[发明专利]一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺

说明书

本发明公开了一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺，包括钢管毛坯外圆加工步骤和内孔加工步骤，在此之前还包括以下步骤：S1粗定毛坯中心；S2加工测量用基准；S3精确测量；S4修正基准；S5制作加工工艺基准；S6复测数据，确保基准正确无误。本发明利用三维扫描与传统技术相结合的方式，通过三维扫描构建毛坯模型与目标模型匹配，实现一次精准定位毛坯中心和加工基准，进一步通过在加工基准处设置工装装夹实现对钢管毛坯支撑，既实现对超长钢管强度的增加，避免钢管长度方向上因重力产生挠度等问题，影响加工精度，又使得加工工艺基准在不同机床交替作业时有效转移。

技术领域

本发明涉及金属管材加工技术领域，尤其涉及一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺。

背景技术

随着我国重型装备制造行业的快速发展，采用锻压制坯的各类大直径薄壁钢管应用越来越广泛，需求量持续攀升，产品的质量要求及机加工难度也不断提高。

如图1所示，目前新要求为超长大直径薄壁钢管结构，交货尺寸内径φ1076mm，外径φ1166mm，总长近9000mm，壁厚仅45mm，内、外圆同轴度和圆柱度公差0.04mm，端面垂直度0.025mm，该零件需要精加工交货。从机械加工工艺性进行分析，该零件加工过程存在诸多制造难点：

1、毛坯精确测量不易。因制坯采用钢锭锻压方式，壁厚难以控制，余量不均，用传统的划线测量和测壁厚的方法很难精准定出零件中心，容易形成局部缺量，有报废风险。

2、装夹困难。零件直径大、壁薄，整体刚性差，加工装夹时夹紧力不宜过大，否则会产生变形，影响精度；夹紧力太小又夹不紧，安全性差；毛坯总长超过9米，在长度方向上会因重力产生挠度等问题，影响加工精度。

3、长深孔加工困难。钢管尺寸突破了以往制造极限记录，尤其是内孔，常规机床无法加工，要使用深孔镗床加工。

4、加工工艺基准确定和转移难题。加工工艺基准是保证零件精度的前提，粗加工阶段要寻找有效方法快速准确定出加工基准。在后续的加工过程中，零件涉及多部不同机床交替作业，如何确保加工工艺基准有效转移也需要研究解决。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案，以至少解决其中一个问题。

发明内容

本发明旨在提供一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺，包括钢管毛坯外圆加工步骤和内孔加工步骤，在此之前还包括以下步骤：

S1粗定毛坯中心：钢管毛坯轧制完成后，上划线平台划出总长端面线，根据余量情况粗定中心；

S2加工测量用基准：利用钢管毛坯总长两端余量铣平两端面，并铣出内外圆；

S3精确测量：三维扫描钢管毛坯获得毛坯模型，并以S2铣出的钢管毛坯内外圆及毛坯长度为基准与目标模型匹配确定偏借方案，精确测定钢管实际中心；

S4修正基准：按S3精确测量数据重新修正两端内孔；

S5制作加工工艺基准：根据S4修正后的钢管毛坯两端内孔尺寸配工装闷头，上卧车装夹，沿钢管毛坯轴向长度且余量较多处擦n处加工工艺基准；

S6复测数据，确保基准正确无误：操作超声测厚仪对壁厚较少处进行测量，将壁厚数据与三维扫描数据进行对比分析，确保数据一致，无误后进行后续加工。

本发明的一个较佳实施例中，外圆加工步骤和内孔加工步骤包括依次进行S7粗车外圆、S8粗镗内孔、S9精车外圆以及S10精镗内孔。

本发明的一个较佳实施例中，L/3≤n≤L/2，其中，L为钢管毛坯长度，单位为米，n取整数。