CN112846557B - 一种大型组焊壳体的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种大型组焊壳体的加工方法，将大型组焊壳体的筒壳分为上下两部分，先加工带定位止口内孔φD1的下部筒壳，然后将下部筒壳与上部筒壳组焊，最后采用基准转移方法，加工整体组焊后的大型组焊壳体上壳体法兰部位的定位止口内孔φD2及定位面B。本发明提供的大型组焊壳体的加工方法，能够保证大型组焊壳体内部定位止口内孔φD1与壳体法兰部位的定位止口内孔φD2同轴度的加工要求。

Description

一种大型组焊壳体的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种大型组焊壳体的加工方法。
背景技术
参见图1，大型组焊壳体包括球壳1、筒体2和壳体法兰3三部分，这三部分通过焊缝1和焊缝2组焊在一起后形成大型组焊壳体，为了满足大型组焊壳体与其他部件的精确组装以保证设备的稳定运转，大型组焊壳体需要在球壳1上靠近筒壳2一侧的内部加工定位止口内孔φD1、壳体法兰3部位的定位止口内孔φD2及壳体法兰3的定位面B。球壳1定位止口内孔φD1、壳体法兰3定位止口内孔φD2及壳体法兰3定位面B有高精度的同轴度要求，需要整体组焊后一次装夹加工完成。
由于定位止口内孔φD1距壳体法兰3端面的距离H超出常规加工设备的滑枕行程，无法实现组焊后定位止口内孔φD1和定位止口内孔φD2,以及定位面B的整体加工。并且，由于球壳1底部内孔φD的孔径不足够大，操作者无法站在壳体内腔操控加工设备对定位止口内孔φD1打表找正，操作者只能站在壳体法兰3外侧的操控台处对定位止口内孔φD1打表找正，由于H距离较远，无法正常读出定位止口内孔φD1处找正用百分表上的读值，所以组焊结束后，精加工壳体法兰3部位的定位止口内孔φD2时，无法实现直接对内部定位止口内孔φD1的打表找正，从而保证不了大型组焊壳体设计结构的同轴度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证设计结构的同轴度要求的大型组焊壳体的加工方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型组焊壳体的加工方法，将所述组焊壳体中与球壳连接的筒壳分为上部筒壳和下部筒壳，然后进行如下加工：
将下部筒壳与球壳焊接；
将专用工艺装备焊接在下部筒壳顶部；
加工球壳内部定位止口内孔φD1至目标尺寸，所述定位止口内孔φD1的轴线与加工设备的回转中心重合；
在保持加工设备不变与装夹不变动情况下，在专用工艺装备上加工工艺基准外圆φD3和工艺基准面C，使所述工艺基准外圆φD3轴线与所述定位止口内孔φD1轴线重合，使工艺基准面C与所述定位止口内孔φD1轴线垂直；
将上部筒壳和下部筒壳焊接，壳体法兰与上部筒壳焊接；
在专用工艺装备的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C上打表找正，使所述工艺基准外圆φD3和工艺基准面C形成的坐标系的轴线与加工设备的回转中心重合，使所述坐标系的平面与加工设备的回转中心垂直；
在壳体法兰上加工定位止口内孔φD2和定位面B，使加工后的定位止口内孔φD2轴线与所述工艺基准外圆φD3轴线重合，使加工后的定位面B与所述工艺基准面C平行。
进一步地，所述定位止口内孔φD2和定位面B加工完成后，满足设计要求的形位公差跳动值M。
进一步地，所述定位止口内孔φD2和定位面B的形位公差跳动值M为0.05mm。
进一步地，所述的在专用工艺装备的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C上打表找正的找正精度在所述形位公差跳动值M范围内。
