超大型數控鑽床在管板加工中的應用

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超大型數控鑽床在管板加工中的應用簡介
1、管板加工技術 管板被廣泛應用於石化、鍋爐、製冷、汽輪機等行業,而管板加工是熱交換器製造的重要工序,在換熱器的生產中佔有很重要的地位。管板加……
超大型數控鑽床在管板加工中的應用正文

1、管板加工技術 

管板被廣泛應用於石化、鍋爐、製冷、汽輪機等行業,而管板加工是熱交換器製造的重要工序,在換熱器的生產中佔有很重要的地位。管板加工的精度,特別是管孔間距和管徑公差、垂直度、光潔度都極大地影響換熱器的組裝和使用性能。隨著化工設備、電站的大型化,其熱交換器直徑也變得越來越大,直徑為4m~5m的管板很常見,有的直徑達到7m左右。大型管板的特點是管孔數量多、密、孔徑小、深、精度和光潔度要求高,這就對管板的加工提出了很高的要求。 

2、傳統的管板加工方法 

儘管各個廠家的加工工藝略有差別,但總的來說,不外乎,先劃線(因劃出的線成網格狀,稱網格線),打樣沖點,用小鑽頭鑽小孔,再正式鑽孔,若孔壁光潔度要求高的,還要鉸孔,最後倒角。分析一下這套工序,先說劃線,若是標準管板(蜂窩狀)還好說,若是圖形複雜的,劃線就很費事。再說鑽孔,操作工人用搖臂鑽鑽孔,調整搖臂定位,再落下鑽頭,再抬起鑽頭重新調整搖臂定位,鑽一個孔要做好幾個動作,而操作工人的勞動強度較大,效率不高。總而言之,傳統的管板加工方法,精度低、費時、費力,使得管板加工成為整個生產過程中的一個瓶頸,一談起管板加工,人們就直皺眉頭。 

3、先進的管板加工方法 

其實,制約管板加工的一個主要問題是設備問題。在傳統的管板加工中,搖臂鑽是其主要設備。由於其手動操作特性,操作方法比較固定,很難有潛力挖掘。儘管可以用鑽模等辦法來提高效率,但解決不了根本問題。只有從設備上想辦法,才能從根本上解決問題。國外管孔加工已普遍使用多軸數控鑽床,不再使用搖臂鑽,數控平面鑽床能夠代替人工劃線、鑽孔,可以大大提高加工精度和效率。我國近幾年也開始實現這類鑽床的國產化,但大多數廠家的產品,床身較小(2m~3m),主軸(1個或兩個)不多。不能加工大型管板。不能完全替代進口產品。因此對於要求加工精度高的大型管板(超過7m),只能到國外去加工。而進口數控機床,價格昂貴,安裝周期長,不易維修,並不一定適合中國的國情。人們迫切需要國內機床廠家生產出超大型數控鑽床,以滿足管板加工廠家的需要。 

4、國產超大型數控鑽床在管板加工中的應用 

山東法因數控機械有限公司是一家致力於數控機床研發、生產的廠家,自從2003年研製成功第一台超大型數控鑽床PD4040A/4以來,技術日臻成熟,已經生產了幾十台超大型數控鑽床,分佈於全國各地。有的用戶,一次就從法因數控購進了兩台超大型數控鑽床。這種數控鑽床,採用動力頭龍門移動式結構,多主軸(2到12個主軸),用戶可在訂貨時,自行選擇工作檯面的大小及主軸的多少。可加工工件的最大尺寸可達到7m×7m(根據需要,可生產加工更大管板的機床)。其主流產品是加工最大尺寸4m×4m的PD4040型及7m×4.5m的PD7045型,一般採用4個主軸,有四個數控滑台式鑽削動力頭,並能獨立數控移動,動力頭的最小間距為500mm左右,一次性最大實心鑽孔直徑為Φ50mm(可選),裝夾工件厚度200mm左右(可選),零齒隙雙面驅動,整機有十個數控軸(可選),具有CAD/CAM自動轉換程序,既可用CAD文件轉換成加工程序,又可用手工編程,可進行數控鑽孔、擴孔、鉸孔、倒角等工序的加工。從而省略了人工劃線,不必再用手工鑽孔,使得管板加工技術有了一個質的飛躍。大大提高了加工精度和生產效率。因其高效率,使得以前一個月才能完成的工作,現在幾天就能完成。徹底消除了在整個生產過程中管板加工的瓶頸。 

5、超大型數控鑽床的具體使用方法 

法因數控生產的超大型鑽床採用PC (電腦)+ CNC(數控單元) + PLC(可編程控制器)的控制模式。在PC中輸入管板的CAD圖形,然後轉化成DXF文件,然後運行法因數控自主開發的上位機軟體,打開這個DXF文件,輸入工件的基準點坐標,便可自動生成零件程序和零件程序信息。零件程序由機器生成,避免了人工編製零件程序容易出錯的情況。然後,通過PC和CNC之間的通訊軟體WINDNC把零件程序傳入CNC,然後從CNC中調出零件程序進行加工。通過PC和PLC之間的通訊,監控機器的運行狀況。 

(6)以下是一個鑽削零件程序的實例: 

%,MX, 
N0001 Z2700.000 
N0002 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000 
N0003 (B0,C0,D1,E0) 
N0004 M55 
N0005 Z2000.000 
N0006 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000 
N0007 (B0,C0,D1,E0) 
N0008 M55 
N0009 X1400.000 Y3040.000 U720.000 V2400.000 
N0010 (B0,C1,D1,E0) 
N0011 M55 
N0012 Z1500.000 
N0013 X1360.000 Y3040.000 U720.000 V2000.000 
N0014 (B0,C0,D1,E0) 
N0015 M55 
N0016 M30 

(7)以下是一個零件程序信息的實例: 

1.編程方法: CAD 
2.處理的文件:D:PD4040BDXF3270f30.dxf 
3.剔除重孔: 0 
4.鑽孔總數: 5500 
5.鑽孔總數校驗: 5500 
6.1#,2#,3#,4#鑽孔數: 1239 1428 1559 1274 
7.動力頭空閑次數: 1020 
8.動力頭利用率:84.36% 
9.鑽孔單元數: 1630 
10.鑽孔直徑:30.000 
11.管板直徑:3270.000 
12.孔的排數: 93 
13.程序最後序號:N4984 
14.基準點坐標(U): 2000.000 
15.基準點坐標(Z): 2000.000 
16.Z軸運動方向:正向 
17.管板類型:標準 
18.程序處理的時刻: 2005-2-3 12:49:44 

查看零件程序信息,可以對零件程序進行分析,減少出錯的機會。 

6、總結 

在管板加工中正確地選用超大型數控鑽床,是提高加工精度、生產效率的必由之路。及早投入使用超大型數控鑽床,對於提高產品質量、增加產品科技含量、提高企業的競爭力、培養數控應用人才具有積極的意義。    

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