大規(guī)格水封骨架的制作

殷建勝

摘 要：水封是各種設(shè)備的重要配件，水封骨架是保證密封件在密封工作中承受壓力的重要支柱?；诖耍疚母鶕?jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和使用要求詳細(xì)介紹骨架的制作方法、加工工藝，從而提高產(chǎn)品合格率，以較好地滿足客戶的使用要求。

關(guān)鍵詞：大規(guī)格；水封骨架；加工工藝

中圖分類號(hào)：TM925.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）04-0059-03

Large Size Liquid Sealed Framework Production

YIN Jiansheng

（Guangdong National Defense Science and Technology Advanced Technical School，Guangzhou Guangdong 510515）

Abstract： Water seal is an important part of all kinds of equipment. The water seal framework is an important pillar to ensure the pressure of the seal in the sealing work. Based on this， according to the structure and use requirements of the product， the manufacturing method and processing technology of skeleton were introduced in detail， so as to improve the qualified rate of products， so as to better meet the requirements of customers.

Keywords： large size；water seal skeleton；processing technology

大規(guī)格水封主要用作大型鋼廠設(shè)備的冷卻水密封件，水封骨架是保證密封件在密封工作中承受壓力的重要支柱。水封骨架結(jié)構(gòu)看似簡(jiǎn)單，但其備料難度大，采用傳統(tǒng)的加工工藝，容易造成成本居高不下，也難以滿足骨架的尺寸要求。本文針對(duì)一種54′水封骨架的加工工藝予以詳細(xì)說(shuō)明。

1 加工過(guò)程分析及制作

54′水封骨架制作圖如圖1所示。

分析零件圖紙可以發(fā)現(xiàn)，水封骨架就是在一個(gè)Φ1 293mm×Φ1 212mm×5mm的圓環(huán)上按照要求加工15個(gè)Φ14mm的通孔。圖紙看似簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)分析后就會(huì)發(fā)現(xiàn)零件直徑大，厚度薄，屬于典型的薄壁零件，在初期加工過(guò)程中，存在諸多問(wèn)題。

1.1 加工過(guò)程中存在的問(wèn)題

①水封骨架的加工尺寸很大，材料用量大，手工制作難度高，材料利用率較低。大規(guī)格水封產(chǎn)品通常訂貨量不大，難以形成批量。因此，水封骨架生產(chǎn)也難以批量化，采用冷沖壓生產(chǎn)54′水封骨架，成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差。為了滿足大型鋼廠維修生產(chǎn)的需求，必須采用手工方法制作少量的骨架用以生產(chǎn)大規(guī)格水封。

②初期采用的是1 500mm×6 000mm的A3鋼板直接劃線Φ1 293mm×Φ1 212mm一次性切割下來(lái)，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。切割板材時(shí)中間部分的材料都無(wú)法重復(fù)利用，一塊鋼板僅能生產(chǎn)4件水封骨架，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。

③一次性切割水封骨架，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，切割后由于熱脹冷縮，材料應(yīng)力無(wú)法消除，導(dǎo)致鋼板變形嚴(yán)重，整個(gè)水封骨架成波浪形，無(wú)法平整。后來(lái)只好又把整個(gè)水封骨架對(duì)半割開(kāi)，重新校正平整，然后又重新焊接回去，但效果始終不好。

④因?yàn)樗夤羌苷w無(wú)法校平整，所以進(jìn)行鉆孔加工時(shí)只能每次加工一件，且每件都需要?jiǎng)澗€，這樣才能保證孔位尺寸。如果幾件疊在一起加工，會(huì)發(fā)生孔位偏移的現(xiàn)象，效率低下。

1.2 改進(jìn)措施

針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，筆者進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)方案是采用等分切割的工藝，將整個(gè)水封骨架進(jìn)行6等分制作，先切割，后焊接成整體。采用該改進(jìn)方案，能化繁為簡(jiǎn)，制作方法簡(jiǎn)易；節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本；生產(chǎn)工藝靈活，便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的修改。

1.3 改進(jìn)效果分析

①采用圖2的方案進(jìn)行排版制作，解決了材料利用率低的問(wèn)題，一塊鋼板能生產(chǎn)骨架產(chǎn)品12.3件，材料利用率約是原來(lái)的3.7倍。

②針對(duì)一次性切割骨架后出現(xiàn)的骨架變形嚴(yán)重、校正平整難度大的現(xiàn)象，采用等分切割的工藝后，材料由閉環(huán)變成開(kāi)環(huán)，材料應(yīng)力的影響減小，骨架材料更容易校正平整，焊接成整環(huán)后，進(jìn)行車加工的基準(zhǔn)也得到了改善，對(duì)保證骨架產(chǎn)品后期的精加工尺寸具有較大益處。

