-芳樟醇、反式香叶醇及α-甲基-α-[4-甲基-3-戊烯基]环氧乙烷甲醇一起构成了6个红茶样品醇类物质的主体,其中a处理组三者之和占整个醇类物质的76.12%,b处理组为67.58%,c处理组为55.97%,d处理组为65.12%,e处理组为61.91%,f处理组为64.48%。6个样品挥发性成分比例第2高的是酯类物质,随着通氧时间的延长,酯类物质表现出下降的整体趋势。6个样品酯类相对含量均以水杨酸甲酯最高。其中,a处理组水杨酸甲酯占整个酯类物质的93.25%,b处理组为96.68%,c处理组为93.87%,d处理组为79.62%,e处理组为82.28%,f处理组为80.62%。其他检测出的酯类物质相对含量较低,且不同样品检测出的酯类物质组成差异较大。6个样品挥发性成分比例第3高的是醛类物质,随着通氧时间的延长,醛类物质表现出上升的整体趋势。6个样品醛类相对含量均以苯乙醛最高,a处理组为3.12%,b处理组为4.52%,c处理组为3.56%,d处理组为3.81%,e处理组为4.41%,f处理为4.24%,分别占醛类物质的40.68%、45.89%、34.70%、27.63%、45.79%、38.76%,其他相对含量较高的醛类物质包括苯甲醛、癸醛、α-柠檬醛等。6个样品检测出的碳氢类化合物相对含量较高,a处理组为2.51%,b处理组为6.21%,c处理组为6.61%,d处理组为3.65%,e处理组为8.01%,f处理组为5.53%。其中β-月桂烯、2-菠烯相对含量最高。6个样品检测出的酮类物质,a处理组为2.37%,b处理组为1.76%,c处理组为3.36%,d处理组为2.51%,e处理组为3.19%,f处理组为3.10%。6个样品均以顺式茉莉酮、β-紫罗酮相对含量最高,且随着通氧时间的延长2种物质均呈现出上升的整体趋势。6个样品检测出的酸类物质较少,共检出2种酸类物质,分别为橙花酸、3-(2-异丙基-5-甲苯)-2-异丁酸。橙花酸仅b处理组检出,3-(2-异丙基-5-甲苯)-2-异丁酸仅e处理组检出。6个样品检测出的含氮类化合物仅1种,为咖啡碱,且a处理组样品未检出。6个样品检测出的杂氧化合物较少,共4种,检出种类随通氧时间延长,呈现出增多的趋势。

3讨论与结论

本研究涉及的6个样品检测出的挥发性成分主要以醇类为主,相对含量占60%以上,其次为酯类、醛类、碳氢类及酮类。与文献[3-7,14]研究结论相似。检测出的红茶特征香气成分,醇类以β-芳樟醇为主,还包括反式香叶醇及α-甲基-α-[4-甲基-3-戊烯基]环氧乙烷甲醇等。酯类以水杨酸甲酯为主。醛类以苯乙醛为主。碳氢类以β-月桂烯、2-菠烯为主。酮类以顺式茉莉酮、β-紫罗酮为主。已有研究均表明出香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇和苯乙醇是祁门红茶的特征性香气物质。与本研究存在一定差异。任洪涛等研究表明,苯甲醛、苯乙醛是红茶醛类香气成分的特征物质。与本研究结果相似。研究表明,红茶酯类香气成分的特征物质包括水杨酸甲酯、二氢海癸内酯等,酮类特征香气成分包含茶螺烯酮、紫罗酮等,与本研究结果类似。本研究涉及6个不同通氧加工工艺红茶样品检测出的主体挥发性成分中化合物类型及相对含量均高度相似。但随着通氧时间的延长,检测出挥发性成分的数量呈整体上升趋势,自然发酵共分离鉴定出47种香气化合物,通氧45min处理共分离鉴定出53种香气化合物,通氧60min处理共分离鉴定出48种香气化合物,通氧75min处理共分离鉴定出79种香气化合物,通氧90min处理共分离鉴定出72种香气化合物,通氧105min处理共分离鉴定出77种香气化合物。但增加的香气化合物相对含量很低。

