制造难点及工艺

制造难点及工艺（精选十篇）

制造难点及工艺 篇1

项目背景

城市桥梁建设往往更追求桥梁整体的美观性, 而且由于城市区空间紧张, 将桥梁设计在道路曲线区段内往往是不可避免的, 因此, 复杂结构的曲线桥梁就成为城市桥梁设计的一种不可避免的类型。

成都红星路南延线跨府河大桥工程主桥采用主跨150m跨径曲线梁非对称外倾拱桥 (非对称肋拱桥) , 上部为南北两条独自向外倾斜的钢拱肋, 钢材重约1600t;下部为钢箱梁, 全桥总长258.8m, 钢材重约8700t。大桥成桥效果见图1。

府河桥位于主跨位于曲线半径为R=600m圆曲线内, 两侧边跨分别位于缓和曲线上, 桥面最宽处达73.9m, 是迄今为止亚洲建造的最宽钢结构桥梁。为适应曲线梁结构, 桥梁两座钢箱拱肋采用非对称外倾设计。府河桥桥面线形见图2。

项目制造难点分析

由于大桥道路中心线为曲线, 因此理论上来说, 桥面的面板及纵向加劲肋应制造为曲线才能满足要求。但对于本桥这种曲线半径较小而横断面有很宽的钢桥面, 这样会给制造带来很大难度。

首先, 从现有的制造水平来看, 曲线钢板不易进行机加工, 所以制造精度不高, 因而可以预见由于钢板下料精度不高, 在梁段组装时会产生大量的返工, 费工费时费力, 即使这样梁段尺寸仍然难以满足行业规范及设计图纸的要求。

其次, 相比板肋或T肋等其他常用纵肋, U形肋是桥面使用受力情况最好的纵肋, 因此本桥桥面纵肋的设计依然采用现今最常用的U形肋设计。可是, 在用钢板将U形肋压制成型时, 由于U形肋的断面特点, 理论上没有任何设备可以将U形肋做成曲线。

最后, 由于本桥位于市区, 桥位处作业面积紧张, 无法再安排在桥位进行梁段整体拼装所需场地, 为此梁段的整体拼装只能在其他地方完成, 之后再运至现场。可是本桥桥面宽度大约在60m到74m范围, 如果这么大宽度进行市内运输显然是不现实的。

制造方案策略

针对以上难点分析, 我们最终确定, 如果设计图必须采用U形肋设计, 那么, 必须对U肋及其板单元进行以直代曲, 即在可以接受的偏差范围内, 将理论上的曲线用直线进行替代, 从而降低制造难度。同时, 为了满足运输要求, 梁段外形尺寸必须尽可能小, 直至满足从拼装场地到桥址的城市道路运输要求。

其实, 零件以直代曲与梁段往小划分正是相辅相成的, 顺桥向梁段长度越小, 单个梁段内的曲线矢高就越小, 从而更容易满足直线替代曲线的要求。

为此, 我们最终将梁段顺桥向按道路中心线每六米长划分, 这样, 对于曲线半径600m来说, 在每个梁段的曲线矢高还有约8mm。之后, 我们在电脑中按这个梁段长度将桥面纵肋进行以直代曲, 然后利用ANSYS软件进行分析, 确认以直代曲后桥梁结构完全满足受力要求。钢梁沿道路方向梁段划分如图3所示。

零件以直代曲后, 工厂制造可以采用大量机加工设备保证零件尺寸精度, 特别是对于U形肋桥面板单元制造, 在我公司可以采用国际领先的U形肋板单元自动化制造系统, 这套系统从U形肋的制作, 到板单元组装、焊接等工序均实现自动化, 制造质量水平为国际领先。从而大幅提高本项目制造的质量水平和制造效率。

但是, 这样划分之后, 虽然零件可以以直代曲, 降低了制造难度, 可是, 钢梁节段仍有6m宽且60m到74m长, 仍然无法实现市内运输。为此又将钢梁横桥向进行分块。最终确定钢梁横桥向分为两个非机动车道块体、两个辅道块体及一个机动车道块体共5个块体。横向分块图见图4。

为了保证梁段块体及梁段间的制造精度, 梁段块体拼装采用多梁段连续匹配拼装制造的方法, 从而有效保证梁段块体间的匹配精度。块体间的连接采用了栓焊结合的方式, 这样, 在块体连续拼装时, 当钢梁拼装线形、块体尺寸精度都符合要求后, 通过配制拼接板的方式, 利用冲钉将块体精确定位, 这样拼装的块体间的定位误差可以忽略不计。块体栓孔位置见图5。当块体拼装完成并运至桥位架设时, 利用在梁段制造时精确的栓孔, 仍旧以冲钉定位, 螺栓紧固, 实现梁段相互位置的精确复原, 进而顺利完成桥梁架设施工。

工程实施效果

在确定项目制造难点及其解决方案之后, 工厂绘制了钢梁制造施工图纸, 并编制详细的制造工艺文件, 钢梁按照工厂自动化的板单元制造、拼装场连续匹配整节段拼装的顺序完成了钢梁制造, 制造周期短且质量高。在拼装完成后, 钢梁拆解成各制造块体运往桥址, 并顺利完成了桥梁架设安装。如今, 桥梁与成都国际会展中心遥相辉映, 已经成为府河畔一道靓丽的风景。

特种加工及机械制造工艺 篇2

机械技术，特别是自动化制造技术，不但采用了计算机控制，并且具有柔性化、集成化、智能化的特点;在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级(0.001um)表面粗糙度已成功地小于0.005um;在切削速度方面，国外车削钢通常为200m/min，最高可达915m/min;对于新兴工业需要的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，采用了电、超声波、电子束法。

所以在很大的程度上，尤其是20多年来的改革开放，我国的机械制造已经具有相当大的规模，已经形成了品种繁多、门类齐全、布局基本合理的机械制造工业体系。

1.特种加工涵义

特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。

目前常用的有电火花加工、超声波加工、激光加工，除此之外还有电化学加工、电子束加工等。

它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工;加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工;加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力;加工方法日新月异等特点。

2.特种加工分类、方法及应用

2.1电火花成形(穿孔)加工

该法可加工任何导电材料。

它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极(纯铜或石墨)对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模(锻模、压铸模、注塑模等)和型腔零件;加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。

其中最为典型的应用是在YG8(硬质合金)工件上，加工一个直径1mm深80mm的孔，只需12分钟;电火花双轴回转展成法加工凹凸球面、球头;电火花共轭同步回转可加工精密螺纹、齿轮等复杂表面;目前已能加工出0.005mm的短微细轴和0.008mm的浅微细孔，以及直径小于1mm的齿轮。

2.2电火花线切割加工

它是利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。

它同样可以加工任何导电材料;加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割零件等。

典型的应用例如：试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心芯;切割斜度锥面、上下异形面工件;工件倾斜数控回转切割加工双曲面零件;数控三轴联动加分度切割加工扭转四方锥台。

2.3超声波加工

它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。

超声波加工的尺寸精度可达0.05～0.01mm，表面粗糟度Ra值可达0.8～0.1μm，它适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，也可进行套料、切割、开槽和雕刻等。

由于超声波加工的生产效率比电火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相对较好，所以常用于对工件的抛磨和光整加工。

2.4激光加工

是利用经过透镜聚焦的能量密度极高的激光焦点(高温和冲击波)，使工件材料被熔化或蒸发去除的加工方法。

合理选用激光参数，可实现激光切割、打孔、焊接，激光打标、激光表面处理，还可用于电子元器件的封装等。

激光加工的尺寸精度可达0.01～0.001mm，表面粗糟度Ra值可达0.4～0.1μm，无需使用工具，加工速度极高，适于任何材料，特别适于深径比大的(深径比50～100)小孔和微孔(孔径?准0.01～0.1)。

激光表面处理是结合高功率激光技术及粉末冶金技术，对工件进行表面加工处理，从而改变工件表面组织结构、成分及特性，提高其物理性能，使其恢复或超过原技术性能和应用价值的工艺技术，具有较高的实用价值。

激光法(应用激光)还是制造纳米材料的重要手段。

2.5电化学加工

该法包括从工件去除金属的阳极电解蚀除加工和向工件上沉积金属的阴极电镀沉积加工两大类。

它可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片等。

电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。

刷镀可修复磨损的零件，改变原表面的物理性能，有很大实用价值。

3.特种加工对机械制造结构工艺性的影响

由特种加工的特点并结合使用特种加工方法的实践，特种加工对机械制造和结构工艺性具有重大影响，主要包括以下几点：

3.1改变了零件的典型工艺路线

工艺人员都知道：除磨削外，其它切削加工、成型加工等都应在淬火热处理之前加工完毕。

但特种加工的出现，改变了这种定型的程序格式。

因为特种加工基本上不受工件硬度的影响，而且为免除加工后淬火热处理的变形，一般都先淬火后加工。

例如电火花线切割加工、电火花成型加工和电解加工等都是在淬火后进行的。

3.2缩短了新产品的试制周期

在新产品试制时，如采用光电、数控电火花线切割，便可直接加工出各种标准和非标准直齿轮(包括非圆齿轮、非渐开线齿轮)、微电机定子、转子硅钢片，各种变压器铁心，各种特殊、复杂的二次曲面体零件，从而省去设计和制造相应的刀、夹、量具、模具及二次工具，大大地缩短了试制周期。

