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海底的极端条件给石油和天然气工业带来了重大挑战,并对生产该行业所需的高精密设备的制造商提出了更高要求。
1 @/ e: l( m) V& g 由于对耐腐蚀性要求的不断提高,在生产用来控制管道和机械组件(圣诞树等)中流量的阀体时,面临很大挑战。在面临不断腐蚀和高压的情况下,为了确保实现精确操作和零泄漏,这些阀门座槽对尺寸和表面光洁度公差的要求极高。
& Y" B A0 R4 l" o 为了应对恶劣的条件,阀体通常在与石油、天然气以及其他腐蚀性介质接触面上使用先进的耐腐蚀材料,如双相不锈钢和Inconel镍基合金。在钢件阀体表面堆焊Inconel625是其中一种经济可行的方式。但由于堆焊工艺会造成表面粗糙,所以这类工艺的加工难度比整体镍基合金更高。
/ k/ a7 l. W/ a8 i0 A$ G* h 这些阀门的内孔设计需要更加稳定的内孔车削设置。阀座的设计对刀具的长悬深和径向可达性也有很高的要求,而且容易导致振动。山特维克可乐满为这些零件专门开发了独特的解决方案。
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, `' [: m, t0 _) I' L* A SL切削头 1 I9 |3 V, v: Z8 q/ x
这些基于CoroTurn® SL系列的专用切削头的最小直径规格为16毫米,结构简单而轻巧,具有严丝合缝的锯齿锁接口。由于系统本身的刚性很好,能够保证在加工中既能实现良好的径向可达性,又能保证最小的切削振动。 2 Z6 h0 Q! a# j1 \8 {
可乐满Coromant Capto®
7 c! E: O& g' i! c3 r 一个完整的解决方案需要具备稳定的机床接口,并能高效地快速换刀:可乐满Capto接柄的尺寸大小为C6。换句话说,这类刀具能与常见的标准化机床接口完全兼容。 - \" d2 b$ \* | A
Silent Tools™ 减振刀具 l. J W! K: c% r' f; e
这项应用需要一个专门为大型径向尺寸设计的椭圆形接柄。相比圆形镗杆,这种椭圆形横截面能减少重量并提高刀具的纵向强度和刚度。尽管该类工艺需要很大的悬伸,Silent Tools减振刀具依然能通过极低的重量和高效的减振实现可靠、稳定的加工。
% u7 J& P4 S6 X/ {) \' x 阀体座槽
- J1 v5 P/ y8 s" @, V- R 阀座是阀体的关键特征,实际上阀门是紧紧贴合坐落在阀座上,因此,正确、无泄漏的组装对阀体来说至关重要。如果加工过程中无法满足严苛的公差要求,很可能会导致重新堆焊甚至报废。 0 u& T( r3 @" O7 _5 a& r) O
镍基合金材料的低导热性能是该材料的优势,但这会提高加工过程中的切削力和切削温度,因此,需要选择正确的刀片材质和槽型,并采用专门的加工方法——“三次走刀法”,才能满足对表面光洁度、公差和刀具寿命的要求。 / j$ B+ v4 g8 [" P3 K
客户案例 —— 3次走刀法 % W" I3 v3 o- e- A5 t
阀座内孔车削 $ l4 Y) F# ~; h4 ^6 }( O) a
材料:堆焊镍基合金625 + a! ~5 C! L4 Y/ J! |/ b
操作:背镗——粗加工和两次精加工 9 e( J, L3 Q; n
工具 ! O' ]- _& ?& j4 G1 h& W1 m9 m
切削头:CoroTurn SL背镗镗头,25毫米 0 Q r. O5 ^# r5 N7 o
镗杆: Silent Tools减振刀具、椭圆、减振
5 i) f9 Q& B8 c4 Q 刀柄:可乐满Capto C6
! X# \" ]8 d8 u2 k6 E4 k" b6 `% | 刀片: 粗加工刀片CCGX 09T308-AL、精加工刀片CCGX 09T304-A ! L9 o* I7 ]; I' H
切削参数 7 k( t1 K! r3 N6 o9 F
切削速度 vc:
( Y7 y3 C& Q+ h9 I& D 粗加工(第1次)- 21米/分钟 (70英尺/分钟)
(70英尺/分钟)
" t0 N6 i& ^: U% L; T2 l i: @1 H 精加工(第2次)- 27米/分钟
(90英尺/分钟) * [0 L$ n* g# j& {: n
精加工(第3次)- 27 米/分钟
(90 英尺/分钟) 4 k' `0 J7 `; z1 z9 |
进给量: 6 b, S& _5 p/ u; L% E- O6 q* ^
粗加工(第1次)- 0.2毫米/每转
0.008英寸/每转) 9 J2 S' s2 ^' @ E
精加工(第2次)- 0.06毫米/每转
(0.0025英寸/每转)
" R/ j. R7 t! G' A/ c 精加工(第3次)- 0.02毫米/每转
(0.0008 英寸/每转) & V7 U: c/ m9 V" j! S
切削深度:
- \( s$ R5 |2 {/ w4 F; G! P0 U 粗加工(第1次)- 1.5毫米
g# i6 ]. n, E& N6 n6 a5 A 精加工(第2次)- 0.1毫米 (0.004英寸) / \4 s$ M5 h' C
精加工(第3次)- 0.1毫米 (0.004英寸)
9 j3 u+ G% p/ @4 v9 N. i5 U 表面粗糙度: # c" g: |( A# {; D' ?+ t5 i8 q
精加工(第2次)- < 22 cla (Ra 0.5) ( z! V1 e9 X8 b' ]% e7 _9 Z& w
精加工(第2次)- 9 cla (Ra = 0.2)
& I4 M$ z9 Q* k; l1 ~ 结论
; Q0 Q; ^4 R: a9 Y, d 生产效率提升350%。 " m1 w# b( D( X
投资回收周期只需两周(15个零件) + r- N; [' f' Y* p& b' p6 |# \# D
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