在同一茶树品种条件下,红茶通氧发酵加工工艺不会改变红茶主要香气成分的组成结构;通氧发酵加工工艺,改变了红茶发酵过程中化学反应的外部环境,有利于增加红茶香气化合物的种类;茶叶的香气与茶树品种、自然环境与栽培条件、加工工艺和外源诱导等多种因素有关,部分微量成分却对茶叶香气品质起决定作用,本研究通氧发酵工艺样品检测出多种微量挥发性成分,其与红茶香气品质的相关性还需进一步研究。本研究采用面积归一法进行定量分析,不能确定通氧发酵加工工艺对红茶香气成分质量的影响作用。

加工工艺论文范文第6篇

荞麦脱壳加工成套设备主要由四部分组成:清理、分级、脱壳、分选。

1.1清理、分级

1.1.1清理由于荞麦原料从地里收来后有很多的杂质。如草棍、土块、石头等。首先要对其清理,已获得比较干净的原料后才能进行后续加工。首先要用复试清选

机来对荞麦原料进行筛选,通过各种筛片与负压风的配合去除掉物料中的碎杂质、灰尘、轻杂质以及大的杂质。在上述处理中,与荞麦原粮大小相近的石头等重杂质并没有被处理掉。而需要用专门的去石机通过荞麦与重杂之间存在的比重差来将其去除掉。这样,才获得了比较干净的荞麦原料,以便进行后续的加工。

1.1.2分级要想把级分好就要搞清楚筛分,筛分的目的是希望筛子给料中小于筛孔的粒级全部进入筛下产物,但在工业生产条件下,要达到这一目的是很困难的,而筛上产物中或多或少总含有一些小于筛孔的细粒,为了评价筛分进行的完全程度,引入筛分效率,即指实际得到的筛分产物中与给料中所含小于筛孔的物料质量之比。①给料中小于筛孔尺寸之含量,%;②筛上产物中小于筛孔尺寸之含量,%;③筛下产物中小于筛孔尺寸之含量,%;④筛分效率,%。那么经过清理后的荞麦原料颗粒大小是不同的,要想荞麦脱壳取得很好的效果,必须要对其进行分级,只有同一级别、同样大小的荞麦原料同时进行脱壳,才能减少破碎率。要使每个级别的原料里既没有上一级的大颗粒,又没有下级别的小颗粒。为此,经过反复试验,反复改进,最终确定了筛片的形状尺寸以及筛体结构的设计,设计制做出一次性将荞麦原料分成8个等级的荞麦原料分级筛,不但分级效果好,而且效率高,它涵盖了国内外所有荞麦原料,从大的到小的,从皮仁之间结合比较紧密的到皮仁间有间隙的。

1.2脱壳脱壳部分是整个荞麦脱壳生产线中最关键的一环,脱壳机是整套设备的心脏。在我研制的荞麦脱壳成套设备中,涉及到了我的一项国家已授权的发明专利。即一台荞麦脱壳机。以往,我国荞麦加工设备与迅猛发展的荞麦深加工要求相比,现有的荞麦加工设备(主要是脱壳设备)存在着很多不足。其表现在:①脱壳后的荞麦米破碎大。②米中含籽多5%~7%。③皮壳破碎不完整(因完整的荞麦壳价值很高)。④现有的荞麦加工设备只能加工甜荞,对于保健价值、及经济价值更高的苦荞麦无能为力。这种情况在国外也是同样存在。因此,摆在我们面前的问题和我们的研究课题就更加清晰了:那就是研制一台能解决上述问题的新型荞麦脱壳机。

1.2.1技术方案及原理本发明的脱壳机其工作原理:将已分级的荞麦原料由料斗喂入上盖下部定砂轮与动砂轮之间的圆锥型腔,在动砂轮的动力作用下,荞麦原料受离心力和摩擦力作用彼此间压力迅速增加并瞬间通过(特定材质、硬度的、粒度的)砂轮脱壳面,使荞麦仁破壳而出。