3.3影响产品零件的结构设计

例如花键孔、轴的齿根部分，为了减少应力集中应设计和制成小圆角。

但拉削加工时刀齿做成圆角对切削和排屑不利，容易磨损，只能设计与制成清棱清角的齿根。

而用电解加工时由于存在尖角变圆现象，非采用圆角的齿根不可。

3.4重新衡量传统结构工艺性的好坏

由于特种加工的应用而需要重新衡量过去对方孔、小孔、弯孔和窄缝等被认为是工艺性很坏，在结构上尽量避免的典型。

特种加工的采用改变了这种现象。

对于电火花穿孔、电火花线切割工艺来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。

喷油嘴小孔、喷丝头小异形孔，涡轮叶片大量的小冷却深孔、窄缝，静压轴承、静压导轨的内油囊型腔，采用电加工后由难变易了。

综上，特种加工技术在机械制造中发挥着重要作用，已成为现代制造技术不可分割的重要组成部分。

随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥愈来愈重要的作用。

【参考文献】

[1]白基成，郭永丰，刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社，.

[2]李指俊，冯同建.特种加工技术及其发展趋势[J].机械制造,,(4).

汽车模具加工工艺及制造成本分析 篇3

关键词：汽车模具；加工工艺；制造成本

从现状来看，汽车制造行业拓展了原先的规模，同时配套性的模具制造也应提升质量。改进模具加工，有序调配了各步骤的加工，缩减制作周期。相比来看，各类加工流程都会耗费成本。行业竞争的要点为制作性价比最优的汽车模具。对此，唯有全方位衡量加工、制造及维护的成本，才能提升性价比，选取成本最低、综合实效最优的某一工艺[1]。各类模具都有着差异的形态，制作加工多样的汽车模具，采纳配套的技术以此来提升质量并且兼顾成本的减低。

一、汽车模具的加工

在汽车结构中，各类配件都配备了多样的加工模具。常见构件包含了汽车围板、发动机罩构件、水箱及散热器搭配的外罩。各类工艺都有着差异性的成本，针对加工精度也有着不同程度的保障。

应能选取优良刚性的机床，最好维持于每分钟6000转或更高的机床转速。与此同时，机床主轴应能保持于40KW总的功率。某些模具有着封闭及对称的构架，也可用作加工。这是由于，这类模具可合并双侧的部分；如果两侧分开，还可当作半封闭的形态。相对于单一的平面，这类模具是对称性的，例如铰链及轮罩。某些构件有着凸起的表面，例如车覆盖件、车门的内板等。在这时，压料面可选定为凸起的配件表面。压边作业时，还需调控至最合适的平面度。常规的加工中，要控制于0.06毫米偏差[2]。

二、加工模具选取的各类工艺

针对于覆盖件，应当采纳较高水准的表层加工要求。通常来看，经过初期加工，还需再次予以打磨。为节省总体的加工时间，选取刀具时尽可能杜绝径向的刀具跳动。这样做，缩减了加工耗费的时间并且保持优质。刀具在运转中，还可减低各类的磨损。精细的加工中，刀具要维持着最佳的动态平衡。对于覆盖件要采纳较高的平衡性要求。在加工外侧的构件表面时，应能调控至每分钟8000转的精确转速。应当把控动态平衡下的刀具尺度，不可超出尺度。例如：径向测得的刀具跳动应被控制于0.005毫米。

在铣刀加工时，要从根本入手调控于0.004毫米的精度偏差内。后续在安装时，最好选取切削的S形状刀片。相比来看，这样更能确保精加工得出的合格汽车构件。加工覆盖件的各类模具，先要经过淬火而后才可进入精细加工。针对这类工艺，优选最佳的球头刀具以便于加工。从加工步骤来看，还应慎重调控刀具的总长。加工进程不可缺失切削液，这种液体可用作润滑或冷却刀具[3]。

三、解析制造成本

在加工构件时，采纳了不同流程用于加工。在这时，也会耗费不同成本。如果仅仅考虑到加工质量但却忽视了成本消耗，就很容易增加额外的成本。由此可见，加工模具都要解析详细的成本，综合考虑各类的制造成本。经过了慎重解析及综合衡量，才会选取最合适加工的某类模具工艺，获取更优的加工收益。

例如：某轿车设有可升降的窗玻璃，制作这种构件必备注塑模，设定了一模二腔。针对于动模加工，可以灵活选取现存的刀具。在这种状态下，就要优选多样性的加工方式。后期在加工时，可选推刀或拉刀以便于加工，然而两类刀具耗费的总金额都是偏高的。这样做之后，加工成本将会被减低。至于动模构件，可选取淬火之后较硬的合金钢，在最大范围内延长了构件寿命。

再如：某大型客车设有注塑模特定的手柄构件。制作这类构件采纳了较复杂的各种工艺，消耗较长时间。需要加工型腔，这就耗费了总体的较长周期。在本次加工中，测得了2毫米宽度及45毫米深度的加强筋槽，这就增添了后期选取铣刀的难度，脱模斜度也是偏大的[4]。对于此，可选的最优方式应为电火花加工，然而又缺失了成效性。为了改进方法、减低加工成本，修整了整体性的精加工电极。粗加工开始前，先要留出0.4毫米最合适的预留量。应当堵塞排屑的小孔，这样有助于防控熔化性的注塑物质汇入小孔内。

四、结语

汽车配备的配件包含了多类，批次制作出来的这些配件应能拥有最佳质量，同时造价较低。唯有如此，优质的零配件才会获取更广的市场。汽车模具应能提升精度，延长可运用的年限。确保低成本及高效性的模具加工，从根本上保持了汽车各类构件的优质性。未来的实践中，还应不断摸索并归纳珍贵的加工经验，提升现今的加工工艺水准。

参考文献：

[1]姜彦翠，刘献礼，丁云鹏等.汽车大型覆盖件淬硬钢模具切削加工技术[J].哈尔滨理工大学学报，2013（01）：7-13.

[2]文根保，文莉，史文.汽车模具加工工艺与制造成本[J].金属加工（冷加工），2013（10）：21-22.

[3]张忠选，王远振，张海涛.激光热处理在汽车模具制造中的应用[J].金属加工（热加工），2014（03）：42-44.

机车驱动装配工艺难点及解决方法 篇4

机车转向架驱动组装主要由车轴、齿轮毂、传动端密封环、传动端圆锥滚子轴承、驱动体、非传动端圆锥滚子轴承、轴承间隙调整垫、轴领等组成, 如图1所示。

注:1.传动轴, 2.车轮, 3.齿轮毂, 4.传动端轴承, 5.传动端密封环, 6.驱动体, 7.非传动端密封环, 8.非传动端轴承, 9.轴承间隙调整垫, 10.轴领。

2 机车驱动装配工艺及难点分析

根据图1机车驱动结构和组装技术条件要求, 制定组装工艺流程, 如图2所示。

2.1 抱轴承装配

抱轴承内圈采用热套方式组装。抱轴承内圈加热到规定温度, 热套到轴承座上, 冷却后轴承内圈与齿轮毂定位面应无间隙。

根据热胀冷缩原理可知, 轴承的变化长度为:

其中:α为材料线膨胀系数, Ι1为该环境温度下轴承的长度;t2装配中轴承加热温度, t1为环境温度, 可得加热后轴承增加长度ΔΙ。

采用转动轴承并适当用铜棒敲打轴承很难保证组装技术所要求轴承与齿轮毂端面应无间隙的要求。

2.2 齿轮毂装配

齿轮毂采用热套方式组装。齿轮毂热套后齿轮毂上的轴承定位面跳动不>0.03 mm, 齿圈定位面跳动不>0.05 mm, 外圆跳动不>0.03 mm。从动齿轮采取分体齿轮热套方式与车轴过盈配合。分体齿轮由齿圈与齿轮毂通过内六角螺钉整圈均匀连接而成, 齿轮毂与车轴过盈量为规定范围值。组装技术条件要求将齿轮毂加热到260℃左右, 齿轮毂各处温差不>10。齿轮毂结构很难保证加热时各处温度均匀, 齿轮毂热套到车轴时, 齿轮毂内孔涨大量不均匀, 容易卡滞, 造成车轴和齿轮毂拉伤。齿轮毂热套车轴冷却后, 齿轮毂外圈尺寸发生变化。根据技术要求, 因齿轮毂加热到高温再冷却到常温, 并且热套后的齿轮毂发生塑性变形, 所有齿轮毂热套到车轴后齿轮毂各处的跳动很难保证满足设计要求。

