白俊峰 張?jiān)? 蘭喜東 張逢陽(yáng)

摘 ?要：管線壓縮機(jī)用于我國(guó)長(zhǎng)輸天然氣的管道運(yùn)輸，其中管線用離心式壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭上的水紋線可提高機(jī)組的密封性，提高輸送效率，加工制造此種水紋線存在多種方案。以某型號(hào)壓縮機(jī)為例，采用鏜床平旋盤機(jī)床附件對(duì)風(fēng)筒法蘭密封面進(jìn)行鏜削加工，記錄加工參數(shù)與過(guò)程，并與傳統(tǒng)加工方法進(jìn)行對(duì)比，論證了平旋盤加工水紋線的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，為壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭水紋線的加工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為持續(xù)優(yōu)化加工方法奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：管線壓縮機(jī);平旋盤;鏜削;水紋線;加工方法

中圖分類號(hào)：TH452 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）13-0124-02

Abstract： Pipeline compressor is used in the pipeline transportation of long-distance natural gas in our country， in which the water line on the air pipe flange of centrifugal compressor for pipeline can improve the sealing of the unit and improve the transportation efficiency. There are many schemes for processing and manufacturing this kind of water line. Taking a certain type of compressor as an example， the close cover of the flange of the air cylinder is boring by using the accessories of the flat disk machine tool of the boring machine， the machining parameters and processes are recorded， and compared with the traditional processing method， the characteristics and advantages of the flat rotating disk in machining the water grain line are demonstrated. It provides practical experience for the machining of water line of compressor air cylinder flange， and lays a technical foundation for continuous optimization of machining method.

Keywords： pipeline compressor; flat rotating disk; boring; water line; processing method

引言

離心壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了重要地位，尤其是在天然氣輸送領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。以管線離心式壓縮機(jī)機(jī)殼為例，如圖1所示。根據(jù)所選用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)要求，壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭密封面均需要加工密封用水紋線，因此，利用傳統(tǒng)加工方法，在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下很難保證產(chǎn)品的制造進(jìn)度。

1 水紋線加工的傳統(tǒng)方法

1.1 機(jī)床兩軸聯(lián)動(dòng)加工方法

機(jī)床兩軸聯(lián)動(dòng)加工方法為將球頭銑刀與主軸連接，通過(guò)數(shù)控龍門銑床或數(shù)控鏜床X軸與Y軸聯(lián)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)加工，如圖2所示。此種方法加工的水紋線樣式優(yōu)選螺旋線形式，按此方案加工的水紋線質(zhì)量?jī)?yōu)異，但效率低下，加工時(shí)間取決于加工設(shè)備能力，主軸轉(zhuǎn)速較高的設(shè)備加工水紋線所需時(shí)長(zhǎng)較短。

1.2 便攜設(shè)備加工方法

便攜設(shè)備加工方法為利用便攜法蘭加工設(shè)備對(duì)壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭的水紋線進(jìn)行加工，如圖3所示。此種方法加工水紋線無(wú)需占用廠內(nèi)數(shù)控加工設(shè)備，加工后的水紋線質(zhì)量良好，便攜設(shè)備適用加工范圍較廣，但設(shè)備支架安裝找正時(shí)間較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，對(duì)操作人員有一定加工經(jīng)驗(yàn)要求。

2 鏜床平旋盤加工水紋線方法

平旋盤又叫U軸刀具，可在U軸方向?qū)崟r(shí)數(shù)控變徑使得在加工中心等機(jī)床上也能實(shí)現(xiàn)只能由車床完成的加工。采用平旋盤加工管線壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭密封面水紋線的示意圖如圖4所示。

圖4中，1為管線壓縮機(jī)機(jī)殼，2為鏜床滑枕，3為平旋盤附件，4為加工水紋線刀具，5為所需加工的風(fēng)筒法蘭密封面位置，6為機(jī)床工作臺(tái)面。

2.1 加工工藝流程

根據(jù)風(fēng)筒法蘭加工工藝流程，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量要求，風(fēng)筒法蘭需要與機(jī)殼筒體焊接完成后進(jìn)行精加工，對(duì)水紋線的加工應(yīng)在所有機(jī)殼精加工工序之后進(jìn)行。