1.2.2关键技术的先进性和突出创新点①内圈与外圈之间用螺纹连接,并在外圈上设置刻度时针,既能使定砂轮与动砂轮之间的间隙得到调整,同时又能使外圈和内圈连接在一起。本发明的内圈相对于外圈转过一周,定砂轮与动砂轮之间的间隙即可改变一个螺距,而内圈转过一个刻度定砂轮与动砂轮之间的间隙变化仅为几道,定砂轮与动砂轮之间实现了微调,并且调整精度高,又达到了快捷简便的效果,由于本发明的优势,不同品种、不同饱满程度的荞麦能够得以加工,并且能够保证不会破坏到荞麦仁和荞麦皮壳的完整性。②将圆锥形锥面应用于定砂轮与动砂轮相配合的一侧,这样在动砂轮与定砂轮之间就形成了圆锥形的挤压腔,通过动砂轮的旋转,物料被向外挤压,出料的压力于是开始增大,于是在从中心向四周运动的过程中,荞麦受到瞬间短暂的摩擦以及挤压,这种挤压是物料和物料之间的柔性挤压、摩擦是物料与砂轮之间的短暂摩擦。这样可以产生几点好处,一方面荞麦更容易脱壳而且脱壳完整;另一方面可以不伤害荞麦和荞麦皮。不仅大幅度提高了荞麦的质量和整仁率。同时,荞麦皮的利用价值和生产效率也得到了提高,适应大规模生产的要求。③将圆锥形锥面应用于定砂轮与动砂轮相配合的一侧,可以使两个轮之间的摩擦面缩小,摩擦阻力进一步得到减少,从而有效提高了动砂轮的旋转速度,达到了增加产量的目的。由于是食品加工砂轮材料采用了白刚玉,并经过反复试验选定了砂轮最合适硬度、粒度,由于结构和材料的特殊性,该机的各项指标与其他同类设备相比有显著的提高:出米率为72~75%,提高了8个百分点;整米率98~99%,提高了3个百分点;皮中含仁为0.05%,提高了5个百分点;米中含籽1%,提高了2个百分点,尤其是对本行业目前难以加工的苦荞也有很好的加工效果。他改变了近些年来荞麦脱壳行业脱壳效率低的被动局面。使我国的荞麦脱壳设备打入并站稳了国际市场。

1.3分选分选就是经过清理、分级、脱壳后的荞麦是以一种壳被脱开后的荞麦米、皮壳及未被脱开的荞麦籽的混合物的形式存在。要想得到干净的荞麦米就要将上述三种混合物清楚的各自分开,这就是分选所要达到的目的。但是,如何能取得好的分选效果,就要将分选与分级联系起来,统筹考虑。根据不同地区的不同物料所具有的外形特征、外皮与内米的结合紧密度,皮的薄厚来确定分选筛孔与分级筛孔的一一对应关系,只有建立起了他们的对应关系,才能取得好的分选效果,即低的米中含籽率,并且通过风的运用来将荞麦脱壳后混合物中的皮壳吸走。然后,通过筛子上面将未脱开的荞麦籽返回循环再脱壳,而筛子的下面就是被筛出的荞麦米。

1.4规模、功能系统性荞麦脱壳加工是一个系统工程。围绕着脱壳机有很多辅助设备,它包括清理机、分级机、提升机、吸风回料系统、分选机等。其中:清理机是为了把原料中的大小杂质、重杂质、轻杂质处理掉;分级机是为了保证脱壳后的分选效果,把原料按颗粒大小分开;吸风回料系统是为了把脱壳后的皮壳集中起来、分选机是将脱壳后的米集中起来。这样,就把脱壳后的各种主付产品分别开来,形成一个完整的荞麦米加工系统。该系统占地面积长为21m、宽1.8m、高3.5m。总销售价15万元(产量:5t/d)。若是大型设备(产量:45t/d)。占地长为35m、宽为10m。总销售价50万元左右。

