在目前在机械加工过程中,管道相贯线的切割常用方式有:
(1)手工切割
图 1。1 异径管直交展开图
手工切割主要有四个步骤:
(a)通过投影图画出管道相交的展开图(如图 1。1 所示)。
(b)根据展开图剪制样板,样板一般采用油毡纸或薄钢板。
(c)把展开图样板紧贴在管子上进行划线。
(d)根据划线采用氧-乙炔进行气割。
这种方式因为采用手工切割灵活方便,但手工切割质量差、尺寸误差大、 材料浪费大、后续加工工作量大,同时劳动条件恶劣,生产效率低。基本已经 被淘汰了。
(2)半自动切割
目前市场上的半自动相贯线管道切割机种类很少,甚至从某种意义上可以 说半自动相贯线切割设备几乎是空白的。在搜集资料的过程中找到了一种液压 冲孔机,如图 1。2 所示。
图 1。2 液压冲孔机 冲孔机是一种可以加工相贯线的设备,通过冲击的方法在主管上开出马鞍
形孔。刀具就是与主管相配合的支管尺寸滑块。这种设备效率很高,不过主要
是加工很薄的铝合金件,无法对大壁厚大直径的钢管进行相贯线加工,同时由 于加工对象是壁厚很薄的不锈钢管所以该设备没有加工坡口的功能(对于薄壁 不锈钢来说也没必要有坡口)。
以上所介绍的半自动液压冲孔机较之手工切割效率提升了很多,但是最显 著的一个问题就是只能进行简单的切管或者对单一加工对象。要在钢管上加工 出相贯线并且带有规定坡口却很难实现。
(3)数控管道切割
数控管道切割(如图 1。6 所示)有着精度高效率高的特点,由计算机系统、 伺服系统、控制单元及执行机构组成。可以根据加工对象的尺寸材质和设计人 员对切割尺寸或形状的要求进行编程,加工灵活可以加工出复杂相贯线和预定 变化坡口。目前市场上常见的数控切割设备主要有两种:
(a)切割机械手
图 1。3 四轴工业机械手
如图 1。3 所示,工业机械手装夹割枪,通过预定编程可以实现管道相贯线的 切割,这种设备非常灵活,但是结构过于复杂。在同等加工质量条件下对加工 设备的制造精度要求过高,性价比过低。工业机械手臂的功能强大可以根据不 同的加工需要安装不同的加工设备实现不同的功能比如:码垛机械手,打磨机 器人,弧焊机器人,焊接机器人,喷涂机械手,装配机器人,激光切割机械手 等。它不是管道相贯线切割的专用设备,在目前的管道相贯线切割领域,应用 范围不是很广泛。 论文网
(b)专用数控切管机
图 1。4 所示的专用数控管道相贯线切割机,主要由机架、卡盘、可调支撑 座、切割执行部分组成。主要是通过主轴的旋转运动和割枪的移动相合成运动 实现空间管道相贯线的切割,通过割枪的旋转实现加工预定坡口的功能。此种 数控设备较之工业机械手相贯线切割在成本上是提高的,为目前广大企业最常
用的一种相贯线切割设备。
但是最重要的问题就是性价比的问题。对于很多工厂来说,相贯线加工对 象是较为单一的同时加工量是巨大的。因此在加工单一尺寸大批量的工件时, 用数控从成本上是不划算的。所以目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型 企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。
图 1。4(a) 3 轴数控切管机 图 1。4(b)5 轴数控切管机