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          高精度多孔異形長條盒體孔板流量計應用特點及其傳統工藝解析

          作者: 來源: 發布時間:2019-07-31 17:41:27
           摘 要:針對長 984mm 寬 49mm 高 19.5mm 的高精度多孔
          盒體零件的孔板流量計特征,制定了一個新型的工藝路線,從材料的選型,夾具的改善,墊鐵的制作,熱處理的時效,粗精流量計的結合,不僅使該零件快捷高效的裝夾,而且達到設計高精度要求,增進了工藝水平,積累了流量計經驗。
          一、工件結構特點及傳統工藝方案 
            該零件長 984mm 寬度 49mm,高度 19.5mm,上面有幾百個螺紋孔。其中 22 個孔有精度要求Φ5±0.08mm 較前個孔與zui后一個孔間距精度要求在+0.08mm 的銷釘定位孔,零件較長,產品重量有要求以及需要安裝焊接芯片等結構特點。傳統流量計工藝方案如圖 1 所示。
           
          20190731174351.jpg
           
          1.材料 
            LF6 或者6063合金鋁。 
          2.裝夾 
            壓板裝夾,缺點:每次孔板流量計一面裝夾一次,零件較長壓板數量需求較多,拆裝比較麻煩,變形量大。 
          3.熱處理 
            退火消除內應力,減少變形,在材料毛坯流量計前進行退火熱處理。 
          4.數控銑流量計 
            一次流量計成形,沒有分粗精流量計。 
          5.校平 
            全部工序流量計完zui后一次校平。采用以上傳統流量計零件變形量比較大,相鄰兩孔可以達到精度要求,但是較前個與zui后幾個孔間距,用三坐標實測相差 0.2~0.5mm 之間,遠超于實際產品所需精度,并且流量計耗時長,裝夾繁瑣,不利于批量生產。 
          二、工藝方案設計及裝夾方式變換 
          1.材料 
            以往采用 LF6 和 6063 合金鋁孔板流量計,熱處理后強度小,流量計后材料變形大,卸下來后工件經常成拱形狀。LF6 與6063鋁板的主要成分是鎂和硅,7075鋁板的主要成分是鋅,根據分析與試驗zui終選擇 7075 鋁板。 
          2.裝夾 
            原先采用壓板裝夾,孔板流量計一步驟壓一次。流量計過程中反復交替壓板位置,每次裝夾耗時長。改進裝夾方法,采用虎鉗裝夾,將三個同樣型號虎鉗,按實際所需間距安裝在機床上,用百分表校正,使其誤差小于 0.02mm,安裝如圖 2 所示。
           