2应用情况及分析

荞麦虽然是一种传统农作物,但由于其独特的营养价值被认为是世界性的新兴作物。所以在人民生活不断改善、并且非常重视食疗健康的今天,荞麦加工设备主要是脱壳设备前景是非常好的。由于本荞麦设备中的核心部件荞麦脱壳机是已荣获国家发明专利的产品,其结构和采用的材质上有独到之处,所以近年来在国内外受到客户的广泛认可。我公司近三年荞麦脱壳分选成套设备所形成的销售收入已达到近4000万元,其产品主要销售到国内国际两个市场,其中,在国际市场上远销到芬兰、印度、俄罗斯、乌克兰等国家;在国内的荞麦脱壳市场更占主导地位,国内大型荞麦生产流水线90%以上都是我们厂生产的。产品遍及主要荞麦产区,包括:甘肃、内蒙、宁夏、四川、河南、河北、辽宁等。为很多经济欠发达地区,农民摆脱贫困,搞荞麦深加工出口创汇,提供良好的设备。其对社会的直接经济和社会效益包括:可为社会创造近千个就业岗位;可为国民经济每年创产值五千万元、为国家创汇近百万元;可以预计随着人们对健康食疗的逐步认识,荞麦脱壳设备必将在国内国际两个市场上取得更大的成果,为社会做出更大贡献。

加工工艺论文范文第7篇

零件的加工品质决定于加工走刀路径的选择。

1)粗加工零件的加工采用Mastercam9.0的曲面挖槽粗加工方式,主要以加工z轴方向尺寸为主。在Mastercam9.0软件的曲面挖槽粗加工方式的菜单界面,选择加工参数,如图5所示。为了避免刀具与工装定位部分产生干涉,在扇叶三维造型的上部创建了Φ40的辅助圆平面,如图6所示,在生成刀路时将其和扇叶曲面一同选中进行挖槽加工,生成的前后刀路对比效果,如图7所示,因此该圆平面其实起到了干涉面的作用。根据以上对加工过程的处理,形成的粗加工刀路和粗加工仿真结果如图8所示。然后利用Mastercam9.0软件后处理功能生成的粗加工NC代码,如图9所示。2)精加工精加工时,利用Φ6球刀做放射状曲面精加工。以零件中心为放射中心,选定合理的起刀点,设置放射状的刀具路径。在Mastercam9.0软件的曲面放射状精加工方式的菜单界面,选择加工参数如图10所示。图11为精加工仿真结果。反面加工时,应注意要把扇叶的正面造型翻转180°,如图1(b)所示,而不能按镜像处理。其刀路处理过程与正面相同,在此不再赘述。

2扇叶加工中涉及的问题

1)基准问题该零件的加工需要经过正、反两面二次装夹方可完成,故必须很好地处理其两次装夹中x、y、z三个方向的正确定位,从而保证两次加工的曲面能很好地“缝合”。这就需要确定正确的定位和加工基准。2)扇叶的错位问题扇叶翻面加工时,必需保证其在x、y、z三个方向不能发生旋转错位,两次加工的走刀路径错位会造成曲面不能正确“缝合”。3)刀具选择根据扇叶的三维模型尺寸,考虑到刀具的干涉,粗加工选择Φ10的平底立铣刀,精加工选择Φ6的球刀,可以有效降低零件表面的粗糙度,提高表面品质。4)扇叶的强度与刚性问题扇叶翻面加工时,由于大量的余量均被解除,扇叶厚度只有3mm,加工过程中,当刀具靠近扇叶外缘部分时,被加工处将承受较大的弯矩,很有可能使扇叶从根部折断,造成加工失败。因此,如何保证扇叶在加工过程中的强度和刚度,也是加工过程中必须通过切削参数的合理选择加以解决。

3结论

该工艺方案有效地解决了扇叶零件在正反两次加工中由于基准不重合所引起的曲面上下两部分不能正确“缝合”的问题,同时基于MasterCAM9.0软件,利用其曲面铣削自动编程功能,极大地提高了编程效率,借助其虚拟仿真功能,有效地保证了NC程序的正确性,利用其后置处理功能可以自动生成与数控系统相应的NC代码,体现了当今机械制造领域数字化设计与数字化制造的先进理念,并把这种先进理念应用于教学当中,收到了较好的效果。

加工工艺论文范文第8篇

①首先确定加工基准,通过分析零件图,明确加工基准为工件的底面,根据工序集中的原则,将毛坯料底面作为被加工工件的底面;