2.3 轮对压装

SS4B、SS6B等车型轮对压装内测距和轮对差, 靠齿侧车轮位置、非齿侧车轮位置共同调整来保证, 可操作性强, 简单且方法成熟。而图1所示结构技术要求非齿侧车轮内侧轮毂面与轴领需密贴, 因此轮对压装先压装非齿侧车轮, 确保密贴后, 再压装非齿侧车轮, 这样使该结构的轮对内侧距和轮位差只能依靠调节齿侧车轮位置来保证。在工艺验证中, 图1结构轮对压装完成后, 测量内侧距与实际相差较大, 齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离比非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离大, 轮位差相差较大, 若注高压油调节齿侧车轮位置, 超差较多。轮对压装内测距和轮对差控制困难。

2.4 抱轴承游隙

SS4B、SS6B、和谐系列等车型, 非传动端轴领与车轮之间有一定距离, 轴领按照组装要求, 热套保压冷却后, 抱轴承游隙不会发生变化, 而图1结构机车设计要求轴领要与车轮密贴 (使用塞尺进行检查, 不得贯穿1/4圈) 。按SS4B、SS6B、和谐系列等车型进行压装, 操作者要时刻注意观察压装曲线, 压装快完成时一旦压力值瞬间升起, 应立即启动急停按钮。而图1结构机车轴领较单薄, 且与车轴过盈量较小, 也会导致车轮压死轴领, 进而压死抱轴承, 驱动无法灵活转动, 调整好的轴承游隙发生变化。压装曲线往往会末端起吨, 不符合TB 1463-2006。另外, 轴领热套后需进行保压, 技术要求规定保压力为15 k N。轴领保压时发现, 15 k N的保压力将非齿侧轴承内圈压动, 造成轴承游隙发生了变化, 综合以上, 此结构轴承游隙调整困难。

3 解决方案

对于上述机车驱动结构特点及装配工艺问题, 采用以下方法解决:

1) 轴承热套后, 冷却过程无规律, 要使轴承内圈与齿轮毂端面无间隙, 给热套车轴后的轴承一个持续的轴向力, 这个力必须大于轴承内圈与车轴之间的滑动摩擦力, 接触力可按式 (2) 计算:

其中:δ为过盈量, E为弹性模量, Da为轴承内圈外圆直径, Df为轴承内圈内孔直径, 可得P。

轴承内圈与车轴的总压力:

轴承内圈与车轴的动滑动摩擦力:

式中动摩擦因数f取为0.15。

使用轴承内圈压装装置, 提供轴承内圈持续的压装力, 该装置包括轴端固定, 液压装置 (RCH-202) , 轴承压装装置组成, 液压装置采用中空柱塞液压缸和手动液压泵组成。液压缸的有效面积为S, 通过计算液压缸所需要的压力p=F/S, 通过多次验证, 可知液压缸的压力控制值, 从而满足轴承与齿轮毂端面应无间隙的要求。

2) 加热齿轮毂, 使用系统精确控制的热风循环炉, 由热风循环机保证炉内温度均匀。通过验证, 确定轮毂加热最优参数, 以每小时30℃速度加热10 h, 加热到260℃后, 保温4~8h, 齿轮毂能满足装配的要求。通过注油调整, 齿轮毂与齿圈装配定位外圆面跳动略超差, 对此在齿轮毂热套, 注油调整后对齿轮毂相关部位进行加工, 加工后齿轮毂与齿圈装配定位外圆面跳动能满足技术要求。

3) 针对图1结构, 轮对压装后, 轮对压装内测距和轮对差超差较大问题, 经过多次工艺分析及验证, 确定采用减小抱轴箱调整垫厚度的方式, 多次工艺验证, 减小原调整垫厚度为一定的范围值, 把此范围厚度的调整垫装配后, 进行轮对压装, 能控制轴领组装后车轴端面距轴领端面定位尺寸在规定范围内。从而保证非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离, 按此方法, 轮对压装后内侧距与轮位差均达到设计要求。

4) 轮对压装时, 修正设备程序参数, 控制车轮压装至距轴领约200 mm时停止。非齿侧车轮预压装完成后, 控制压装机输送小车向内移动至压装位置。将非齿侧端设备摆锤打起, 调整轮对角度, 确保车轮与虎口接触时注油嘴不与压头发生干涉, 注200 MPa高压油, 同时控制输送小车朝非齿侧虎口方向移动, 车轮与虎口发生轻微碰撞, 从而使得非齿侧车轮与轴领端面贴死。使用塞尺检查非齿侧车轮与轴领端面间隙, 不得贯穿1/4圈;检查抱轴箱转动灵活, 复测轴承游隙值, 较之前数值一致。压装曲线末端无起吨现象, 符合TB 1463-2006。经核算与验证发现, 轴领保压值为工艺验证值时, 能满足要求, 且保压冷却后测量轴承游隙未发生变化。

4 结语

针对机车驱动装配存在的问题, 采用较先进的装配工艺, 满足由车轴、抱轴承、齿轮毂、轴领等结构装配工艺, 达到了机车驱动的装配要求。根据现场验证, 本论文提出的装配工艺合理、可靠, 对机车大修或与此结构类似的机车驱动组装工艺的提升有帮助。

参考文献

[1]郑铁飞.东风7G-C型机车轮对注油压装工艺开发[J].机车车辆工艺, 2008 (4) :18-l9.

[2]周建斌, 陈国胜, 晋军辉, 等.HX.1型机车转向架轮对驱动系统[J].电力机车与城轨车辆, 2008 (1) :9-13.

[3]TB/T1463—2006, 电力机车轮对组装技术条件[S].

机械制造工艺及设备英文简历 篇5

机械制造工艺及设备英文简历一

Personal Details

Resume number:	79896402	Updating date:	2012-01-06 21:45:05	no photo
Name:	Miss. Alice Liu	Nationality:	China (Mainland)
Current Place:	Guangzhou	Height/Weight:	160 cm 50 kg
Marital Status:	Single	Age:	33 years

Career Objective

Application type:	Jobseeker
Preferred job title:	Senior Management: Project engineer 、Mould Engineer: 、Packaging Engineering:
Working life:	9	Title:	Middle title
Job type:	Full time	Expected Start date:	In a day
Expected salary:	￥5,000--￥8,000	Preferred working place:	Guangzhou Guangdong province

★ 机械制造类专业简历

★ 机械制造与控制类专业的求职简历

★ 设备维修专业简历

★ 设备技术员求职简历

★ 设备维修保养求职简历

★ 机械制造及工艺教程－第三章 典型机床工作运动分析

★ 圆柱齿轮加工与工艺

★ 服装设计与工艺个人简历

★ 化学工程与工艺论文

现代机械制造工艺的特点及发展探讨 篇6

【关键词】现代机械制造工艺；特点；发展趋势

1.现代机械制造工艺的特点

（1）制造过程是个系统工程。机械制造过程各个环节之间并不是都彼此关联，也有的环节之间可以不关联，是因为，机械制造过程是一种离散的生产过程，不需要每个环节都有关联性。从现代制造系统工程学来分析，机械制造过程可以说是一个制造系统的过程，所以机械制造过程是个系统工程。传统机械制造技术与现代的计算机技术、自动化技术、传感技术、现代管理技术以及新材料技术有机结合，传统的制造工艺和现代的制造工艺融为一体，使机械制造工艺成了能控制机械制造生产过程的信息流、能量流和物质流的系统工程。

（2）制造是管理、工艺、人员三者的结合。现代机械制造已不是单纯的管理问题，先进制造工艺的引入和诚聘英才，使机械制造发展为管理、工艺、工作人员为一体的三者结合的系统工程。随着机械制造行业的生产规模的扩大，企业已开始追求最佳技术经济效果，从而推动了经营管理与工程技术的结合。现代机械制造行业意识到制造过程组织和管理体制的合理化和简化的重要性，想出一系列管理、技术与人员相结合的新的生产方式，给制造全过程的优化运行提供有力保障。比如说，一家企业在建立计算机集成制造系统过程中，首先要采用有效的管理模式，然后选择先进的制造工艺，对所有员工进行培训，改变员工传统的思维模式。

（3）现代机械制造工艺是多学科交叉融合。现代机械制造工艺最显著的特点是现代的制造工艺是多学科交叉融合的结果。传统的机械制造工艺的专业和学科单一，不同专业、学科之间界限分明，而现代的制造工艺已经是多学科交叉融合的结果，各专业和学科在不断渗透，各专业之间不断交叉融合，其各专业之间的界限逐渐淡化。

（4）现代机械制造工艺支持可持续发展。资源、人口与环境的问题是当今社会面临的主要问题，现代机械制造工艺将这三个问题放在首位，从而体现出机械制造环保化生产的重要性。现代机械制造工藝强调高校、清洁、低耗、灵活、优质生产，将绿色生产、清洁制造的概念融入到机械制造的全过程，使这些新概念成了可持续发展的有力武器。