进一步地，所述下部筒壳的高度H1大于400mm，且下部筒壳与球壳的总高度不超过加工设备最大加工高度。
进一步地，所述专用工艺装备为圆环状结构，其内径与所述筒壳外径匹配，所述专用工艺装备能套在所述筒壳上，所述专用工艺装备的外径比所述工艺基准外圆φD3直径大8-12mm。
本发明提供的一种大型组焊壳体的加工方法，将大型组焊壳体分为上下两个部分，并将内部设计基准转移至壳体外部的工艺基准，将整体加工转化为分段加工，从而实现了超出加工设备加工能力范围的大型组焊壳体的加工，保证了设计结构的同轴度要求，使得大型组焊壳体的加工精度能够满足设备精确组装与稳定运转的要求。并且，本发明提供的大型组焊壳体的加工方法，加工方法简单灵活，加工精度高，容易实现。
附图说明
图1为现有技术中大型组焊壳体的加工结构示意图；
图2为本发明实施例提供的大型组焊壳体的加工方法中大型组焊壳体结构优化图；
图3为本发明实施例提供的大型组焊壳体的加工方法中大型组焊壳体的筒壳拆分示意图；
图4为本发明实施例提供的大型组焊壳体的加工方法中壳体下部加工结构示意图；
图5为本发明实施例提供的大型组焊壳体的加工方法中壳体整体组焊后的加工结构示意图。
具体实施方式
参见图2和图3，本发明实施例提供的一种大型组焊壳体的加工方法，先将所述组焊壳体中与球壳1连接的筒壳2分解为上部筒壳21和下部筒壳22，为了避免上部筒壳21和下部筒壳22在焊缝时的焊接应力影响到球壳1内部定位止口内孔φD1的尺寸变形，下部筒壳22的高度H1应大于400mm，并且又考虑到加工设备滑枕的行程范围，下部筒壳22与球壳1的总高度不超过加工设备最大加工高度。然后再进行如下加工：
参见图4，将下部筒壳22与球壳1组焊，完成焊缝2的焊接。
然后将专用工艺装备4焊接在下部筒壳22顶部，专用工艺装备4为圆环状结构，其内径与所述筒壳2外径相同或略大，以保证专用工艺装备4能够套在筒壳2上，所述专用工艺装备4的外径比下一步要在专用工艺装备4上加工的工艺基准外圆φD3的直径大8-12mm，以保证加工工艺基准外圆φD3时的加工余量。为了方便专用工艺装备4从下部简壳22上去除，在专用工艺装备4靠近下部筒壳22部位的上下两边分别设置间断焊缝，对专用工艺装备4与下部筒壳22进行间断焊接。
专用工艺装备4与下部筒壳22组焊完成后，在球壳1内部靠近下部筒壳22一侧加工定位止口内孔φD1至目标尺寸，使定位止口内孔φD1轴线与加工设备的回转中心重合。
定位止口内孔φD1加工完成后，在保持加工设备不变和装夹不变动情况下，在专用工艺装备4上直接加工工艺基准外圆φD3和工艺基准面C，使工艺基准外圆φD3轴线与定位止口内孔φD1轴线重合，使工艺基准面C与定位止口内孔φD1轴线垂直，这样，工艺基准外圆φD3与工艺基准面C形成的坐标系的轴线，就是定位止口内孔φD1的轴线。这样就相当于在专用工艺装备4上加工出与定位止口内孔φD1设计基准尺寸相同坐标系的两个工艺基准尺寸。当组焊壳体整体组焊后，在加工壳体法兰3上的定位止口内孔φD2时，通过对专用工艺装备4上的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C的找正，就相当于对内部定位止口φD1进行了找正。
参见图5，将上部筒壳21焊接在下部筒壳22上，完成焊缝3的焊接。再将壳体法兰3焊接在上部筒壳21顶端，完成焊缝1的焊接。
然后将组焊后的大型组焊壳体置于立式设备工作台上，通过立式设备的主轴实现大型组焊壳体的找正与加工。在专用工艺装备4的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C上使用百分表进行打表找正，打表找正的找正精度在定位止口内孔φD2和定位面B的形位公差跳动值M的范围内,作为本发明的一种具体实施方式，M取值为0.05mm，即打表找正的找正精度在0.05mm范围内。使工艺基准外圆φD3和工艺基准面C形成的坐标系的轴线(即工艺基准外圆φD3轴线)与加工设备的回转中心重合度在M值范围内，使工艺基准外圆φD3和工艺基准面C形成的坐标系的平面(即工艺基准面C)与加工设备的回转中心垂直度误差在M值范围内。