②加工工件右边的75°棱面,作为后续加工中的定位面;

③以毛坯的上表面和已加工的75°棱面为定位面加工垂直于工件底面的孔系,在加工工件两侧棱面的后道工序中是以工件底面的两孔作为定位基准;

④以工件的底面和75°棱面作为定位基准粗加工工件的上表面、精加工7.9mm深的台阶面和工件的左侧棱面;

⑤以工件的底面和75°棱面作为定位基准加工工件0.5mm台阶面和孔系;

⑥以工件的底面和面上的孔系,按一面两销的定位原理加工工件的两侧棱面;

⑦最后以0.5mm的上台阶面和面上的两孔系作为定位基准对工件底面的螺纹孔进行刚性攻丝。

2零件加工的具体工艺安排和工装设计

2.1铣削毛坯料为:138×70×45(mm)

注意:在夹紧过程中夹紧力应能保持工件定位后获得的正确位置。夹紧力大小应适当,既要保证工件在整个加工过程中其位置稳定不变,不振动,又不允许使工件产生不适当的夹紧变型和表面损伤。保证工件的平行度±0.02。

2.2铣削工件75°棱面

在单件小批量生产时,采用虎钳直接装夹,然后用百分表拉表找正工件。即将工件在虎钳的横向目测倾斜63.1°,略微施加夹紧力,以保证工件不由本身重力而倾斜为准。在大批量生产时,设计工装定位来加工工件。考虑到大批量生产,如果每次都这样找正加工,生产效率极低,劳动强度大,辅助时间长,故设计了如下工装:用线切割机床以工装的底面找正,在工装的上部加工出一个90°的V型槽,V型槽的右边与工装的底面为63.1°夹角。

2.3底面钻孔

本工序的任务是加工2-Ф6H7的标准孔和2-M6的螺纹底孔,由于在后道工序中,为了加工定位把2-M6的螺纹底孔作为定位的销孔,故本道工序中孔位间的相对位置要精确。根据螺纹的切削参数表,2-M6底孔加工成Ф5.1mm,中心钻打定心孔,然后用Ф5的钻头钻孔,然后再用Ф5.1H7的自制键槽刀插铣,作为后道工序的定位销孔。

2.4铣削工件11.9°棱面

工装设计分析:从零件图分析7.9mm的台阶面与75°棱面和底面的交点有较严格的尺寸公差要求,在外型面上没有基准,无法在工件上对刀。现以工件的底面和75°棱面为定位基准,做一工装。将工装与工件安装在虎钳上贴紧、砸实、夹紧。从六点定位的角度分析,该工装属于过定位,鉴于在加工过程中各个尺寸之间都有相互较严格位置尺寸关系,互换性良好,对工件的实际加工影响并不大,可以使用。加工时先用Ф50面铣刀分层铣削至7.9mm的深度,左侧留1mm余量,然后用Ф8端铣刀精加工7.9mm的侧面。

3质量检验及其结果

通过使用三坐标测量机对工件的检测,图素的尺寸和位置均合格。设计的工装对工件的效果分析表明,具有可靠性高、互换性好等优点,减少了加工时间,从而提高了工作效率,并相对提高了社会经济效益,是一种有效而实用的方案。

4结论

通过对异型面零件的加工实践表明,合理的选用刀具与制定加工工艺,配合夹具的制作,即使对难度大,精度高的零件,也能在加工技术上有所突破,操作技能可以迅速提高。同时对批量生产有一定的应用价值。