2.现代机械制造工艺的发展趋势

（1）环保化。现代机械制造工艺将资源、人口和环境问题放在重要地位，在制造过程提倡绿色生产，在材料、设计、工艺、设备、包装及管理等过程中提倡环保生产，实现全过程的环保生产。产品使用完后要加以处理，通过环保手段处理后进行回收利用，实现生产和使用过程的环保工程。现代机械制造工艺采用环保制造最大限度地减少机械生产对环境的负面影响，从而达到制造原材料和能源的有效利用。

（2）网络化。随着计算机信息的快速发展，网络通讯技术不断融入到了机械制造企业的生产和经营环境。网络通讯技术的引入对企业的生产和经营活动算是革命性的变革，因为从此以后机械制造业的通讯方式向着网络化发展。现代机械制造的产品设计、零件制造、材料选择、产品销售以及市场开拓等环节都可以运用网络化通讯技术，实现异地或跨越国界进行。网络化通讯技术加速了企业信息的交流，加强了经营管理的学习和产品开发的合作，推动了企业全球化发展的迈进。

（3）全球化。机械制造企业的全球化发展趋势的原因可以归纳为两方面，一方面网络化通讯技术的快速发展推动了企业全球化发展，网络化是全球化制造的前提，是全球化制造的动力。另一方面，国内外机械制造企业的市场竞争越来越强烈，有的企业在激烈的竞争中纷纷落败、倒闭，网络化通讯技术的发展，可以促进国内外企业的相互联系，企业正向既合作有竞争的方向发展，体现了企业全球化发展趋势。国内企业想搞好既竞争又合作的关系，必须把握好企业发展趋势，有必要实现企业的全球化发展。

（4）自动化。机械制造工艺的自动化能够提高企业的生产率和产品的质量，因此，机械制造领域一直追求自动化的一个生产目标。机械制造工艺的自动化发展还能降低生产成本，减轻工人的劳动强度。自动化目前的研究主要表现在集成技术和人机一体化制造系统、制造过程、制造单元技术等方面，研究结果有利于提高企业生产率和产品的质量。

（5）虚拟化。机械制造工艺的虚拟化是现代机械制造工艺的发展之一。虚拟化技术是指通过计算机仿真软件来模拟真实系统，防止错误发生，保证机械制造成功的技术。机械制造过程中的计算机仿真能够检验产品的加工方法和可加工性，保证机械制造工艺和产品设计的合理性，可以有效避免设计和生产过程中的缺陷和错误。

3.结语

总之，机械制造工艺是各国间科技竞争的重点，也是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。我国的机械制造工艺是一个薄弱环节，为了适应日趋激烈的市场竞争，必须了解机械制造工艺的特点，把好其发展趋势，用足够的力度予以实施，只有这样才能保持企业在竞争中的主导地位。 [科]

【参考文献】

[1]马轩凯.机械制造技术的特点及发展趋势[J].科技资讯，2010（30）.

制造难点及工艺 篇7

关键词：牵引电机,轴承内圈退出,拉拔器

1 电机轴承结构介绍

YQ-1224电机为时速160 km客运机车用牵引电机, 主要由定子、转子、端盖、轴承、测速装置和主动齿轮等部分组成。其中, 传动端采用N型圆柱轴承、非传动端采用单列深沟球轴承, 两端轴承支撑保持定子和转子间存在一定间隙, 保证转子旋转时不与定子相擦, 从而实现电机稳定、灵活运转。该牵引电机驱动端的轴承内圈 (含保持架与滚柱) 装配结构如图1所示。

该电机传动端采用N型圆柱滚子轴承, 轴承的内圈与圆柱滚子、保持架连接, 成为相对独立的整体结构[1] (见图2) , 该轴承组装工艺为:将内圈连同滚子—保持架一起放入保温箱内升温, 当温度达到要求时, 将内圈套入转轴对应的转轴传动端轴承挡位置, 使内圈内端面与转轴轴肩贴紧。利用专用工装对轴承内圈外侧端面持续施加8 MPa~10 MPa的压力, 直至轴承内圈冷却至常温, 并用塞尺检测轴承内圈的内侧面是否与转轴定位台阶面无间隙, 而轴承外圈则通过液压装置压入电机端盖轴承室内。

2 拆检工艺难点

该电机传动端轴承采用润滑油润滑, 为确保轴承有良好的润滑系统, 同时要保证电机不发生漏油, 设计由轴承盖、内油封和端盖组合成一个轴承运行润滑和密封系统。电机拆检时, 先将轴承外盖取下, 再将端盖连同轴承外圈从电机上卸下, 剩下如图2所示的带轴承内圈 (含滚柱及保持架) 在内的转子部分, 轴承内圈与转轴是过盈配合, 最大过盈量为0.104 mm。而轴承内圈与滚柱和保持架连在一起, 退出轴承内圈时不能单独对轴承内圈进行加热, 所以拆卸轴承内圈只能采用冷拆卸。

由于滚柱和保持架与内圈相连, 将轴承内圈从转轴上拆卸下来, 必须将力作用在轴承内圈上, 并且这个作用力不允许通过滚子和保持架来传递。但内油封与轴承内圈间隔太小 (见图3) , 常规的拉拔器根本无法深入到轴承内圈的端面上, 如何退出轴承内圈, 又不造成转轴、滚子—保持架等配件的损伤, 成为亟待解决的问题。

3 改进措施

根据电机驱动端轴承结构特点, 同时参照强力背拉式拉拔器的原理, 设计了一套如图4所示的专用拉拔器。

1-螺杆;2-螺母;3-压板;4-拉杆;5-防松圈1;6-防松圈2。

该专用拉拔器的作用部分是位于拉杆末端并沿着保持架的径向均匀分布的7只爪, 它们可以从电机内油封下部的储油孔 (见图5) 深入, 最终作用于轴承内圈端面 (见图6) 。这种结构可以看作是强力背拉式拉拔器的一种变形体, 其安装步骤如下: (1) 安装防松圈2; (2) 安装拉杆; (3) 安装防松圈1; (4) 安装螺杆; (5) 安装中空千斤顶; (6) 安装压板和紧固螺母。用手动液压泵给中空千斤顶供油顶出轴承内圈。

4 专用拉拔器和轴承内圈的强度校核

4.1 轴承拔出力的计算

装配后, 轴承内套与转轴配合面之间最大径向压力为:

式中:C1为被包容件 (转轴) 的刚性系数, μ1为转轴材料的泊松比, d为转轴直径, d1为内圈孔径;C2为包容件 (轴承内圈) 的刚性系数, μ2为内圈材料的泊松比, d2为内圈外径;E1为转轴的弹性模量;E2为内圈的弹性模量;δmax为装配最大过盈量。

计算得出:Pmax=6.778 25 MPa。轴承内圈最大拔出力为:F= (1.3~1.5) (fπdl Pmax) 。

式中:f为转轴和内圈之间的摩擦因数, 查机械设计手册得0.11[2];l为配合长度;d为转轴直径, 故最大拔出力F=38 228.327 89 N, 因此每根拉杆所承受的拉力为Fmax=F/n=5 461.189 7 N, 其中n为工装的拉杆数量, n=7。

4.2 拉杆强度校核

(1) 拉杆拉应力校核

最大拉应力为σmax1=Fmax/S=30.8 MPa (拉杆的抗拉强度为980 MPa) , 其中S是拉杆的最小横截面积, 查表得M16粗牙螺纹的底径面积为157 mm2。

(2) 拉杆弯曲应力校核

专用拉拔器拉杆与轴承接触端弯折头部的截面所受弯矩最大 (见图7) , 为Mmax=Fmax×L1=166.566 N·m (L1为拉杆受力中心点到危险截面的垂直距离) ;危险截面处最大弯曲正应力为σmax2=Mmax/WZ=266.83 MPa, 式中WZ为截面图形的抗弯截面模量, WZ=bh2/6 (b为危险截面的宽度, h为危险截面的高度) 。

4.3 轴承内圈强度校核

轴承内圈所使用的轴承钢其常温下的抗拉和抗压强度大于500 MPa[3], 轴承内圈在受到拉杆拉力时, 最危险截面如图8所示。计算过程如下:

每根拉杆的拉力为:Fmax=5 461.189 7 N。

每根拉杆与轴承内圈接触面为15.3 mm×16.0mm的矩形, 轴承内圈在该矩形面中所受压应力为:σya=Fmax/Sya=22.3 MPa, 远小于500 MPa。

危险截面承受的弯矩大小为:Mmax=Fmax×L2=14.745 21 N·m。式中:L2为轴承内圈受力中心点到危险截面的垂直距离。

危险截面的最大弯曲正应力为:Σmax3=Mmax WZ=41.81 MPa, 远小于500 MPa。

从以上计算看出, 拉拔器拉杆的强度 (抗拉强度、弯曲应力等) 和轴承内圈的强度, 均符合要求。

5 效果

使用该专用拉拔器, 能顺利、完整地将轴承内圈、滚柱和保持架从转轴上取下来, 轴承和转轴无损伤。重新将该轴承装配在电机上, 电机旋转时无异音, 出厂试验电机轴承温升正常。采用上述方法退出的轴承重新组装后, 该机车6台电机已运行24万km, 目前电机性能良好, 轴承使用状态无异常。

参考文献

[1]刘泽九.滚动轴承应用手册[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[2]成大先.机械设计手册[M].第5版.北京:化学工业出版社, 2008.

