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高精度多孔异形长条盒体孔板流量计应用特点及其传统工艺解析

作者: 来源: 发布时间:2019-07-31 17:41:27
 摘 要:针对长 984mm 宽 49mm 高 19.5mm 的高精度多孔
盒体零件的孔板流量计特征,制定了一个新型的工艺路线,从材料的选型,夹具的改善,垫铁的制作,热处理的时效,粗精流量计的结合,不仅使该零件快捷高效的装夹,而且达到设计高精度要求,增进了工艺水平,积累了流量计经验。
一、工件结构特点及传统工艺方案 
  该零件长 984mm 宽度 49mm,高度 19.5mm,上面有几百个螺纹孔。其中 22 个孔有精度要求Φ5±0.08mm 较前个孔与zui后一个孔间距精度要求在+0.08mm 的销钉定位孔,零件较长,产品重量有要求以及需要安装焊接芯片等结构特点。传统流量计工艺方案如图 1 所示。
 
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1.材料 
  LF6 或者6063合金铝。 
2.装夹 
  压板装夹,缺点:每次孔板流量计一面装夹一次,零件较长压板数量需求较多,拆装比较麻烦,变形量大。 
3.热处理 
  退火消除内应力,减少变形,在材料毛坯流量计前进行退火热处理。 
4.数控铣流量计 
  一次流量计成形,没有分粗精流量计。 
5.校平 
  全部工序流量计完zui后一次校平。采用以上传统流量计零件变形量比较大,相邻两孔可以达到精度要求,但是较前个与zui后几个孔间距,用三坐标实测相差 0.2~0.5mm 之间,远超于实际产品所需精度,并且流量计耗时长,装夹繁琐,不利于批量生产。 
二、工艺方案设计及装夹方式变换 
1.材料 
  以往采用 LF6 和 6063 合金铝孔板流量计,热处理后强度小,流量计后材料变形大,卸下来后工件经常成拱形状。LF6 与6063铝板的主要成分是镁和硅,7075铝板的主要成分是锌,根据分析与试验zui终选择 7075 铝板。 
2.装夹 
  原先采用压板装夹,孔板流量计一步骤压一次。流量计过程中反复交替压板位置,每次装夹耗时长。改进装夹方法,采用虎钳装夹,将三个同样型号虎钳,按实际所需间距安装在机床上,用百分表校正,使其误差小于 0.02mm,安装如图 2 所示。
 
