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制冷压力容器壳体开孔方法的探讨
制冷压力容器壳体开孔方法的探讨
来源:中制冷设备网    2009-9-3
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(武汉新世界制冷工业有限公司,湖北 武汉430050

摘 要:本文主要阐述的是利用SOLIDWORKSCAD软件绘图,结合数控等离子切割机在壳体平板下料的同时,来解决制冷压力容器的开孔问题,以及在操作过程中需要注意的一些问题。

关键词:制冷压力容器,数控等离子切割,平板开孔

 

1. 概述

在制冷行业中,由于涉及到制冷系统的循环、压力容器安全性等问题,容器的壳体上一般都设有很多管口,并且大小和位置也各异。这种结构增加了开孔的困难,严重的影响了压力容器的生产效率。如何提高筒体开孔的工作效率,就成为很多生产企业都非常重视的问题。

制冷压力容器壳体开孔的传统方法是在壳体拼接完成后,进行人工划线,然后氧割开孔。这是一种比较落后的工艺操作方法,开孔质量差,出现错误的频率较高,且相同的多台容器需要每台重复划线,效率很低,工人的劳动强度大。

另一种先进的壳体开孔方法是平板开孔,即采用数控等离子切割机,在壳体平板切割下料的同时进行开孔。实现这种工艺的一般方法,就是购买国外公司针对每个企业用户开发的专用PROE软件。但是这种软件的价格非常高,国内很多企业都难以承受,投资的风险比较大,并且PROE软件的强大功能,让很多使用者难以掌握,造成软件的利用率很低。

2. 壳体数控开孔的步骤

本文所要论述的平板开孔方法是,利用使用普遍的SOLIDWORKSCAD软件代替PROE来实现数控平板开孔。SOLIDWORKSCAD是国内很多企业都普遍使用的绘图软件,设计人员都能够熟练掌握,软件的使用方法简单,价格也适中。为详细说明整个数控开孔过程在制冷压力容器中的运用,现以图1所示的某类压力容器为例分步骤介绍。

第一步,仔细看图,认清图上各孔的大小、位置及方向。

第二步,使用SOLIDWORKS将平面图转换成三维立体图。必须使用钣金工具条中的基体-法兰/薄片命令来生成壳体,且草图中圆的输入直径为壳体的公称直径,同时还必须有0.51mm的缺口(如图2所示);钣金特征命令栏中折弯半径可输入1,厚度输入8(与壳体等厚),折弯系数为0.5,自动切释放槽为矩形,释放槽比例为0.5。开孔时也必须使用钣金工具条中的拉伸切除命令,且孔的定位尺寸与图1中孔的定位尺寸应保持一致。开孔直径尺寸与数控机床的割嘴有关,是一个经验值,可参考表1所提供的数据,即Ф27Ф40Ф59Ф91的开孔输入到拉伸切除的草图中尺寸分别保持不变,而Ф161的开孔输入到草图中应为Ф162.5。这些输入数据与原图尺寸的关系是随数控切割机床的变化而变化的,生产企业必须根据自身的实际情况在生产中摸索得到最合适的数据。另外,由于开孔后的平板在卷板过程中会造成应力分布不均匀,而且开孔直径越大,对应力分布的影响就越大,所以当开孔直径Ф大于某一值时,须采用不完全开孔(如图3所示)

  1

图纸设计开孔直径d

SOLIDWORKS输入开孔直径尺寸

d100mm

d

d100mm

d 1.5

第三步,让制作好的三维图处于平板展开状态,保持视角正视于板料的正面(如图3所示,在卷圆后正面就是壳体的外表面),在工程图中打开平板开孔图,另存为dwggdf文件,再转换成数控机床能够识别的文件格式,最后将文件输入数控机床待用。

第四步,启动数控等离子切割机后,程序会根据输入的文件自动切割出所需板料。同样的产品下次生产时,只需重复调用原有文件即可。

这就是单节筒体平板开孔的整个过程,多节筒体可在SOLIDWORKS中进行装配模拟,然后拆分成单节筒体按上述方法执行。

3. 注意事项

在整个平板开孔过程中下列注意事项:

1. 必须使用等离子切割,不能使用火焰切割。避免板料变形过大,造成对角线误差超出标准规定值,导致壳体圆度无法满足标准要求,影响产品质量。

2. 不完全开孔时预留的加强筋在宽度和个数上有一定的要求,孔越大,筋就越宽,个数也越多。

3. “视角正视于板料的正面”是指保持板料的正面对着操作者,是为了避免卷板时出现筒体内外卷反的情况。

4. 3中的展开长度1595是指该筒节的中径展开长度。

5. 多节筒体拼接时,A类焊接接头应按GB150的要求错开,同时还应保证同一水平线上的开孔位置对正,所以一般情况下制冷压力容器可选择A类焊接接头180°错开,既避开十字接头,又利于开孔对正。

6. 在数控等离子切割机切割的过程中会熔掉割嘴周围的一小部分板材,所以板料的四边除预留机加工余量外,还必须预留割嘴的切割余量。

4. 结 论

综上所述,利用SOLIDWORKSCAD相结合的方法,用于制冷压力容器的数控开孔,不仅提高生产效率,降低成本,而且投资风险小,软件利用率高,可靠性强。对于压力容器生产企业来说,这是一种既实用又低廉的新工艺方法,值得广泛推广。

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