载货车纵梁的制造工艺及装备 篇8

载货汽车纵梁是各种轻型、中型及重型载货汽车车架的主要构件, 载货汽车车架一般由左右两根纵梁和几根横梁组成, 车架作为整个汽车的基体, 是组装发动机、传动系统、悬架、转向系统等各部件的骨架, 承受来自车身内外的各种载荷作用。同时, 由于载货车车架的结构尺寸较大, 各部件之间的装配工艺比较严格, 其结构形式及加工工艺直接影响到重型载货汽车的品质。

在车架的主要构成部件中, 左右纵梁是整个车架的主体, 是汽车其他部件的装配基础, 同时也是汽车的关键承载部件。车型的多样化和发动机等核心部件的改型等因素造成车架纵梁的形状、尺寸和孔的大小及数量、分布等都有不同程度的差别, 同时由于载货汽车的承重要求造成其纵梁材料一般较厚、尺寸较长 (几乎与整车相当) , 所以载货汽车纵梁的制造工艺极为复杂, 其制造成本相对也比较高。

随着汽车工业的飞速发展及科技的不断进步, 纵梁的制造工艺及相应工装设备也不断改进和优化。随之涌现出各种柔性化的纵梁制造技术及工艺, 汽车纵梁的生产方式逐渐由“单一品种、大批量、小批次”向“多品种、小批量、多批次”转变, 本文主要对现代载货汽车纵梁的制造工艺及相应的加工设备做简要论述。

制造工艺及装备

随着汽车工业的日益发展, 载货汽车纵梁的数量和品种也不断增加, 纵梁的制造工艺和加工设备也不断创新和完善。总体来说, 载货汽车纵梁的制造工艺主要分为3个工序内容:落料、孔加工和成形加工。其整体制造工艺流程则为上述三种工序内容的部分或全部组合。

1. 各工序内容及相应加工设备

(1) 落料。一般汽车厂直接采购的原材料钢板都是大块板料 (见图1) , 需要根据不同的产品将板料加工出所需的形状和尺寸, 此工序即为落料。根据加工设备的不同, 落料工序主要分为剪切落料、模具落料和切割落料三种形式。

剪切落料的设备是剪板机 (见图2) , 根据其加工板料长度的不同, 有3m、6m、8m和12m等不同规格;剪板机无需开发模具, 在设备规格允许范围内可获得不同厚度、长度和宽度规格的料片;但剪板机只能下矩形料片, 只适用于等截面U形梁的生产, 对于变截面梁则不适用。

模具落料的设备是大型压力机, 一般压力机吨位高达3 000~6 000t (见图3) , 可根据不同产品的需要来设计不同规格的模具进行落料, 可用于落异形料片, 且生产效率很高。但这种大型压力机以及大型模具的投资费用巨大, 若车型稳定、产量又多, 模具费用按产量分摊后也较经济。

切割落料的设备主要是各种形式的切割机, 如等离子切割机和激光切割机等, 可根据需要切割出任意板料外形, 柔性化程度很高, 但切割效率比较低, 且切割质量一般。目前, 该工艺方法多用于做剪切落料的补充工序, 用以切割出变截面梁板料的不规则外形部分。

三种形式的落料工艺对比见表1。

(2) 孔加工。车架作为整个载货汽车的基体, 其上需组装发动机、传动系统、悬架、转向系统等各种部件, 这就需要在纵梁上加工所需的装配及定位孔。一般单根纵梁的孔数量多达200~300个, 因此, 纵梁的孔加工是纵梁制造过程中不可或缺的重要工序内容。根据加工设备不同, 孔加工工艺分为3种:钻孔、模具冲孔和数控冲孔。

钻孔的加工设备主要是摇臂钻床、大型数控钻床等, 一些中小型载货汽车制造厂家多采用钻模板/摇臂钻划线钻孔工艺, 该工艺投资虽低, 但工人劳动强度很高, 且效率低, 制孔精度差, 应用逐渐减少, 目前主要用于对其他孔加工设备不便加工的孔或漏孔进行补钻。数控钻床虽然柔性化程度较高, 但生产效率比较低, 应用也不多。

模具冲孔的设备为大型压力机, 一般可与前述落料工序同时完成, 生产效率较高, 但因模具的开发周期较长和费用较大, 不利于产品的升级换代。

数控冲孔的设备主要是数控冲孔生产线, 是现代比较流行的一种高柔性化、高生产效率、投资较少的新型纵梁孔加工工艺, 该项技术在20世纪80年代率先应用于欧洲汽车工业, 2000年开始引进我国。生产线主要由上料、对中、送进、冲孔和下料等部分组成 (见图4) , 最初的生产线冲孔主机为1台平板冲, 其模具结构由转塔式逐渐发展为直列式;后期主机数量由单台增加为多台, 冲孔功能也由简单的平板冲发展为三面冲, 前者适用于平板上的孔加工, 后者适用于U形梁腹面及两翼面共三面上的孔加工, 故称为“三面冲”。现在的数控冲孔生产线已经发展为平板冲、平兼腹冲、三面冲以及冲割复合生产线等多样化的结构形式。该生产线的高柔性化, 非常适用于目前汽车行业的多品种、少批量的生产组织形式, 也促进载货汽车行业走上了快速发展的快车道。

3种形式的孔加工工艺对比见表2。

(3) 成形加工。成形加工是将板料加工成最终的几何形状, 根据加工设备的不同主要分为模具成形、辊压成形和折弯成形。

模具成形是采用大型压力机, 与前述落料及冲孔工序类似, 可根据产品形状开发相应的成形模具, 等截面梁和变截面梁均能加工, 适用范围比较广, 但不利于产品的更新换代。

辊压成形则是采用辊压专用生产线, 是将定宽板材卷料经在线校平、辊压成形和定长切断, 使之成为所需的U形等截面梁。辊压成形的柔性化程度非常高, 可以在设备技术参数范围内加工不同板厚、腹宽、翼高等多种规格的U形纵梁, 但只能加工等截面直形梁。由于辊压生产线的投资较大, 且生产线较长, 完全打破了原来传统的纵梁加工工艺布局, 目前该工艺在汽车制造厂的应用还不是很普遍, 部分采用此工艺的汽车企业不是自己加工, 而是直接采购钢厂成形好的U形钢材。

折弯成形主要采用折弯机, 由于生产效率较低, 现在一般与辊压线配合使用, 主要用于对U形等截面直纵梁进行前端的弯头折弯加工, 即沿纵向折弯成前宽后窄的车架形状, 以弥补辊压线的成形缺陷。

各工艺的主要优缺点见表3。

2. 工艺流程

载货汽车纵梁的制造工艺流程为上述3种工序内容的部分或全部组合, 随着各工序的加工方法及相应工装设备不断更新, 各大汽车制造厂也在根据自身实际情况对工艺流程进行同步调整。根据孔加工和成形加工的顺序不同, 现代载货汽车纵梁的制造工艺流程主要有以下两种:

(1) 成形前加工孔。典型工艺流程为:剪板机剪切落料→ (等离子/激光切割不规则外形部分) →模具冲孔/数控冲孔 (平板冲) →模具成形。该工艺流程采用剪板机落料、模具成形, 下料后的等离子切割工序可根据变截面梁产品的需要以获得端头不规则外形部分, 因而能够满足等截面和变截面两种产品结构的生产, 生产效率高, 适合大批量生产;孔加工方面, 模具冲孔和数控平板冲孔两种方式并行存在, 前者主要用于少数成熟车型的纵梁产品, 后者主要用于变化较快的小批量的纵梁产品。

(2) 成形后加工孔。典型工艺流程为:开卷→辊压成形→数控冲孔 (三面冲) → (弯曲) 。该工艺流程完全打破了原有的生产工艺布局, 采用了辊压及三面冲等高柔性化设备, 基本不受产品变动的影响, 为各种变形产品的问世提供了极为方便的保障。由于辊压及三面冲设备的局限性, 该工艺流程主要用于等截面梁的生产, 可在线尾增加一套折弯机, 将U形等截面直形梁前端沿纵向折成前宽后窄的车架形状。随着纵梁辊压成形工艺及三面冲孔生产线技术的不断成熟, 越来越多的汽车制造厂开始选用此类工艺流程。

以上两种工艺流程各有优缺点, 前者由于是在平板上进行孔加工, 操作比较方便, 但孔的精度在成形后容易产生偏差;后者在成形后再加工孔, 孔的精度得到了保证, 但孔加工的方位由原来的一个面变为三个面, 加工工艺比较复杂。

