弧形条状板加工方法的分析研究

（山东核电设备制造有限公司，山东 海阳 265118）

弧形条状板加工方法的分析研究

万胜虎 王朋飞 胡永清 杨中伟 汤 刚

（山东核电设备制造有限公司，山东 海阳 265118）

弧形条状板加工前，切割原材料毛坯，在上下表面和弧形内外侧留有余量，然后机加工。目前存在三种方法用于弧形条状板的加工制造，通过三种方法的分析，对生产效率的提高和加工质量的保证有着重要意义。

弧形条状板；切割；拼焊；分段机加工；均布分散

1 概述

在机械制造领域经常会涉及到弧形条状板的制造，当制造精度要求较高时，一般采用预留加工余量，在进行机加工。为了尽可能的减轻机加负担，选取最经济的工艺余量，优化设备的选型和工艺参数，并防止变形成为了一门很重要的课题。具体方法分为三种：（1）弧形条状板分段拼焊为环，机加工，再切割为各分段；（2）各弧形条状板单独机加工；（3）弧形条状板分段在回转平台上均布分散为环，再机加。

弧形条状板共分为七段，如附图1所示，材质为合金钢,弧长为L（最长为2039mm）,宽度为B（76.2mm），最终厚度≥C（38.1mm），内径：R内（φ3526mm）、R外（外径φ3738.5mm），内径、外径各留15mm机加工余量，弧长留10mm机加工余量，上下表面厚度方向留机加工余量为18mm。如图1所示。

2 加工方法介绍

2.1 弧形条状板分段拼焊为环，再机加工

2.1.1 下料拼环（1）按内外径、厚度和弧长等留同等机加工余量；（2）放样。将弧形板按照划线进行放置，焊接防变形工装并夹紧，然后按照焊接工艺弧形板进行焊接拼为环状；（3）检查。检查环的内外径和平面度，保证内外径有至少5mm加工余量。如超，校平。

2.1.2 数控立车车削（1）装夹。将工件用压板压紧在数控立车回转工作台上并找正调整；（2）车削。车削工件内侧上表面，车起即可，倒压板压紧工件内侧，车削工件外表面，后翻转工件，校表法在4个方向调同心，加工至图纸要求。

2.1.3 划线并切割（1）划线。根据各分段弧形板的尺寸精确划出各位置线，各弧长加3mm余量；（2）切割。去除拼接焊缝，用带锯床切割将环分为各分段弧形板并打磨。

2.2 弧形板分段单独机加工

2.2.1 下料按内径、外径、厚度方向和弧长等留同等机加工余量。

2.2.2 龙门铣床铣削（以一段弧形板的加工为例）（1）装夹。将工件两端沿X方向置于工作平台上，使用压板压紧工件。（2）铣削。铣削工件上表面5mm，重复装夹，分段铣削，控制接刀痕迹，装夹翻转工件，压板压紧，再铣削工件上表面5mm，重复装夹，分段铣削，控制接刀痕迹，翻转工件，校正弧形板两端与工作台平行，压板压紧，铣削工件至图纸要求。

2.3 弧形板分段均布分散为环状，再机加工

2.3.1 下料按内外径、厚度和弧长留同等机加工余量；

2.3.2 装夹（1）上活。等高垫铁上活，垫铁不得干涉切削。以半径R环形均布在数控立车圆形工作台上，如附图2所示。（2）压紧。以弧形板内圆为基准校表，确认与工作台同心，允差＜4mm，在等高垫铁上方使用压板压紧。压板压弧形板端面外侧2/5处（留出车端面空间）。

2.3.3 数控立车加工弧形板（1）车削。调整切削参数，车端面，要求另一端面厚度余量≥7mm，同次装夹车内圆，倒压板至内侧，倒压板时不要同时全部松开压板，倒一件紧固一件；（2）车外圆。同次装夹车外圆校正带，翻转工件180度，等高垫铁不得干涉弧形板外圆加工，在等高垫铁上方使用压板压紧。（3）车端面。检查厚度尺寸，同次装夹车外圆，倒压板至外侧。

2.3.4 铣床铣长度尺寸（1）划线。根据图纸尺寸，在每段弧形板上划出各段的长度；（2）铣削。回转工作台上活并压紧，铣削至图纸要求。

3 加工方法分析

3.1 第一种方法与第三种相类似，但第一种方法增加了焊接成环和再切割等工序，使制造时间增加，此外机加工后，焊接与切割毛坯时应力未得到释放，会使工件的变形加大且回弹，而第三种方法可以一次装夹，车削多个零件，受不可控因素影响变形的较小。

图1

图2

3.2 第二种方法，需要反复倒压板找正，且吃刀量不宜过大，每次每分段弧形板机加工都需要经过同样的工序（装夹、倒压板等），加工周期长，人工消耗大和机床占用率比较长，但可很好的控制单零件的质量且端面可同时铣削，而第三种方法只需在数控立车加工完后，在铣床铣削两个端面即完成产品的制造，可以减少时间的消耗和优化其他设备的占用率。

结语

在现代生产中，工艺方法对于提高生产效率和标准化起到关键性作用，主要牵涉机床、人工成本以及操作方便等方面。本文通过对三种工艺方法的介绍、比较及分析，得出第三种方法更合理，可以将弧形板变形控制在最小范围内，而且成本最低，易于推广应用，同时也适合于其他类似弧形板机加工的其他场合。

[1] 冯兴安，黄玉美，关慧贞．机械制造装备设计[M]．北京：机械工业出版社，2005．

[2] 杜国臣,王士军．机床数控技术 [M]．北京：北京大学出版社，2006．

[3] 吕亚臣．重型机械工艺手册：哈尔滨出版社，1998．

TH16

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