          20190731174351.jpg
           
          3.工裝墊鐵制作 
            將工件露出zui大尺寸,以及工件孔板流量計工序,設計制作了帶有臺階,并且每一工序都可以使用,使其減少裝夾時間,材料變形減小。 
          4.熱處理 
            以往采用一次熱處理,在材料毛坯時采用退火,降低硬度,改善切削流量計性;消除殘余應力,穩定尺寸,減少變形與裂紋傾向;細化晶粒,調整組織,消除組織缺陷。經常材料孔板流量計完后,材料內應力還是促使材料變形。所以采用三次熱處理,工件毛坯狀時,采用退火熱處理,去除材料內應力。粗流量計完后將工件校平后,放置熱處理爐中 240 度時效 24h。精流量計完后,校平工件,采用同樣時效方式將工件熱處理。 
          5.流量計方式 
            以往采用一次流量計成形,工件余量多切削變形大,工件在孔板流量計第二面時裝夾不容易敲平,變形量大,極易超差。改進后每個面先粗流量計留 0.5mm 余量,采用先粗流量計后精流量計的工序安排,粗流量計與精流量計中間加一道校平與熱處理工序,從而使得材料流量計切削量少,工件變形小,校平后容易裝夾,熱處理去除內應力,使其變形量小。 
          三、實施效果 
            首先,縮短了更換壓板所消耗的時間,減少了重復定位的調整時間;其次,通過優化工裝設計,比電位并不是越低越好,過低會引起油漆涂層剝落反而破壞船殼防腐系統; 在 A-B 段,參比電位在+10~+200mV,如果為新船或塢修后,低于+200mV 屬正常現象,可以暫時關閉設備注意觀察;在 B-C 段,因已接近腐蝕邊緣,應保持設備常開;隨著防腐能力的下降、參比電位升高,進入 C-D 段ICCP 開始放電,當高于+300 mV 時,說明腐蝕已較重,應查明原因;當進入淡水區域時,參比電位可能會遠高于正常值(可達 450 mV),輸出電壓到zui大但電流卻很小,這是由于淡水的導電性較差造成的,建議在淡水內關閉。以上數值各船可能要求不同,但這幾個階段都存在,主管人員應熟悉本船具體要求。日常應注意對比各參比電極的參比電位,如果偏差較大,可能單個輔助陽極存在故障。應每季度或懷疑參比電位異常時,用手提參比電極校對,測量時應至少選擇船艏、船艉和參比電極的位置,但應避免靠近輔助陽極,因補償電流會影響測量的準確性。 
          (3)定期檢查輔助陽極 
            根據實船經驗,建議除按說明書要求進行常規測試外,還應對單個輔助陽極的放電情況進行檢查,可如下操作:預對某一輔助陽極進行檢查,先取下其它輔助陽極的融斷器(如圖 2 中 FA1、FA2,因輔助陽極沒有轉換開關,取下融斷器較方便),轉換到手動模式,緩慢增加放電電壓,觀察電壓電流變化,如果電壓始終接近 0,而電流較大,說明與船殼短路(因設備特性,船舶在海水中,輔助陽極及電纜與船體的絕緣值接近 0,無法用普通萬用表判斷是否短路);如果放電電壓、電流同步增長,可以確認輔助陽極、接線端子及電纜正常,同時觀察同側參比電位是否同步降低,以判斷參比電極狀況;按以上步驟檢測其它輔助陽極,應注意放電電流不能超過單個輔助陽極的 85%。類似本起案例的情況在檢查中就能及早發現。電極接線盒進水的情況時有發生,因其一般在雙層底艙,不方便日常檢查,條件允許時可加裝浸水繼電器接入機艙報警系統,以在進水時能及早發現。 
          (4)塢修時的管理 
            做好電極的保護措施。上塢后應關閉陰極保護,并嚴禁對參比電極、輔助陽極和絕緣屏蔽層進行噴砂、打磨作業,電極表面附著物應用軟刷清潔,如本船輔助陽極表面是一層0.01mm 厚的鈦導層,作業期間需認真做好防護;電極表面不能刷油漆,輔助陽極的絕緣屏蔽層可以刷防污漆,出塢前切記清除電極保護物。絕緣屏蔽層的特性。為使補償電流傳送到較遠的船殼處,防止輔助陽極附近過保護,遠處欠保護,在輔助陽極的外圍涂有絕緣屏蔽層;絕緣屏蔽層的材質、面積、厚度是和輔助陽極材質、補償電流大小相對應的,不能隨意改變。 測量電極絕緣。因出塢后難以測量和修理,應利用上塢時機,拆除控制箱內參比電極接線和輔助陽極融斷器,測量電極與船體的絕緣,正常應均大于 1MΩ。 檢查電極密封情況。上塢期間應檢查參比電極和輔助陽極安裝座的密封情況,必要時進行水壓試驗或氣密實驗,出塢后就難以檢查和修理了;當在電極附近作業時,應考慮到是否會對船殼形成較大應力,造成凹形座變形漏水。 出塢后的管理。建議出塢后先停用設備 10~30d,待油漆完全固化后再啟用。 
          (5)電焊作業時的注意事項 
            當在船體進行電焊作業時,會造成船體電位劇烈變化,引發 ICCP 工作不穩定甚至損壞,建議暫時關閉;對舵系、艉軸、螺旋槳進行電焊作業時,如果電流回路經過接地裝置,建議另外搭建臨時回路,防止電焊電流過大損壞接地裝置。 
          (6)建立記錄表,分析數據變化。
            對船舶狀態(航行、錨泊)、海水溫度、參比電位、放電電壓、放電電流及(1)、(2)、(3)、(4)中的項目進行記錄、分析,掌握船殼腐蝕情況;提供表 1 供參考,手持式參比電極的測量值可記入備注,艉軸與船體的電位差應在航行時測量,可由值班人員記入《輪機日志》。
           
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