端部帶有馬鞍型坡口的短直段空間彎管制造工藝研究

康寶龍　王強(qiáng)　宋建

摘 要：本文通過對某項(xiàng)目端部帶有馬鞍型坡口的短直段空間彎管的制造工藝方案進(jìn)行剖析，對該空間彎管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工設(shè)備進(jìn)行了簡要介紹，并對其在生產(chǎn)過程中所采用常規(guī)工藝方法的限制進(jìn)行分析，進(jìn)行了相關(guān)的工藝試驗(yàn)，針對在試驗(yàn)過程中由于該空間彎管的端部直段過短而引起坡口變形、后移等問題進(jìn)行逐一分析，并制定專項(xiàng)工藝措施，并著重介紹了空間彎管的制造工藝研究過程。

關(guān)鍵詞：短直段;空間彎管;難點(diǎn)分析;制造工藝

Study on the Manufacturing Process of Short Straight Space Elbow with Saddle Groove at the End

KANG Baolong WANG Qiang SONG Jian

（State Key Laboratory of Efficient and Clean Coal-fired Utility Boilers（Harbin Boiler Company Limited）， Harbin， Heilongjiang Province， 150046 China）

Abstract： In this paper， the manufacturing process of short straight space bend with saddle groove in the end is analyzed. The structure characteristics and machining equipment of the space elbow are briefly introduced， and the limitations of the conventional technological methods used in the production process are analyzed，and relevant technological tests are carried out. In this paper， the problems of groove deformation and backward movement caused by the shout end of the straight section of the space elbow are analyzed，and special technological measures are formulated， and the manufacturing process of space elbow is emphatically introduced.

Key Words： Short straight section; Space elbow; Analysis of difficulties; Manufacturing process

0引言

隨著火電市場競爭日益激烈，通過更加緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來降低整體的金屬噸位，從而實(shí)現(xiàn)制造成本的降低，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的競爭力已經(jīng)成為一種趨勢。我公司承接的某項(xiàng)目為保證整個(gè)爐膛的整體外形尺寸，而采用了一種新形式的端部帶有馬鞍型坡口的短直段空間彎管。此種彎管由于壁徑比本身就難于彎制，而且由于特殊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其無法采用常規(guī)的工藝方法實(shí)現(xiàn)。在工藝方案的制定之初，充分結(jié)合相關(guān)的工藝試驗(yàn)以及相關(guān)的生產(chǎn)條件，研究形成了一套全新的工藝參數(shù)和工藝方法，實(shí)現(xiàn)了該彎管的順利試制和后續(xù)的大規(guī)模的應(yīng)用。

1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1.1空間彎管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖1所示為我公司目前產(chǎn)品中所采用的此類空間彎管，從其總體結(jié)構(gòu)來看，由于受總體空間限制兩端部直段較短，且大角度彎頭一側(cè)端部為馬鞍型坡口，而且空間結(jié)構(gòu)亦無法避免，導(dǎo)致其總體結(jié)構(gòu)相對常規(guī)彎管在制造工藝制定方面存在一定難度。

1.2彎管設(shè)備

目前用于電站鍋爐制造的主流彎管設(shè)備為拉拔式彎管設(shè)備，此類設(shè)備采用活動(dòng)夾塊與彎管模共同固定彎頭前端直段，彎頭末端直段固定于滑槽中，通過彎管模和活動(dòng)夾塊夾緊前端直段并一起轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)彎管動(dòng)作，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。常規(guī)情況下，彎管前端直段需要略長于活動(dòng)夾塊長度。

2常規(guī)工藝方法的限制

根據(jù)圖紙具體參數(shù)以及彎管設(shè)備實(shí)際測量，此類空間彎管兩端直段均短于活動(dòng)夾塊長度，當(dāng)長直段一側(cè)作為首彎直段時(shí)，當(dāng)彎制大角度彎頭時(shí)，由于末彎端位于滑槽型腔內(nèi)的直段過短，導(dǎo)致無法彎制成型^[1]。當(dāng)短直段一側(cè)作為首彎直段時(shí)，管端位于活動(dòng)夾塊與彎管模組成的型腔內(nèi)，經(jīng)過多種參數(shù)測試，此種情況管子首彎端部出現(xiàn)不同程度的變形，如圖3所示。

對于長直段一側(cè)作為首彎直段、末彎直段較短的情況，采取了增加彎管芯軸、點(diǎn)焊工藝接長管等多種方案，均無法彎制成型。

對于短直段一側(cè)作為首彎直段、首彎端部出現(xiàn)不同變形的情況，采取了增加彎管芯軸的工藝方法，取得良好效果，馬鞍型坡口未出現(xiàn)形變，但出現(xiàn)了上端邊緣后移的情況^[2]，如圖4所示。

同時(shí)，無論哪一側(cè)作為首彎端，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)限制，頂鐓力均無法施加，導(dǎo)致最終彎管成型尺寸超差。

3工藝方案制定與制造工藝研究

3.1工藝方案的制定

鑒于上述情況的出現(xiàn)，常規(guī)的工藝方法已經(jīng)無法滿足制造要求，為此，根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)以及出現(xiàn)的具體問題進(jìn)行了原因分析并制定專項(xiàng)工藝措施，并形成最終工藝方案^[3]。

3.2制造工藝研究

3.2.1彎管工藝研究

針對常規(guī)彎管方法彎制此空間彎管時(shí)出現(xiàn)的圓度超差、彎頭內(nèi)弧褶皺甚至斷裂的情況，如圖6所示，通過研究施加可變頂鐓力、采用變速彎管、研究設(shè)計(jì)新型模具等工藝方法，進(jìn)行近百組工藝試驗(yàn)，彎制出批量的合格產(chǎn)品^[5]，如圖7所示。

3.2.2馬鞍型坡口加工

通過實(shí)測大量管子變形后的尺寸，根據(jù)管子變形量確定裝夾位置和加工方法，最終梳理出馬鞍型坡口加工量的計(jì)算公式，并設(shè)計(jì)專用定位工裝，保證馬鞍型坡口的空間定位尺寸^[6]。

4結(jié)語

本文所介紹的端部帶有馬鞍型坡口的短直段空間彎管的制造工藝方法，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，節(jié)約制造成本、提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)大量應(yīng)用于現(xiàn)有產(chǎn)品，為我公司制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]宋建，康龍基.淺談電站鍋爐小口徑管產(chǎn)品彎管設(shè)備[J].鍋爐制造，2020（06）：52-53.

[2]常小猛，王強(qiáng)，高維.垃圾焚燒余熱爐受熱面部件制造工藝技術(shù)簡介[J].電站系統(tǒng)工程，2020（04）：77-77，79.

[3]劉建文，王靜.小口徑管鐓粗后彎管缺陷分析[J].鍋爐制造， 2019（02）：47-49.

[4]王強(qiáng)，齊鵬，李曉紅.新型可快速更換的活動(dòng)夾塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電站系統(tǒng)工程，2018（06）：61-62.

[5]劉琪.薄壁管材小彎曲半徑成形技術(shù)研究[D].南昌：南昌航空大學(xué)，2018.

[6]汪鵬飛.金屬管材數(shù)控彎曲成形及仿真分析[D].沈陽：沈陽工業(yè)大學(xué)，2018.