加工工艺论文范文第9篇

1在卧式镗床上加工保证活动块的两孔平行度

首先,在车床、铣床或其他机械加工机床上,对活动块(图1)进行加工,到图纸规定的尺寸。然后,活动块的两孔加工工序安排在卧式镗床上进行加工。按常规的加工手段和办法,定位、夹紧,一次装夹,先钻孔,后粗镗、精镗两孔,保证两孔的平行度和孔间距尺寸公差。因为是在一次装夹中加工完毕,活动块的平行度由镗床的精度很容易得到保证。孔的平行度公差,一般正常可保证在0.01~0.02mm,极少数因为各方面的因素会超差,但最大不超过0.03mm,对装配使用基本没有影响。加工出来的产品,基本没有废品,合格率完全有保证。此种加工工艺方法,由于是在卧式镗床上加工,所以就会带来一个很大弊端,加工效率过低,加工成本太高。在单件、小批量的生产中,体现还不太明显,但对于批量的生产,效率低、成本高、加工周期长的问题就特别突出,使该机床生产周期变长,成本增加,快速交货受到限制,缺乏一定的市场竞争力,不利于该类机床短时间内的批量生产,更不利于该类机床在市场中的应用推广。

2在车床上加工保证活动块的两孔平行度

利用车床的花盘和弯板配合对活动块的两平行孔进行加工。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘,盘面上的许多长槽用来穿放螺栓,工件可用螺栓直接安装在花盘上。也可以把辅助支承角铁(弯板)用螺钉牢固夹持在花盘上,工件则安装在弯板上。为了防止转动时因重心偏向一边而产生振动,在工件的另一边要加平衡铁。工件在花盘上的位置需经仔细找正。首先,在铣床或其他机械加工机床上,按照图纸要求尺寸加工出外形。在车床安装好花盘,首先要利用活动块已加工好的面作为基准,打表、找正,利用弯板进行定位,夹紧。在加工活动块时,由于工件位置的原因,在离心力的作用下,加工工件孔的局部尺寸容易出现椭圆,两孔的平行度公差一般可保证在0.05~0.1mm以内。在实际生产过程中,通过装配时的反复调整和实际的应用验证,只要孔距的平行度公差不超过0.1mm,对活动块装配后的灵活性影响不大,所以此技术指标可以放宽使用,此时废品率仍在20%以上。此种加工方法,对比镗床加工来说,加工效率有很大的提高,加工成本大幅度降低,大约是镗床的1/3~1/2;但是打表找正比较费时间,对加工人员的个人技术要求较高,加工质量一般,合格率较低,批量生产一般不予采用。

3在车床上利用专用夹具精加工保证活动块的两孔平行度

专用夹具设计思路及依据如下:一种具有平衡配重功能的偏心夹具,在夹具本体上,以可往复移动的方式,设计一个用以夹持工件的夹持装置和至少一个配重件;另再设计一个传动机构,用以在夹持装置移动时同步地传动配重件作反向移动,以使夹头在偏心夹置工件时仍能维持其重心在转动轴心上,而能避免夹头高速转动时产生偏心震动。一般没必要去精确计算,可根据工作的经验,只要床头不要太晃动就行了。三爪卡盘与机床的连接需要一个连接法兰盘。法兰盘一端是内螺纹的,与车床主轴的外螺纹相连接;一端是带台阶孔(起定位作用)的法兰盘,用螺丝与三爪卡盘背后的螺纹孔连接。根据三爪卡盘和主轴连接的原理,利用常规车床主轴端部安装好的法兰盘,简化有平衡配重功能的偏心夹具设计思路,简化设计结构,做一简单实用的专用夹具,如图2(a)、(b)所示。其中,夹具体背面一端的止口、端面(起定位作用)分别和另一端面正面(基准面)要有垂直度、平行度要求,和车床主轴上连接的法兰盘止口(起定位作用)相配合,安装方法和三爪卡盘的安装固定方式一样。夹具体上安装径向滑动板,滑动板两大面有平行度要求,滑动板上安装有定位、夹紧元件。图2车床专用夹具对于批量生产,加工前,根据图纸对活动块外形进行加工,并预钻两平行孔,基本保证中心距即可,留1~1.5mm的加工余量。在专用夹具中,找活动块已加工好的面作定位基准,定位、夹紧,依次对两孔进行精加工到尺寸,靠车床和夹具的精度来保证活动块两孔的平行度公差。此种加工工艺方法,和前一种加工工艺相比较,特点是:操作相对更容易些,加工效率较高(可提高一倍以上),产品的加工精度有一定提高,合格率较高。但和镗床比较而言,加工精度还是有不少的差距。

