CN113275841A - 舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，圆筒上开设有供人孔法兰插入的人孔贯穿孔，按照圆筒的平面展开外形图，机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料，并在圆筒展开料上标记出人孔贯穿孔的平面展开型孔，在位于平面展开型孔位置处标记若干条标记线，每条标记线过平面展开型孔的中心并延伸至平面展开型孔外轮廓外部圆筒展开料上；然后加工人孔相贯孔的平面展开型孔并得到切割余料‑将切割余料上的标记线与圆筒展开料上的标记线对齐后点焊连接‑卷板成形圆筒‑圆筒纵缝焊接并纵缝射线探伤‑打磨焊点去除切割余料‑与人孔法兰外圆配修相贯孔。相对比传统加工方法，不需要昂贵数控设备、不需要专用工装，降低了加工成本、和加工难度。
Description
技术领域
本发明涉及舰船用人孔薄壁真空罐加工技术领域，具体涉及一种舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法。
背景技术
随着现代海洋防务技术的快速发展，大型舰船大量应用于海洋防务装备，相应的舰船用不锈钢人孔薄壁真空罐卫生设备等有了大量应用的需求。
奥氏体不锈钢是一种优质的耐腐蚀性良好的合金结构钢，其成形、焊接、切削加工等工艺性能良好，是舰船用粪便收集薄壁真空罐卫生设备的首选材料。
人孔薄壁真空罐的人孔法兰与真空罐的圆筒采用插入式环角缝焊接，圆筒上的焊接环线为两个直径不同的圆筒垂直相交外表面的相贯线。传统的真空罐上圆筒的加工方法是：钢板切割下料→卷板成形圆筒→纵缝焊接→射线探伤→相贯孔加工→检验、入库。相贯孔的加工方法，常用卧式镗铣加工中心或者三维数控激光切割加工，该加工方法的缺点是设备昂贵，由于薄壁筒体零件刚性差，还需要增加专用工装，加工成本较高。有时还有到较远的地方寻求协作配套加工厂家，增加了运输费用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有评估方法的缺陷，提供一种不需要昂贵数控设备、不需要专用工装、降低加工成本的舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法。
为实现上述目的，本发明所设计的舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，所述圆筒上开设有供人孔法兰插入的人孔贯穿孔，所述加工方法为：
1)圆筒下料
按照圆筒的平面展开外形图，机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料，并在圆筒展开料上标记出人孔贯穿孔的平面展开型孔，且在位于平面展开型孔位置处标记若干条标记线，每条标记线过平面展开型孔的中心并延伸至平面展开型孔外轮廓外部圆筒展开料上；然后加工人孔相贯孔的平面展开型孔并得到切割余料；
2)切割余料焊接
将切割余料上的标记线与圆筒展开料上的标记线对齐后点焊连接；
3)卷板成形圆筒
将圆筒展开料以速度V卷板成形为圆筒，当成形到平面展开型孔位置时，速度为V/3～2V/3；
4)圆筒纵缝焊接并纵缝射线探伤
5)打磨焊点去除切割余料
将圆筒上人孔贯穿孔处的焊点打磨，去除切割余料；
6)与人孔法兰外圆配修相贯孔。
进一步地，所述步骤1)中，采用激光或等离子数控平面切割机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料。
进一步地，所述步骤1)中，圆筒展开料的宽度与圆筒长度相同为L1，圆筒展开料的长度L2为圆筒中心层展开长与纵焊缝收缩量之和。
进一步地，所述步骤1)中，平面展开型孔坐标尺寸按照如下参数方程计算：
人孔贯穿孔的参数方程为X0 2+Y0 2＝r2；
平面展开型孔的坐标方程为：
X1＝Rπ÷180×arcsin(X0÷R)
Y1＝Y0
其中，r为人孔贯穿孔的半径，R为圆筒的半径。
进一步地，所述步骤3)中，当成形到平面展开型孔位置时速度为V/2。
进一步地，所述步骤6)中，与人孔法兰外圆配修相贯孔周边，间隙为0.5～1.5mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法相对比传统加工方法，不需要昂贵数控设备、不需要专用工装，降低了加工成本、和加工难度。
附图说明
图1为舰船用人孔薄壁真空罐示意图；
图2为圆筒平面展开示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
舰船用人孔薄壁真空罐如图1所示，包括前封头1、后封头1、圆筒2、布置在圆筒2上的人孔法兰3和布置在圆筒2上的接口法兰4。圆筒2上开设有供人孔法兰3插入的人孔贯穿孔，人孔法兰3与圆筒2采用插入式环角缝焊接，圆筒2上的焊接环线为不同直径的圆筒和人孔法兰垂直相交外表面形成的相贯线。为了解决圆筒上人孔相贯孔传统的卧式镗铣加工中心或者三维数控激光切割加工设备昂贵、需要专用工装、加工成本较高的问题。
本发明舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工工艺流程：
1)圆筒下料
如图2所示，按照圆筒的平面展开外形图，采用激光或等离子数控平面切割机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料；并在圆筒展开料上标记出人孔贯穿孔的平面展开型孔，且在位于平面展开型孔位置处标记2～4条标记线5，且每条标记线过平面展开型孔的中心并延伸至平面展开型孔外轮廓外部圆筒展开料上；然后加工人孔相贯孔的平面展开型孔并得到切割余料；采用激光或等离子数控平面切割机加工圆筒展开料，以提高切割精度和切割效率。
