切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响

切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响

管板加工———尤其是深孔钻孔是换热器制造的关键工序之一,在换热器的制造中占有非常重要的地位。管孔长细比(l/d≈35),深孔钻孔的加工难度很大。管板的加工精度,特别是管孔的中心距偏差和孔径公差、孔桥宽度、粗糙度等(以600 MW 高压加热器管板为例,其数据信息如表 1)直接影响换热器的装配如穿管、封口焊、胀接等。如果管孔质量不合格,将导致产品质量出现不良的连锁反应———装配时换热管不能顺利穿入管板孔,封口焊、胀接质量得不到保证而导致设备运行时泄漏,严重影响换热器的运行参数,甚至给其安全运行带来严重隐患。本文针对切削参数对管板深孔钻孔质量的影响展开分析研究.

切削参数对深孔钻加工管孔的垂直度、平行度等有较大影响,因管板厚且管孔数量大,对其垂直度、平行度的检验难度、强度和工作量巨大,在实际生产中为便于检验,演化为检验管孔的孔桥宽度(如图 1)。为客观、真实的检验管孔的加工质量情况,管壳式换热器(GB151—1999)对管板孔质量的检验标准作了相应规定[1]:

切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响

(1) 管板孔直径按表 1 中规定值(对于 21 节距,孔径为 16.20+0.15.0 的管孔)检验合格———可用通止规检查。

(2) 始钻面按表 1 中规定的中心距偏差值检验合格,可演化为直接检验孔桥尺寸,即对表 1中始钻面的管孔中心距偏差可演化为以其孔桥宽度 4.50~5.10 mm 为合格。
(3) 终钻面孔桥宽度,最小孔桥宽度 Bmin 可分
别按式 1、式 2 计算[1]:
B=(b-d)-Δ1 (1)
式中:b——管孔节距,如表 1 中的 21 mm;
d——管孔直径,如表 1 中的 16.20+0.150 mm;Δ1——
孔桥偏差,Δ2=2Δ2+C(mm);Δ2——钻头偏移量,
Δ2=0.001 6×δ(mm);C——附加量,当 d0<16 mm
时 ,C=0.508 mm; d0≥16 mm 时 , C=0.762 mm;
d0——换热管名义外径,mm;δ——管板厚度,如
表 1 中的 575 mm
Bmin=1/2(b-d)-C1 (2)
式中:C1——附加量,mm;当 d0≤32 mm 时,
C1=0.1 mm;d0>32 mm 时,C1=0 mm
终钻面应抽查不小于 60°管板中心角区域内的孔桥宽度,在此区域内 B 值合格率应不小于96%,Bmin 值的数量应控制在 4%之内,超过上述合格率时,则应全管板检查。

切削参数主要指主轴的转速 S、钻头的进给速度 F 等,钻削力———进给力(轴向力)Ff、背向力(径向力)Fp 和切削力(切向力)Fc 等与切削参数密切相关,对采用双刃内排屑 BTA 钻头的深孔钻,其中轴向力为主要影响因素,故下文主要就其展开分析研究.

在深孔加钻工中,特别是钻入、钻出工件表面时,由于钻头切削刃受力不均,或切削力突然变化,导致钻头刀尖偏斜、刀齿突然崩刃或断齿,引起管板孔较大的位置偏差,管孔表面损伤,以及钻杆扭弯、断裂,甚至机床被损坏等,将严重影响深孔钻孔质量和钻头寿命。
精钻立式深孔钻适用于玩具模具、光电模具、其他各种模具顶针孔以及加工丝筒、油压配件、医疗器械、航天、家电等行业切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响切削参数对高压加热器管板深孔钻孔质量的影响

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