用于大型法兰加工的移动式机床设计及工艺实验研究

发布时间：2020-06-21 20:37

【摘要】：大型真空容器罐体常经过分段制造后运输至设备安装现场组焊制成,受焊接热变形影响,其罐口法兰端面的平面度变差,直接影响容器密封性。因此必须对焊后法兰端面进行精加工。目前所用的设备为一回转桁架,末端固定一台二轴机床,通过调整桁架回转中心与法兰中心重合,保持机床沿法兰圆周方向进给,对法兰进行铣削、磨削及抛光加工。该设备安装调整难度较大,自动化程度低,整体可靠性差,且加工范围较小。随着现在各种大型设备应用,需加工的法兰直径不断增大,原来的设备及工艺已经不能满足当下的加工需求。本文基于“小机床加工大型构件”的思想,借鉴目前大型工件加工先进技术及研究成果,结合实际工程需要,设计了一套具有工程应用可行性的大型法兰现场加工工艺方案,并建立了法兰端面拼接加工的整体平面度误差模型。提出用于大型法兰现场加工的移动式机床的总体方案,该机床具备平面铣削、磨削、自动测量及自动对刀等功能,配备有基于运动控制卡的开放式数控系统,自动化程度较高。机床结构设计采用模块化设计原则,以缩短制造周期。本文在对机床关键部件进行了计算选型后,根据加工空间设计了机床的移动龙门式结构;完成了可移动床身的设计,床身兼具移动和精确调平功能;设计了机床自动测量系统,以满足加工中频繁测量的需求;建立了机床本体结构三维装配体模型,用于干涉检查及模型分析。基于有限元分析软件对机床结构进行了静动态性能分析;根据分析结果对机床结构进行了优化,降低了机床几何误差;根据机床动态性能,提出了避免机床加工振动的机床制造及应用建议。最后实施了工艺实验研究,验证了关键工艺步骤的可行性与可靠性及误差模型的正确性。使用平面度误差模型对法兰现场加工平面度误差作出预测,根据实验结果及误差预测情况优化了关键工艺,最终根据推荐工艺参数估算了法兰现场加工工时以供参考。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG502.1
【图文】：

大型真空容器罐，如图 1-1 a)所示，容器内壁直径约 13m，容器高艺手段不具备将此类大型容器筒整体锻压成型的能力，且大型设备困难，常采用分段加工、现场组装的方法制造。如图 1-1b)所示，首的钢板锻压弯曲成型，焊接首尾形成一段筒节，然后重复此工序制造器的所有筒节；最后将所有筒节运输至设备安装现场进行组装焊接

模具、航空航天、造船、轮机、重机等机械制造行业。其结构如图 1-5节臂测量机通过测量臂各高精度关节转角位移传感器获得关节转角联机构运动学计算测头工件位置。这种测量仪器精度相对较低（16μ用范围广、便于携带、功能齐全、数字化程度高，可与多种 CAM 软其测量范围相对较小，不适合在大型构件现场加工场合应用。

【参考文献】

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本文编号：2724608