结语

近几年来, 我国汽车市场高需求量以及车型的多元化, 要求汽车厂必须缩短产品开发周期, 加快新产品的投放, 以扩大市场份额;而汽车的同质化又要求汽车厂必须降低制造成本, 才能获得最大化的利益。数控冲孔生产线、辊压线等高柔性化的设备为汽车厂加快产品开发提供了便利, 为获得更大的利益, 还需各大汽车厂从产品设计、生产制造等方面严格控制成本。以纵梁产品为例, 目前我国的纵梁产品中等截面梁和变截面梁两种形式并存, 尤其是在重载货汽车车型中, 变截面梁产品仍然占据主导地位, 而变截面梁的复杂性决定了其制造成本较高。因此, 简化产品结构, 优化制造工艺, 以及工装设备的柔性化、高效化将是未来载货汽车纵梁制造技术发展的趋势。

另外, 随着汽车轻量化要求的不断提高, 纵梁板材的强度级别逐渐提升, 对纵梁的加工设备也提出了更高的要求。以平板数控冲孔生产线为例, 冲孔主机的压力吨位已由早期的120t提升至现在的160t、200t, 这进一步对设备的结构形式和液压系统等提出了严峻考验。

AP1000主泵制造工艺及监造 篇9

AP1000反应堆系统采用双回路, 每一回路中包括两台主泵, 这两台主泵的泵壳直接焊接在蒸汽发生器的水室封头上, 主泵的出口与主管道冷管段连接, 泵体布置在上端, 电机在下端。这种布置取消了主管道的过渡段, 减小了环路压降。

AP1000主泵为单级、全密封、高转动惯量的屏蔽式离心泵。图1为AP1000主泵的结构示意图。

从图中可以看出, AP1000主泵的水力部件直接安装在电机上。主泵的整个转子组件 (包括水力部件和电机转子) 由位于电机两端的径向轴承和下部的双向推力轴承支承。承压壳体 (主要包括泵壳、热屏、定子冷却夹套、定子壳体和定子端盖等部件) 承受反应堆冷却剂系统的全部压力。电机的定子内部和转子外部分别包覆着屏蔽套, 避免了定子绕组和转子与主冷却剂接触。

AP1000主泵不同于传统的屏蔽泵, 无论从功率、重量和体积都是目前已知最大的屏蔽泵, 并且在结构上增加了上、下两个飞轮组件。由于AP1000系统以及AP1000主泵结构的特殊性, AP1000主泵的部分设计参数也与国内其他二代改进型核电厂的主泵有所不同。

2 AP1000主泵主要部件的制造

2.1 定子组件的制造

AP1000主泵的定子组件位于泵体的外侧, 主要由定子绕组组件、定子壳体法兰、定子冷却夹套、定子上端盖、定子下端盖、定子屏蔽套等部件装配而成。

2.2 定子绕组组件

与普通电机的定子绕组组件类似, AP1000主泵定子绕组组件的制造可以分为两个阶段:首先是定子铁芯的制造, 然后是在定子铁芯的基础上进行绕组线圈的装配。

定子铁芯的制造流程主要为:硅钢片叠装———叠片与拉筋、指压板焊接———铁芯热点、长度、内径的直线度和跳动值等检查———最终机加工———最终检查。

定子铁芯由硅钢片叠装而成, 叠装时采用芯轴胎具作为导向支撑, 此芯轴胎具还带有气动胀紧功能, 同时在叠装时还要不断使用液压装置将硅钢片压实 (压力约为10000N) , 最后在两侧利用指压板进行固定。在叠装完成后, 要将拉筋、指压板与硅钢片组合焊接, 形成完整的定子铁芯, 然后进行相关检查。

在定子铁芯制造的设备监造过程中, 要重点关注定子铁芯的相关检查。定子铁芯的叠装过程中, 硅钢片之间可能会产生热点, 影响该区域的绝缘效果, 从而可能导致主泵运行过程中定子的部分区域温度过高, 因此, 要重点关注定子铁芯叠装的热点检查。热点检查时, 在定子铁芯上缠绕励磁绕组, 绕组中通过一定的电流, 使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁场, 铁芯在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗, 使铁芯发热, 同时使那些铁芯中绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流, 温度急剧上升, 这样用红外线测温仪扫描即可查找到定子的局部过热点。

在定子铁芯制造完成后, 即在定子铁芯的基础上进行绕组线圈的装配工作。定子绕组线圈装配的流程主要为:安装底部线圈———底部线圈的电气试验———安装顶部线圈———顶部线圈的电气试验——在绕组上端将每一个顶部线圈铜棒与底部线圈铜棒进行铜焊并绑扎绝缘带———电气试验———安装定子温度计———电气试验———VPI (两次) ——电气试验。

在定子绕组装配过程的设备监造中, 要重点关注铜焊及绝缘带绑扎的质量、VPI的控制以及相关电气试验。AP1000主泵电机的额定电压较高 (6900V) , 并且定子绕组的绝缘等级较高 (“N”级, 目前我国的电机制造中通常最高绝缘等级为“H”或“C”级, 低于“N”级的要求) , 因此对于定子绕组的装配要求也非常高。在定子绕组的装配过程中, 需要先后进行两次真空压力浸漆 (VPI) , 以保证定子绕组组件的绝缘性能。同时还要进行多次电气试验 (共计五次, 每次电气试验的内容主要包括接地绝缘阻抗试验、交流高压绝缘试验、直流高压绝缘试验等) , 通过这些电气试验来检查和验证定子绕组装配后的绝缘性能是否满足要求。定子绕组的绝缘性能, 将直接影响AP1000主泵的整体运行寿命。

2.2.1 定子壳体法兰

定子壳体法兰为AP1000主泵中尺寸最大的部件, 其上端通过主法兰与泵壳连接, 下端通过不锈钢法兰与定子下端盖连接。定子壳体法兰由三个锻件组装焊接而成, 分别为:碳钢主法兰、碳钢壳体、不锈钢法兰。其中, 碳钢壳体、法兰的锻件材料为SA508 Gr.1, 不锈钢法兰锻件的材料为SA336 F304。

定子壳体法兰为压力边界部件, 因此对于定子壳体法兰的焊接要尤为重视, 在监造过程中要重点关注焊接工艺的执行以及相关NDE检查工作。

2.2.2 定子冷却夹套

定子冷却夹套位于整个定子组件的最外侧, 设冷水将通过定子冷却夹套, 从定子壳体外侧来冷却定子绕组。

定子冷却夹套由内、外不锈钢筒体和端环、导流环等焊接拼装而成。其中内、外不锈钢筒体都由不锈钢板卷制并纵向焊接而成。定子冷却夹套的制造流程主要为:内筒体卷制、焊接———内筒体上焊接导流环———外筒体卷制、焊接———外筒体与内筒体热套装配———上、下端环与夹套筒体组件焊接。在进行定子冷却夹套制造的监造时, 要重点关注热套装配前的尺寸、热套装配的过程以及端环焊接后的NDE检查。

2.2.3 定子屏蔽套

屏蔽套的材料为耐腐蚀、非磁性的Hastelloy C276合金。该材料为面心立方晶格结构, 含有较高的钼、铬含量, 并含有一定量的钨元素, 使得这种材料具有很强的耐腐蚀性, 同时, Hastelloy C276合金的熔点超过1300℃, 因此是非常理想的耐高温抗腐蚀材料。定子屏蔽套的长度为3660mm, 而屏蔽套的厚度仅为0.39mm, 在主泵组装后定子屏蔽套与转子屏蔽套之间的空隙不到5mm。由于屏蔽套的厚度和两个屏蔽套之间的空隙都非常小, 因此对于屏蔽套的直径尺寸公差要求非常高 (公差为±0.076mm) 。

屏蔽套由两块薄板拼接而成。制造工序主要为:精密剪裁———滚压成型———纵向钨极氩弧自动焊———尺寸检查———PT、RT检查———目视检查。在屏蔽套的制造及设备监造中, 要重点核对制造过程中的尺寸检查以及焊缝的NDE检查。

2.3 转子组件的制造

AP1000主泵的转子组件主要由转子轴组件、飞轮组件、轴承组件、叶轮等部件装配而成。

2.3.1 转子轴组件

转子轴组件由转子轴和转子铁芯组成。转子轴既作为电机轴, 又作为泵轴。转子轴的材料为ASTM A336, 在精加工完成后, 需要在转子轴与端环连接处进行隔离过渡层堆焊, 并进行焊后热处理以及相关NDE检查。

转子铁芯的制造与定子铁芯类似, 也是由硅钢片叠装而成。硅钢片直接套在转子轴上, 两端由叠装板固定, 在硅钢片的外侧沿轴向分布有一个个的槽道, 槽道中将安装铜棒, 铜棒的两端与连接环进行铜焊形成感应电流的闭合回路。转子铁芯的外侧包覆转子屏蔽套, 转子屏蔽套的两端与端环进行焊接。在转子轴组件装配完成后, 还需要进行水压试验、氦检漏试验以及动平衡试验。