再在壳体法兰3上加工定位止口内孔φD2和定位面B，使加工后的定位止口内孔φD2轴线与加工设备回转中心重合，即定位止口内孔φD2的轴线与工艺基准外圆φD3轴线重合度在M值范围内，也即定位止口内孔φD2的轴线与定位止口内孔φD1的轴线重合度在M值范围内。同时，使加工后的壳体法兰3上的定位面B与加工设备的回转中心垂直，即加工后的壳体法兰3上的定位面B与工艺基准面C的平行度误差在M值范围内，也即加工后的壳体法兰3上的定位面B与定位止口内孔φD1的轴线垂直度误差在M值范围内。这样保证了壳体法兰3上的定位止口内孔φD2和定位面B相对于定位止口内孔φD1的跳动要求，使壳体法兰3上的定位止口内孔φD2和定位面B满足设计要求的形位公差跳动值M，即0.05mm。从而保证了大型组焊壳体内部定位止口内孔φD1与壳体法兰3上的定位止口内孔φD2同轴度的加工要求，才能保证大型组焊壳体的加工精度，使得大型组焊壳体的加工精度能够满足设备精确组装与稳定运转的要求。
最后在大型组焊壳体加工尺寸满足零件的图纸要求后，去掉专用工艺装备4。
当然所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种大型组焊壳体的加工方法，其特征在于，将所述组焊壳体中与球壳(1)连接的筒壳(2)分为上部筒壳(21)和下部筒壳(22)，然后进行如下加工：
将下部筒壳(22)与球壳(1)焊接；
将专用工艺装备(4)焊接在下部筒壳(22)顶部；
加工球壳(1)内部定位止口内孔φD1至目标尺寸，所述定位止口内孔φD1的轴线与加工设备的回转中心重合；
在保持加工设备不变与装夹不变动情况下，在专用工艺装备(4)上加工工艺基准外圆φD3和工艺基准面C，使所述工艺基准外圆φD3轴线与所述定位止口内孔φD1轴线重合，使工艺基准面C与所述定位止口内孔φD1轴线垂直；
将上部筒壳(21)和下部筒壳(22)焊接，壳体法兰(3)与上部筒壳(21)焊接；
在专用工艺装备(4)的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C上打表找正，使所述工艺基准外圆φD3和工艺基准面C形成的坐标系的轴线与加工设备的回转中心重合，使所述坐标系的平面与加工设备的回转中心垂直；
在壳体法兰(3)上加工定位止口内孔φD2和定位面B，使加工后的定位止口内孔φD2轴线与所述工艺基准外圆φD3轴线重合，使加工后的定位面B与所述工艺基准面C平行；
所述专用工艺装备(4)为圆环状结构，其内径与所述筒壳(2)外径匹配，所述专用工艺装备(4)能套在所述筒壳(2)上，所述专用工艺装备(4)的外径比所述工艺基准外圆φD3直径大8-12mm。
2.根据权利要求1所述的大型组焊壳体的加工方法，其特征在于：所述定位止口内孔φD2和定位面B加工完成后，满足设计要求的形位公差跳动值M。
3.根据权利要求2所述的大型组焊壳体的加工方法，其特征在于：所述定位止口内孔φD2和定位面B的形位公差跳动值M为0.05mm。
4.根据权利要求3所述的大型组焊壳体的加工方法，其特征在于：所述的在专用工艺装备(4)的工艺基准外圆φD3和工艺基准面C上打表找正的找正精度在所述形位公差跳动值M范围内。
5.根据权利要求1所述的大型组焊壳体的加工方法，其特征在于：所述下部筒壳(22)的高度H1大于400mm，且下部筒壳(22)与球壳(1)的总高度不超过加工设备最大加工高度。
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