4在改造的车床上精加工保证活动块的两孔平行度

找一台八成新以上的车床,目的是为了保证主轴的回转精度,还有丝杠和中托板丝杆的传动精度。首先,要把车床改造成一台数控车床,费用大概一万余元,目的是为了提高加工的效率。第二步,改造中托板。把方形刀架去掉,固定方形刀架的基面,就变成专用夹具的工作固定台面,按照和此基面的连接方式设计专用夹具的夹具体。要求夹具安装固定完毕后,活动块处在夹具中的位置应保证精镗时活动块两孔的轴线和主轴轴线等高且平行,即在同一高度的平面上。实际上就是以中托板上刀架的安装基面设定为一个工作台面,相当于卧镗的工作台。改造后的车床,就是一台数控车床;更进一步讲,就是一台变相的简易数控“镗床”,完全是根据活动块在卧镗上加工的方法原理改造而成。夹具设计实物如图3所示。图3专用夹具(固定于方形刀架基座上)做专用的镗刀杆,刀杆尾部的锥度要和所改造机床主轴锥孔的莫氏锥度相配套,长度可根据所加工的产品灵活设计,注意控制其长径比,在可保证加工的前提下,尽可能缩短镗刀杆,以满足镗刀杆足够的强度。可预先设计加工粗镗刀杆1把、精镗刀杆2把,刀具的材料为YG8,预先试镗孔,调整保证粗镗、精镗的刀具尺寸。每把精镗刀加工的工件数量为40~50件,两把精镗刀可加工80~100件,一次的生产批量一般在100件左右,所以事先准备1把粗镗刀、2把精镗刀,足够加工一个批次的产品。首先,对活动块外形进行加工,并预钻两平行孔,基本保证中心距即可,留1~1.5mm的加工余量;再到改造好的数控车床上,选工件已加工好的面作为定位基准,在设计的专用夹具上进行定位、夹紧;然后,以任意一预钻孔为基准,大致找正即可。一次装夹,通过中拖板丝杠控制孔间距(孔距公差靠中拖板丝杠精度保证),靠换已事先准备好的粗镗刀杆和精镗刀杆,对预钻的两孔进行粗镗、精镗,保证两孔的平行度公差。加工的原理方法实际和在镗床上加工一样,只不过是一台变通了的所谓“镗床”,一般孔的平行度公差可比较轻松控制在0.02~0.04mm以内,最大不超过0.05mm。相比镗床来说,加工成本低廉,效率大大提高,加工质量也有保证,合格率高。以CA6140为例,车床的改造费用1万余元;加上车床(不低于八成新)本身的费用4~5万元,总计费用在6万元左右,最多也不超过7万元。车床的加工工时在15~20元/小时,一天可以加工活动块成品大概40~50件。而同样一款卧式镗床,价格40余万元,加工工时约60元/小时,每天的加工成品大概为20件。投入产出大概比例,前者是后者的1/12~1/14。

5结论

通过对以上4种加工工艺的对比分析,就能得到更优的加工方法和拓宽零件加工思路,很自然地提高产品的加工效率和加工质量。对于批量大、精度要求高的活动块加工来说,在改造的车床上,利用专用夹具精加工(镗孔),产品的合格率得到有效的保证,降低了工人的劳动强度,提高生产效率,减少产品对操作人员的技术依赖度,降低生产的加工成本,有很好的社会经济效益,使得该类机床的大批量生产有了可靠的技术和物质保障,在市场竞争中占据一定的优势地位。推而广之,在现代的机床工业中,在批量机床的生产和维修过程中,只要是中小型的类似活动块的零件加工且平行度要求较高的,都可参照此种活动块的加工工艺方法,避免对镗床的依赖;同时,既可以提高生产效率,又能降低生产成本。

加工工艺论文范文第10篇

目前重庆院设计的宽叶片螺旋钻杆外径尺寸为Φ73、Φ89,长度尺寸为550、600、800、1000、1500。以使用量最大的63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆为例,进行具体的加工工艺技术研究。63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆由63ZG1000光钻杆在外圆绕制了螺旋叶片,通过双面焊将螺旋叶片与钻杆固定。