20190731174351.jpg
 
3.工装垫铁制作 
  将工件露出zui大尺寸,以及工件孔板流量计工序,设计制作了带有台阶,并且每一工序都可以使用,使其减少装夹时间,材料变形减小。 
4.热处理 
  以往采用一次热处理,在材料毛坯时采用退火,降低硬度,改善切削流量计性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。经常材料孔板流量计完后,材料内应力还是促使材料变形。所以采用三次热处理,工件毛坯状时,采用退火热处理,去除材料内应力。粗流量计完后将工件校平后,放置热处理炉中 240 度时效 24h。精流量计完后,校平工件,采用同样时效方式将工件热处理。 
5.流量计方式 
  以往采用一次流量计成形,工件余量多切削变形大,工件在孔板流量计第二面时装夹不容易敲平,变形量大,极易超差。改进后每个面先粗流量计留 0.5mm 余量,采用先粗流量计后精流量计的工序安排,粗流量计与精流量计中间加一道校平与热处理工序,从而使得材料流量计切削量少,工件变形小,校平后容易装夹,热处理去除内应力,使其变形量小。 
三、实施效果 
  首先,缩短了更换压板所消耗的时间,减少了重复定位的调整时间;其次,通过优化工装设计,比电位并不是越低越好,过低会引起油漆涂层剥落反而破坏船壳防腐系统; 在 A-B 段,参比电位在+10~+200mV,如果为新船或坞修后,低于+200mV 属正常现象,可以暂时关闭设备注意观察;在 B-C 段,因已接近腐蚀边缘,应保持设备常开;随着防腐能力的下降、参比电位升高,进入 C-D 段ICCP 开始放电,当高于+300 mV 时,说明腐蚀已较重,应查明原因;当进入淡水区域时,参比电位可能会远高于正常值(可达 450 mV),输出电压到zui大但电流却很小,这是由于淡水的导电性较差造成的,建议在淡水内关闭。以上数值各船可能要求不同,但这几个阶段都存在,主管人员应熟悉本船具体要求。日常应注意对比各参比电极的参比电位,如果偏差较大,可能单个辅助阳极存在故障。应每季度或怀疑参比电位异常时,用手提参比电极校对,测量时应至少选择船艏、船艉和参比电极的位置,但应避免靠近辅助阳极,因补偿电流会影响测量的准确性。 
(3)定期检查辅助阳极 
  根据实船经验,建议除按说明书要求进行常规测试外,还应对单个辅助阳极的放电情况进行检查,可如下操作:预对某一辅助阳极进行检查,先取下其它辅助阳极的融断器(如图 2 中 FA1、FA2,因辅助阳极没有转换开关,取下融断器较方便),转换到手动模式,缓慢增加放电电压,观察电压电流变化,如果电压始终接近 0,而电流较大,说明与船壳短路(因设备特性,船舶在海水中,辅助阳极及电缆与船体的绝缘值接近 0,无法用普通万用表判断是否短路);如果放电电压、电流同步增长,可以确认辅助阳极、接线端子及电缆正常,同时观察同侧参比电位是否同步降低,以判断参比电极状况;按以上步骤检测其它辅助阳极,应注意放电电流不能超过单个辅助阳极的 85%。类似本起案例的情况在检查中就能及早发现。电极接线盒进水的情况时有发生,因其一般在双层底舱,不方便日常检查,条件允许时可加装浸水继电器接入机舱报警系统,以在进水时能及早发现。 
(4)坞修时的管理 
  做好电极的保护措施。上坞后应关闭阴极保护,并严禁对参比电极、辅助阳极和绝缘屏蔽层进行喷砂、打磨作业,电极表面附着物应用软刷清洁,如本船辅助阳极表面是一层0.01mm 厚的钛导层,作业期间需认真做好防护;电极表面不能刷油漆,辅助阳极的绝缘屏蔽层可以刷防污漆,出坞前切记清除电极保护物。绝缘屏蔽层的特性。为使补偿电流传送到较远的船壳处,防止辅助阳极附近过保护,远处欠保护,在辅助阳极的外围涂有绝缘屏蔽层;绝缘屏蔽层的材质、面积、厚度是和辅助阳极材质、补偿电流大小相对应的,不能随意改变。 测量电极绝缘。因出坞后难以测量和修理,应利用上坞时机,拆除控制箱内参比电极接线和辅助阳极融断器,测量电极与船体的绝缘,正常应均大于 1MΩ。 检查电极密封情况。上坞期间应检查参比电极和辅助阳极安装座的密封情况,必要时进行水压试验或气密实验,出坞后就难以检查和修理了;当在电极附近作业时,应考虑到是否会对船壳形成较大应力,造成凹形座变形漏水。 出坞后的管理。建议出坞后先停用设备 10~30d,待油漆完全固化后再启用。 
(5)电焊作业时的注意事项 
  当在船体进行电焊作业时,会造成船体电位剧烈变化,引发 ICCP 工作不稳定甚至损坏,建议暂时关闭;对舵系、艉轴、螺旋桨进行电焊作业时,如果电流回路经过接地装置,建议另外搭建临时回路,防止电焊电流过大损坏接地装置。 
(6)建立记录表,分析数据变化。
  对船舶状态(航行、锚泊)、海水温度、参比电位、放电电压、放电电流及(1)、(2)、(3)、(4)中的项目进行记录、分析,掌握船壳腐蚀情况;提供表 1 供参考,手持式参比电极的测量值可记入备注,艉轴与船体的电位差应在航行时测量,可由值班人员记入《轮机日志》。
 
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