③設(shè)計(jì)專用夾具能有效保證骨架產(chǎn)品的設(shè)計(jì)尺寸和定位要求，而且能多件一起進(jìn)行鉆孔加工和車加工生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品尺寸的一致性，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.4 制定加工工藝

根據(jù)上面的解決思路，就必須制定完善的工藝流程以滿足操作者的需要?，F(xiàn)在介紹54′水封骨架的加工工藝流程，總結(jié)加工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)。

加工工藝流程為：制作樣板━劃線━切割板料（打磨）━焊接成型━劃線━孔加工━制作夾具━車削內(nèi)外圓[1]。

①手工制作樣板，為了確保水封骨架的有車削余量，可把水封骨架外徑增大20mm，即Φ（1 293+20）mm=Φ1 313mm，內(nèi)徑減少20mm，即Φ（1 212-20）mm=Φ1 192mm。如圖3所示，在一個(gè)平整、長(zhǎng)寬大于1 313mm的鐵板上，劃Φ1 313mm和Φ1 192mm兩個(gè)同心圓，通過(guò)圓心任作一條直線交外圓A點(diǎn)和內(nèi)圓B，以A點(diǎn)為圓心，以AO為半徑劃弧交于CD，連接CD交內(nèi)圓于D點(diǎn)，即得ABCD扇形圓弧，最后用一塊3mm厚的塑料板，按照ABCD扇形圓弧剪下來(lái)即得樣板。

②用樣板在A3鐵板上劃6塊板的線，用氧割沿線把它切割下來(lái)，周邊打坡口，校平穩(wěn)。在一塊1 400mm×1 400mm×20mm的鐵板上，劃Φ1 313mm和Φ1 192mm的基準(zhǔn)圓，把已打磨校平整的6塊板料，按照弧形拼在一起，根據(jù)熱脹冷縮的原理，放第六塊板料時(shí)有可能會(huì)長(zhǎng)出約50mm，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，把長(zhǎng)出的部分用切割機(jī)切除，再進(jìn)行焊接。焊接的過(guò)程中要注意水封骨架的變形，采用對(duì)稱的焊接方法進(jìn)行焊接，并且要保證兩面都焊通透。焊接完成后再用手提砂輪機(jī)打磨焊縫，最后校平整，就成一件粗加工的骨架了。

③骨架安裝孔劃線。該工序尤為重要，是水封骨架是否合格的關(guān)鍵，因?yàn)槿绻孜淮嬖谄?，則水封骨架產(chǎn)品就無(wú)法在設(shè)備上進(jìn)行安裝。首先在1 400mm×1 400mm×20mm的鐵板中間定好圓心，劃出Φ1 313和Φ1 192的基準(zhǔn)圓，再將制作好的骨架放在鐵板上，盡量使骨架的內(nèi)外圓和鐵板上的基準(zhǔn)圓重合，通過(guò)圓心，在骨架上劃Φ1 260mm的圓。根據(jù)已知的弧弦長(zhǎng)，劃分15個(gè)孔的位置，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，如按標(biāo)出的弦長(zhǎng)來(lái)劃分，到最后起點(diǎn)

和終點(diǎn)重合會(huì)相差4～5mm，這是劃線累積誤差造成的，必須把線累積誤差平均分配到每一斷弦長(zhǎng)中去，才能準(zhǔn)確確定15個(gè)孔的位置，最后以此件已劃好線的水封骨架為樣板，如果水封骨架的數(shù)量很多，為了節(jié)省時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，可以每5件水封骨架焊接在一起為一疊，在樣板骨架上鉆出Φ6mm的小孔制作成鉆模，再用鉆模在每一疊水封骨架上先鉆出Φ6mm的底孔，再用Φ16mm的鉆頭把Φ8mm的底孔擴(kuò)大，這樣水封骨架的孔加工就制作完成[2]。

④要想在車床上車出所需要的尺寸，就要制作一個(gè)車削專用夾具（圖4），把鉆好Φ16mm孔的半成品水封骨架安裝在削專用夾具上，對(duì)水封骨架的內(nèi)外圓進(jìn)行車削加工，在車削加工中控制好水封骨架的內(nèi)外圓的尺寸，這樣水封骨架的就全部制作完成了。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)介紹54′水封骨架的加工工藝，讀者了解了小批量生產(chǎn)大型水封骨架的制作方法。在大批量制作水封骨架時(shí)，還可以對(duì)工業(yè)進(jìn)行優(yōu)化，如不用手工劃線切割板料，可以用機(jī)器沖壓的方法來(lái)生產(chǎn)水封骨架板料，這樣不僅效率高且能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也可以采用機(jī)器人焊接代替人工焊接。

參考文獻(xiàn)：

[1]廣廷洪，汪德濤.密封件使用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

[2]蔡明珍.橡膠模具設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1992.