1.1叶片下料工艺

根据Φ63宽叶片螺旋钻杆的订单数量,确定叶片的下料方式有2种:一类是小批量生产螺旋钻杆,叶片采用剪板下料法;二类是大批量生产,叶片采用钢带开模法。具体加工工艺流程如下所示:小批量:剪(剪钢板)校直剪斜角对接焊预弯待焊大批量:剪(将钢带一分为二)剪斜角预弯待焊

1.1.1叶片小批量加工

根据上述叶片生产流程图可知,当采用小批量生产时,需要考虑以下因素:①剪板下料需要保证叶片的宽度尺寸20,上偏差为+0.5,下偏差为0,剪切面与宽度方向基本垂直;②叶片剪切后发生了弯曲、扭曲变形,需校直,采用卷板机校直;③因剪板机行程的影响,1000mm、1500mm长的宽叶片螺旋钻杆其叶片下料尺寸均在3m以上,超出机床行程,故叶片分段剪切后需采用对接焊满足加工需要;④小批量生产宽叶片螺旋钻杆,为便于绕制螺旋叶片,叶片端头需使用预成型工装预弯。

1.1.2叶片大批量加工

大批量生产螺旋钻杆,叶片采用钢带开模法,该方法的优点是:①可以根据需要定制叶片宽度及长度尺寸;②宽度及长度尺寸精确;③叶片平直;④避免了剪切产生的加工硬化。

1.2螺旋叶片绕制工艺技术研究

经过对宽叶片螺旋钻杆外形结构的分析和实验论证,得出下述螺旋叶片绕制加工工艺流程,满足加工需要,即:绕制螺旋叶片切除(多余叶片)。

1.2.1绕制螺旋叶片

根据63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆外形结构,螺距P=80,分析可知采用车床上绕制螺旋叶片,要控制螺旋叶片的成型、螺距、叶片的贴合度,可通过以下工装来控制。

1.2.2切除(多余叶片)

因绕制螺旋叶片后出现了多余的叶片,为了不影响后续工作,故需切除,通过比较分析,选择砂轮机打磨。打磨要求:①打磨面基本与钻杆外圆垂直;②防止打磨到钻杆;③保证距公接头端面尺寸9mm。

1.3螺旋叶片组合焊接工艺研究根据前期的准备工作及现场工艺性试验,确定组合焊接工艺路线如下:除锈自动焊接补焊。

1.3.1除锈

通过前期的试制工作,发现自动焊接螺旋叶片时,焊缝在钢管外圆侧成形差、咬边严重。通过分析实验验证,发现将钢管外圆表面除锈后焊缝成形良好,目前有以下两种方案可以除锈。将待加工钻杆通过同型号公扣在焊接变位机上固定,脚踏开关旋转主轴,工人手持角磨机打磨叶片两侧焊道,要求焊道宽度在5-6mm,钻杆外圆表面的铁锈除尽即可。通过该方案的试制,在自动焊接的过程中,焊缝成形很好,无咬边等焊接缺陷产生,故采用本方案对钻杆焊道除锈。

1.3.2自动焊接螺旋叶片

根据以往外协单位生产及矿上使用情况,通过手工电弧焊接螺旋叶片,焊接生产效率低、焊缝咬边严重、钻杆断裂事故较多,在这种产品质量不稳定的情况下,为了提高生产效率及控制产品质量,开发了宽叶片螺旋钻杆叶片焊接专机,此工艺方法比手工焊接效率提高5倍以上。宽叶片螺旋钻杆焊接专机主要组成部分为:C618普车结构、数控部分、焊接工装、弧焊电源、送丝机构、焊炬、供气系统等组成。

2结语

通过研究宽叶片螺旋钻杆的加工工艺,对试制的钻杆进行金相组织分析、断裂分析及现场工艺性试验,结果表明:钻杆的试制工艺合理,抗扭强度达到了设计要求,采用车床绕制螺旋叶片后进行自动焊接工艺流程加工的钻杆抗扭强度更高,性能更加稳定,钻杆在钻进松软煤层时钻进效率更高,使用效果更好。

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