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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。
B. O1 R! G1 |2 i 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。
. w- Y5 C4 r4 U, t2 a% ? 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。 - v$ K0 d, d# E6 r j' o; p% X
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。 ( v# _) Z6 Q7 I, r3 v d
5 B! r8 z0 ?; {/ A& `% ]' x+ u+ ~ SL切削头
- B* a4 p' T7 N X4 `0 B 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。
* J. J& L; N# F( J m" }9 k, f& \ 可乐满Coromant Capto® 6 h' ?8 O, ~9 L( V: \
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。 4 b/ Q: G: Y$ h2 K; c
Silent Tools™ 减振刀具
. A8 I+ ^! [" h2 A; J. Z/ A! m 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。
/ W( C' }' i# R9 ~2 g 阀体座槽 # y* M K$ D# W# m# I
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。
% a. v3 W1 U0 W0 k 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。
, z- P. W! X+ o) V3 b; z; m 客户案例 —— 3次走刀法
: V3 `' f% }1 X' ]& r3 e 阀座内孔车削
, J0 i0 U8 a U- }( r* H 材料:堆焊镍基合金625
% D! e) E" d% ? 操作:背镗——粗加工和两次精加工 2 f- h# M; T2 w5 M
工具
/ F/ D, A9 J5 D. {+ H9 \ 切削头:CoroTurn SL背镗镗头,25毫米
8 u6 R r8 X& x* {& V4 p; @1 E) V9 | 镗杆: Silent Tools减振刀具、椭圆、减振
6 y! l; e9 Y, |- D6 ? 刀柄:可乐满Capto C6
% q9 ?& E' v+ j$ p$ {' P 刀片: 粗加工刀片CCGX 09T308-AL、精加工刀片CCGX 09T304-A " V" I, F, W: W8 M' c0 A, c; W
切削参数
$ N# }* n+ p2 b) j+ a+ q3 ` 切削速度 vc: 0 I9 f' @, ]/ m& o' ]) L" H: F
粗加工(第1次)- 21米/分钟 (70英尺/分钟)
(70英尺/分钟)
0 E# j- k! |- R2 A: Z0 P- y 精加工(第2次)- 27米/分钟
(90英尺/分钟) ( q& J4 f( |$ u0 g3 F! \* q+ A8 Q
精加工(第3次)- 27 米/分钟
(90 英尺/分钟)
& L! s+ k5 o" A/ W' A 进给量:
% i% R: d" [& y! a2 ^8 E0 A: I 粗加工(第1次)- 0.2毫米/每转
0.008英寸/每转) 1 d/ {" L: S7 v0 x) d; s2 U5 f! O5 W
精加工(第2次)- 0.06毫米/每转
(0.0025英寸/每转) , V0 E5 u6 F; J/ i8 t
精加工(第3次)- 0.02毫米/每转
(0.0008 英寸/每转)
- {& |- d2 G8 g0 v" R 切削深度: ) O7 |! D8 _4 G: H
粗加工(第1次)- 1.5毫米
( p# a5 D6 ?1 C8 b* M0 C2 c 精加工(第2次)- 0.1毫米 (0.004英寸)
4 S2 _ R4 U% i/ h/ Q 精加工(第3次)- 0.1毫米 (0.004英寸) - u0 `& o+ Q4 c
表面粗糙度: " o( H( _, g0 g! k# p$ A
精加工(第2次)- < 22 cla (Ra 0.5) % N" N5 D# p+ u
精加工(第2次)- 9 cla (Ra = 0.2) 5 m5 @) s+ D/ A/ J
结论
& w* {: {, L# k) z2 r 生产效率提升350%。 1 R' b" f _( g0 b
投资回收周期只需两周(15个零件) " @/ g4 R' h5 X. I1 L. K1 a9 M$ ~
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