圆筒展开料的宽度与圆筒长度相同为L1，圆筒展开料的长度L2为圆筒中心层展开长与纵焊缝收缩量之和，且平面展开型孔坐标尺寸按照如下参数方程计算：
人孔贯穿孔的参数方程为X0 2+Y0 2＝r2；
平面展开型孔的坐标方程为：
X1＝Rπ÷180×arcsin(X0÷R)
Y1＝Y0
其中，r为人孔贯穿孔的半径，R为圆筒的半径；
2)切割余料焊接
将切割余料上的标记线与圆筒展开料上的标记线对齐后点焊连接，均布8～16处点焊；
将切割余料点焊到平面展开型孔中，以增加后续卷板成形圆筒的刚性，防止平面展开型孔周边成形不良；
3)卷板成形圆筒
采用四轴辊床将圆筒展开料以速度V卷板成形为圆筒；
将圆筒展开料卷板成形为圆筒时，当成形到平面展开型孔位置时，速度为V/3～2V/3优选V/2，保证平面展开型孔处卷圆成形良好；
4)圆筒纵缝焊接
手工点焊定位后焊接圆筒纵焊缝；
5)圆筒纵缝射线探伤
对圆筒纵焊缝进行射线探伤；
6)打磨焊点去除切割余料
将圆筒上人孔贯穿孔处的焊点打磨，去除切割余料；
7)与人孔法兰外圆配修相贯孔
与人孔法兰外圆配修相贯孔周边，保证装配良好，间隙0.5～1.5mm。
实施例
舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒，其外径2R为600mm，圆筒长度L1为1500mm，壁厚为3mm，人孔贯穿孔直径2r为430mm，舰船用人孔薄壁真空罐的加工方法具体如下：
1)如图2所示，按照圆筒的平面展开外形图，采用激光或等离子数控平面切割机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料；并在圆筒展开料上标记出人孔贯穿孔的平面展开型孔，且在位于平面展开型孔位置处标记4条标记线，且每条标记线过平面展开型孔的中心并延伸至平面展开型孔外轮廓外部圆筒展开料上；然后加工人孔相贯孔的平面展开型孔并得到切割余料；圆筒展开料的宽度与圆筒长度相同为L1，圆筒展开料的长度L2为圆筒中心层展开长与纵焊缝收缩量之和，且平面展开型孔坐标尺寸按照如下参数方程计算：
人孔贯穿孔的参数方程为X0 2+Y0 2＝r2；
平面展开型孔的坐标方程为：
X1＝Rπ÷180×arcsin(X0÷R)
Y1＝Y0
2)切割余料焊接
将切割余料上的标记线与圆筒展开料上的标记线对齐后点焊连接，均布8处点焊；
3)卷板成形圆筒
采用四轴辊床将圆筒展开料以速度V卷板成形为圆筒；
将圆筒展开料卷板成形为圆筒时，当成形到平面展开型孔位置时，速度为V/2；
4)圆筒纵缝焊接
手工点焊定位后焊接圆筒纵焊缝；
5)圆筒纵缝射线探伤
对圆筒纵焊缝进行射线探伤；
6)打磨焊点去除切割余料
将圆筒上人孔贯穿孔处的焊点打磨，去除切割余料；
7)与人孔法兰外圆配修相贯孔
与人孔法兰外圆配修相贯孔周边，保证装配良好，间隙0.5mm。
Claims (6)
1.一种舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，所述圆筒上开设有供人孔法兰插入的人孔贯穿孔，其特征在于：所述加工方法为：
1)圆筒下料
按照圆筒的平面展开外形图，机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料，并在圆筒展开料上标记出人孔贯穿孔的平面展开型孔，且在位于平面展开型孔位置处标记若干条标记线，每条标记线过平面展开型孔的中心并延伸至平面展开型孔外轮廓外部圆筒展开料上；然后加工人孔相贯孔的平面展开型孔并得到切割余料；
2)切割余料焊接
将切割余料上的标记线与圆筒展开料上的标记线对齐后点焊连接；
3)卷板成形圆筒
将圆筒展开料以速度V卷板成形为圆筒，当成形到平面展开型孔位置时，速度为V/3～2V/3；
4)圆筒纵缝焊接并纵缝射线探伤
5)打磨焊点去除切割余料
将圆筒上人孔贯穿孔处的焊点打磨，去除切割余料；
6)与人孔法兰外圆配修相贯孔。
2.根据权利要求1所述舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，采用激光或等离子数控平面切割机加工圆筒平面展开外形得到圆筒展开料。
3.根据权利要求1所述舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，圆筒展开料的宽度与圆筒长度相同为L1，圆筒展开料的长度L2为圆筒中心层展开长与纵焊缝收缩量之和。
4.根据权利要求1所述舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，平面展开型孔坐标尺寸按照如下参数方程计算：
人孔贯穿孔的参数方程为X0 2+Y0 2＝r2；
平面展开型孔的坐标方程为：
X1＝Rπ÷180×arcsin(X0÷R)
Y1＝Y0
其中，r为人孔贯穿孔的半径，R为圆筒的半径。
5.根据权利要求1所述舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，当成形到平面展开型孔位置时速度为V/2。
6.根据权利要求1所述舰船用人孔薄壁真空罐的圆筒加工方法，其特征在于：所述步骤6)中，与人孔法兰外圆配修相贯孔周边，间隙为0.5～1.5mm。
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