2.3.2 飞轮

每台AP1000主泵上有两个飞轮, 分别位于转子组件的上部和下部。上飞轮的高度比下飞轮更大。飞轮内部包含有高密度钨合金块, 因此重量较大 (上飞轮为3.18吨, 下飞轮为2.18吨) , 保证了AP1000主泵的高转动惯量, 从而保证了惰转情况下的冷却剂流量满足设计要求。

上、下飞轮的结构相同 (如图2所示) 。每个飞轮内部包含12个扇形的钨合金块 (材料为ASTM B777) , 钨合金块的内侧开有凹槽, 正好可以与轮毂外缘面上的凸起相配合。在钨合金块装配至轮毂上之后, 再进行紧固环的热套装配, 通过过盈配合实现对钨合金块的固定。在飞轮的上、下端还焊有盖板, 最外侧焊有一层外壳, 盖板和外壳都是由Inconel 625合金材料制成, 可以使钨合金块和紧固环与主冷却剂隔离开。此外, 每一个飞轮还需要进行动平衡试验以及125%额定转速下的超速试验, 以验证设计工况下飞轮组件的完整性。

飞轮制造的主要流程为:飞轮轮毂加工———钨合金块与轮毂进行组对———紧固环热套装配———端面的机加工———动平衡试验———超速试验———紧固环外表面PT检查———上、下端盖板的焊接———外壳热套并与盖板外缘进行焊接———最终动平衡———氦检漏试验。在飞轮制造的监造过程中, 要重点关注飞轮的超速试验 (包括超速试验后紧固环外表面的PT检查, 关系到飞轮组件的完整性) 、动平衡试验以及氦检漏试验。

2.3.3 轴承组件

AP1000主泵中包含有上、下推力轴承和上、下径向轴承, 都为水润滑轴承。其中上、下推力轴承分别位于下部飞轮的上、下两侧;下部径向轴承位于上部推力轴承的上侧, 两者连为一体;上部径向轴承位于上部飞轮的下端。

推力轴承与径向轴承的结构示意图如图3所示 (以下部径向轴承和推力轴承为例) 。每个推力轴承有6个瓦块, 每个径向轴承有4个瓦块, 轴承瓦块的材料为碳石墨, 瓦块后端连有平衡板, 一起安装在不锈钢瓦托内, 轴承最外侧为轴承套筒。上、下部推力轴承分别位于下部飞轮的上、下两侧, 瓦块分别与推力盘的工作面接触。

对于轴承组件, 在设备监造中需要重点关注采购件的相关文件审查;瓦块表面的平整度和光洁度检查;推力盘工作面的平面度检查、硬度检测和PT检测。

2.3.4 叶轮

AP1000主泵的叶轮材料为ASTM A743, 为一体式铸件, 泵轴与叶轮装配的配合面有一定锥度, 并且有装配叶轮的台阶, 保证了装配精度。

叶轮制造的主要工序为:粗加工———初始动平衡——开螺纹孔———精加工———表面PT检查———最终尺寸检查———最终动平衡。由于叶轮的曲线较复杂, 并且公差要求很小 (直径尺寸公差为0.1mm) 。因此对机加工的设备要求很高 (五轴联动加工中心) 。

3 AP1000主泵制造中的设备监造重点

3.1 加强对设计文件的消化和理解

根据主泵设计规范书的要求 (7.5.1.5) , 为了保证飞轮的完整性, 飞轮紧固环材料需要进行UT和PT的检查, 相关NDE检查应符合ASME NB-2000的要求。而根据ASME NB-2547的规定, UT检查可以在锻造之后的任意时间进行, 但是PT检查则必须在部件的成品状态下进行。在设备监造过程中, 监造人员发现飞轮紧固环仅在分包商处进行了UT和PT检查, 之后在制造厂进行机加工之后 (即最终装配前的成品状态) 并无PT检查。

在发现问题后, 监造人员与制造厂进行沟通和多次技术澄清, 最终判定制造厂的做法确实违反了设计要求, 为此制造厂将所有已完成制造的飞轮开出了外部不符合项, 并陆续升版了相关图纸、材料采购文件、制造工艺流转卡和质量计划等。

通过这一问题的处理过程, 充分说明了设备监造人员需要对于设计规范和其引用的法规标准进行充分理解, 以此为依据进行设备监造工作, 并在设备监造过程中检查制造厂的工艺规程是否与设计要求和法规标准的要求相一致。这样才能减少设备制造过程中可能带来对电厂调试、运行、维修的风险。

3.2 部件的焊接

在AP1000主泵的制造中, 含有多项焊接操作, 而其中很多部件为压力边界材料, 这些焊接工艺的质量, 直接影响着主泵乃至整个电厂运行的安全, 需要在监造过程中重点关注, 主要有:

3.2.1 定子壳体法兰制造过程中的焊接

AP1000主泵的定子壳体法兰由三个大锻件焊接拼装而成, 分别为碳钢壳体、碳钢主法兰、不锈钢法兰。制造时, 碳钢主法兰与碳钢壳体首先进行焊接拼装, 然后拼装好的碳钢壳体法兰再与不锈钢法兰进行焊接拼装形成整体的定子壳体法兰, 最后进行整体精加工及法兰开孔、尺寸检查等。这两次主要的焊接操作都是使用的窄间隙埋弧焊, 这种焊接方法的优点是焊缝的机械强度和冲击韧性优于传统的宽坡口埋弧焊, 并且与传统埋弧焊相比效率更高, 更加节省焊材。但由于坡口间隙窄, 层间清渣困难, 窄间隙埋弧焊对于焊剂的要求更高, 同时还要求焊丝在坡口内要有非常准确地定位, 对间隙的变化有较严格的限制, 对于焊接参数, 特别是电压的波动以及热裂纹的敏感性大。另外, 由于碳钢壳体法兰与不锈钢法兰的焊接为异种材料焊接, 因此在拼装焊接前需要先在碳钢壳体的坡口进行隔离层堆焊 (buttering) , 利用镍基材料作为两者之间的过渡, 以保证拼装焊接质量。综合以上因素, 在进行定子壳体法兰焊接的设备监造时, 在焊接前要重点核对焊材的牌号是否与WPS的要求相符, 检查焊接前的工装是否正确;在焊接过程中要检查焊接参数 (预热温度、层间温度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等) 是否满足WPS的要求。

3.2.2 屏蔽套的焊接

屏蔽套的作用是保护定子绕组组件和转子组件免于接触主冷却剂, 因此其密封性和完整性对于主泵运行的安全和寿命有着直接联系, 而屏蔽套焊接的质量将对此起着决定性的作用。屏蔽套由两块薄板卷制、焊接后成型, 因此屏蔽套上有两道纵焊缝。屏蔽套的焊接采用钨极氩弧自动焊, 在屏蔽套焊接前, 薄板原材料向焊机上的安装、定位由人工调整完成, 而屏蔽套对于焊接的精度要求非常高 (焊接完成后直径尺寸公差为±0.076mm) 。此外, 定子屏蔽套与定子组件装配时的焊接 (与定子端盖的焊接) 也是制造过程中的难点之一, 该焊接同样采用钨极氩弧自动焊, 全自动旋转摆弧一次成型。在屏蔽套焊接过程的设备监造中, 要重点关注焊接前的调整、组对以及焊接过程中的参数是否满足要求, 在焊接后要重点关注尺寸检查的结果是否满足图纸公差要求。

3.3 机械加工

AP1000主泵的部分部件形状较复杂 (如叶轮等) , 部分部件尺寸精度较高 (如推力盘、屏蔽套薄板等) , 这些部件也对机械加工设备和测量设备提出了较高的要求。

AP1000主泵的叶轮为复杂曲面部件, 具有空间曲面轮廓造型, 在设计时即采用三维CAD进行建模, 并且叶轮的尺寸是否满足公差将直接影响到整台主泵的水力性能是否达标, 因此采用传统的机械加工方法已经无法满足要求。对于叶轮的加工, 需要采用五轴联动数控加工技术, 以满足部件的设计尺寸。

另外, AP1000主泵部件的尺寸公差要求也非常小, 如推力盘的平面度公差要求为0.013mm, 定子铁芯内径的跳动值公差要求为0.2mm;转子轴的跳动值公差要求为0.15mm等。为了满足如此高的尺寸公差, 不但要求使用精度较高的机械加工设备和测量设备 (如三坐标测量仪CMM) , 更要求在机械加工过程和尺寸测量中严格执行相关程序和质保要求。这也是设备监造过程中的监督重点。

3.4 部件的装配

除加工尺寸要求较高外, AP1000主泵对于部件之间的装配精度也同样要求很高。同时, AP1000主泵部件的装配以及最后泵的总装过程中都大量使用了热套装配的方法 (如定子冷却夹套与定子壳体的装配、推力盘与转子轴的装配、飞轮紧固环的装配等) , 这种方法很容易实现部件之间的过盈配合, 但对部件加热温度的控制 (温度过高会影响材料性能) 以及装配的时间 (时间过长会导致温度下降过多) 要求较高。

总之, 对于AP1000主泵部件的装配, 在进行监造时要关注装配尺寸的测量, 对于热套装配, 还需要重点检查温度测量的有效性、升温保温是否满足要求。

4 结束语

根据AP1000主泵的实际制造经验, 由于AP1000主泵为首次设计和制造, 在设备制造、试验过程中不可避免的会出现一些问题。因此, 在主泵的设备监造过程中, 需要加强对设计文件的消化理解和审查, 重点关注主泵试验中发现的问题, 并根据发现的问题寻找设备制造、监造过程中可能出现的薄弱环节, 协调各方一起积极的处理和解决, 从而避免对将来主泵调试、运行、维修带来影响。

摘要：文章总结了AP1000主泵主要部件的制造工艺, 结合实际设备监造工作, 对可能影响到今后电厂调试、运行、维修的相关问题进行了分析, 提出了AP1000主泵设备监造中需要关注的重点。

关键词：AP1000,主泵,制造工艺,设备监造

参考文献

[1]项京锋, 郭鹏, 周新华.AP1000屏蔽式主泵的制造难点及国产化[C].中国核能行业协会, 2010年中国核能可持续发展论坛论文集.