2.2 水紋線加工過(guò)程

平旋盤需連接至鏜床滑枕上，通過(guò)主軸帶動(dòng)平旋盤轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)刀柄在平旋盤上沿U軸方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具移動(dòng)。平旋盤安裝后需對(duì)精加工后的風(fēng)筒法蘭止口與平面進(jìn)行打表找正，包括同軸度和平面度，要求同軸度不得超過(guò)0.50mm，平面度不得超過(guò)0.05mm;根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，通常水紋線節(jié)距要求0.45-0.55mm，因此可調(diào)整平旋盤每旋轉(zhuǎn)一圈，U軸進(jìn)給量為0.50mm，即進(jìn)給量等于轉(zhuǎn)數(shù)與水紋線節(jié)距的乘積。加工方向由風(fēng)筒法蘭密封面直徑較小處開始，隨著U軸不斷移動(dòng)，直至移動(dòng)到風(fēng)筒法蘭密封面直徑最大處完成加工過(guò)程。加工后的風(fēng)筒法蘭密封面上的水紋線呈螺旋形式。

2.3 水紋線加工刀具

平旋盤加工過(guò)程中需與刀具把合，刀具可采用焊接刀，也可采用機(jī)夾刀，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，機(jī)夾刀具加工效率及加工質(zhì)量高于焊接刀，其中機(jī)夾刀具由刀體和刀片組成，并且刀片安裝于刀體上，形成水紋線加工刀具，如圖5所示。由于標(biāo)準(zhǔn)中要求，加工刀具的圓角半徑應(yīng)不小于1.5mm，因此所選刀片的刀具圓角半徑不得小于1.5mm，通常選用的刀片為合金刀片，圓角半徑為2mm。經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)檢查，采用平旋盤方法加工后的水紋線截距均勻，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，滿足標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求，其中加工過(guò)程中所用平旋盤以及加工后的水紋線效果如圖6、圖7所示。

圖5中，1為刀體，2為圓角為R2的硬質(zhì)合金機(jī)夾刀片。

3 加工效率

經(jīng)實(shí)際記錄與計(jì)算，采用機(jī)床兩軸聯(lián)動(dòng)的方法加工一個(gè)特定尺寸的風(fēng)筒法蘭的水紋線時(shí)間約為10小時(shí);而采用便攜設(shè)備加工一個(gè)同樣尺寸的風(fēng)筒法蘭的水紋線時(shí)間縮短為約3.5小時(shí)。而利用平旋盤加工，從安裝機(jī)床附件計(jì)時(shí)開始，同樣加工相同尺寸風(fēng)筒法蘭的水紋線共需要約40分鐘，較便攜設(shè)備加工一個(gè)風(fēng)筒法蘭縮短約3小時(shí)，較兩軸聯(lián)動(dòng)方案加工一個(gè)風(fēng)筒法蘭縮短約9小時(shí)，因此可判斷，利用平旋盤附件加工管線壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭水紋線可提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鏜床平旋盤進(jìn)行研究試驗(yàn)，以管線用離心壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭作為主要研究對(duì)象，通過(guò)分析技術(shù)要求，確定了采用鏜床平旋盤機(jī)床附件加工水紋線的工藝方案和使用刀具，通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，論證了平旋盤加工水紋線的可行性，并將此方法與水紋線加工的傳統(tǒng)方法相對(duì)比，在能夠滿足加工質(zhì)量的前提下，加工效率明顯提高，建議將此方法固化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]白俊峰，張弛，田東升，等.離心壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭密封面水紋線加工方法研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2018，39（12）：186-188.

[2]周斌.法蘭密封面水線粗糙度問(wèn)題探討[J].石油化工設(shè)備，2016，45（03）：105-107.

[3]白俊峰，張威，張淇，等.便攜設(shè)備加工壓縮機(jī)風(fēng)筒法蘭密封面水紋線方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（03）：118-120.

[4]HG/T20592-20635-2009.鋼制管法蘭、墊片和緊固件[S].

[5]祁大同.離心式壓縮機(jī)原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[6]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.