[2]郭立君.泵与风机[M].中国电力出版社, 2001:130-170.

[3]庄亚平.AP1000屏蔽泵的应用分析[J].电力建设, 2010, 31 (11) :98-101.

压力容器制造工艺及质量控制分析 篇10

在工业生产中, 作为承压设备, 压力容器发挥着重要的作用, 并在生产和生活的各个方面获得了广泛的应用。压力容器通常应用在特殊的环境和工况下, 如易燃、易爆和有毒的环境, 在这样的环境下, 一旦发生事故, 就会给国家造成巨大的经济损失, 并危害到人们的生命安全。然而, 在一定的温度和压力下, 以及腐蚀介质的作用下, 压力容器很容易失效和受到破坏, 从而发生事故。因此, 非常有必要加强对于压力容器的质量控制, 确保压力容器的使用安全。

1 压力容器概述

顾名思义, 压力容器就是承载压力的容器, 容器内盛装气体或者液体。压力容器在工业生产中应用得十分广泛, 并涉及到很多行业, 如炼油、医药、电力、化工等行业。不同于普通的容器, 压力容器承载一定的压力, 因此对于压力容器的制造工艺和质量控制就提出了更高的要求。在压力容器设计、制造, 以及投入使用的过程中, 都需要确保压力容器的质量, 防止发生安全事故。而一旦发生事故, 造成的危害也是非常巨大的, 如爆炸、中毒, 以及引发火灾、造成环境污染等危害。

压力容器的制造过程是提高其质量的关键环节, 在这一阶段, 应建立质量管理体系和组织, 对于工作的任务进行分组, 使各部门能够有效的分工和协调, 加强合作。在进行质量管理时, 为确保产品的质量, 应充分发挥管理工程师的重要作用, 并通过培训的方式, 提高质量检验人员的业务能力和知识水平。

2 压力容器制造的质量保证体系

压力容器生产是一个复杂的、系统性的过程, 因此应建立与之相适应的质量保证体系, 从而顺利完成对于产品的检验检查, 并对产品的质量进行监督。对于质量的控制包括很多环节, 如压力试验、图样、理化检验、质量改进、材料等。为提高压力容器的质量, 必须进一步建立和完善相应的质量保证体系。首先, 要加强工作人员的安全意识和质量意识, 严格控制产品的生产质量, 工作严谨负责。责任人的队伍建设, 是确保压力容器质量的关键环节, 必须认真对待。其次, 充分发挥质量保证工程师的作用, 目前很多企业的生产质量都是由领导来决定的, 领导对于生产情况和质量要求的了解无法像质量保证工程师那样细致, 因此质量得不到保障。然而, 提高产品的质量也并非质量保证工程师一人之力可以完成, 需要各个相关部门的支持和努力, 通过质量保证体系的构建和完善, 在进行压力容器生产资质申请的过程中, 对于企业的实际情况加以严格的检查和监督, 严格控制与压力容器制造质量相关的各个环节, 从而提高压力容器的生产制造质量。

3 压力容器制造的质量控制

3.1 原材料的质量控制

压力容器的应用范围十分广泛, 并且应用的环境较为复杂和恶劣, 经常用在高温、高压、低温、剧毒和易燃易爆的环境, 因此制造压力容器所采用的材料种类十分繁多。为防止发生事故, 对于材料的质量要求很高。应严把原材料的质量关, 从原材料的采购、入厂、检验环节入手, 选择产品质量好供货稳定的厂家采购原材料, 并能够提供相应的证明书, 确保原材料的可靠性、可追踪性。根据材料的供应标准, 在材料进厂后对于其各项性能指标进行严格的检验, 不合格的材料严禁使用。对于合格的原材料要加以科学合理的保管, 根据库房的制度对材料进行编号, 完成入库档案的制订等工作, 并给原材料打上钢印。注意原材料的摆放应合理, 分区摆放, 便于领取, 还应涂上防锈涂料, 防止原材料出现锈蚀。

3.2 制作过程的控制

压力容器的制作过程同简单的产品相比, 具有其自身的特点, 即品种多、单台套, 因此非常有必要加强压力容器制造工艺的控制。不同于简单产品生产, 压力容器的制造需要厂家根据不同的要求编制不同的工艺文件, 并严格按照编制好的工艺流程来执行。同时在各个工序完成后, 操作者和检验员还需要在工艺流程上签字认可。

3.3 焊接质量的控制

压力容器的使用安全和使用寿命, 在很大程度上直接受到焊接质量的影响, 因此必须采取措施控制好焊接的质量。从焊接材料和焊接工人两方面加以控制, 在焊接材料上, 应建立和完善材料的保管、发放和回收的制度, 确保采购的材料都有质量证明书和产品合格证, 入库登记前必须经过严格的验收和检查环节, 防止不合格材料入厂。在焊接工人的资质上, 必须要求工人持证上岗, 并注意所承担的工作应与证件上规定的焊接类别相符合, 确保证件在有效期内。

3.4 无损检测质量控制

无损检测也被称作探伤, 压力容器在制造的过程当中常常会用到探伤的方法, 主要包括渗透、磁粉、超声以及射线几种形式。在进行无损检测时, 首先必须明确设计要求的合格标准以及探伤的方法, 分析该方法是否可以执行, 也可以根据图纸的具体要求来实行探伤的方法。另外, 在进行无损检测时, 实践经验会显得非常重要, 不同的人利用同一个机器进行操作, 所得到的结果可能就会不同, 那些经验较为丰富的工作人员所得出的结果正确率往往会很高。探伤仪器的质量如何对于探伤的结果也能够产生很大的影响, 使用质量不合格的仪器就很容易会造成误判。

3.5 焊后的热处理控制

热处理是压力容器生产制造中经常会采用的工艺, 对于降温、保温、升温这三个阶段的温度和速度具有严格的要求。为了实现热处理工艺的预期效果, 应科学合理地编制热处理工艺, 明确、严格地限制关键的工艺参数。对于热处理工艺的相关规范和要求, 必须严格执行, 做好记录和凭证。此外, 热处理的仪表是十分重要的仪器, 应定期对其进行检查。

4 结束语

压力容器制造的质量主要包括安装质量、制造质量以及设计的质量, 但影响最为关键的就是制造质量, 为了能够尽量降低企业的生产成本, 使质量管理体系能够更加系统化和科学化, 生产出符合国家标准和设计要求的相关产品, 就需要建立起符合本单位生产要求的压力容器制造质量管理体系, 建立健全压力容器的质量保证体系, 改变传统的管理方式, 由传统的管结果转变为现在的管过程, 把好产品的质量关, 避免产生不合格产品, 严格控制影响压力容器制造的生产环节, 确保压力容器的制造质量。

摘要：随着工业现代化进程的加快, 工业体制的日益完善, 对于压力容器制造行业也提出了更高的要求。在工业生产中, 压力容器获得了广泛的应用, 是非常重要的生产设备。同时, 压力容器也是一种较为特殊的设备, 与安全生产的关系十分密切, 其使用和性能必须符合相关的质量要求。压力容器的制造工艺是影响到产品质量的关键因素, 文章对加强压力容器质量控制的方法和措施进行了深入细致的分析和探讨, 以期为相关人士提供参考和借鉴。

关键词：压力容器,质量保证体系,质量控制

参考文献

[1]陈学东, 崔军, 章小浒, 等.我国压力容器设计、制造和维护十年回顾与展望[J].压力容器, 2012 (12) .

[2]蒲亨前, 陈泽盘.锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[A].中西南十省区 (市) 焊接学会联合会第九届年会论文集[C].2008.

[3]梁宏宝, 王立勋, 刘磊.压力容器无损检测技术的现状与发展[J].石油机械, 2007 (2) .

[4]林尚扬, 于丹, 于静伟.压力容器焊接新技术及其应用[J].压力容器, 2009 (11) .

[5]郑津洋, 苏文献, 徐平, 等.基于整体有限元应力分析的齿啮式快开压力容器设计[J].压力容器, 2003 (8) .