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機械社區
標題:
石油天然氣行業零部件加工解決方案
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作者:
寂靜天花板
時間:
2016-8-28 13:09
標題:
石油天然氣行業零部件加工解決方案
海底的極端條件給石油和天然氣工業帶來了重大挑戰，并對生產該行業所需的高精密設備的制造商提出了更高要求。
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由于對耐腐蝕性要求的不斷提高，在生產用來控制管道和機械組件(圣誕樹等)中流量的閥體時，面臨很大挑戰。在面臨不斷腐蝕和高壓的情況下，為了確保實現精確操作和零泄漏，這些閥門座槽對尺寸和表面光潔度公差的要求極高。
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為了應對惡劣的條件，閥體通常在與石油、天然氣以及其他腐蝕性介質接觸面上使用先進的耐腐蝕材料，如雙相不銹鋼和Inconel鎳基合金。在鋼件閥體表面堆焊Inconel625是其中一種經濟可行的方式。但由于堆焊工藝會造成表面粗糙，所以這類工藝的加工難度比整體鎳基合金更高。
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這些閥門的內孔設計需要更加穩定的內孔車削設置。閥座的設計對刀具的長懸深和徑向可達性也有很高的要求，而且容易導致振動。山特維克可樂滿為這些零件專門開發了獨特的解決方案。
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SL切削頭
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這些基于CoroTurn® SL系列的專用切削頭的最小直徑規格為16毫米，結構簡單而輕巧,具有嚴絲合縫的鋸齒鎖接口。由于系統本身的剛性很好，能夠保證在加工中既能實現良好的徑向可達性，又能保證最小的切削振動。
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可樂滿Coromant Capto®
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一個完整的解決方案需要具備穩定的機床接口，并能高效地快速換刀：可樂滿Capto接柄的尺寸大小為C6。換句話說，這類刀具能與常見的標準化機床接口完全兼容。
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Silent Tools™ 減振刀具
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這項應用需要一個專門為大型徑向尺寸設計的橢圓形接柄。相比圓形鏜桿，這種橢圓形橫截面能減少重量并提高刀具的縱向強度和剛度。盡管該類工藝需要很大的懸伸，Silent Tools減振刀具依然能通過極低的重量和高效的減振實現可靠、穩定的加工。
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閥體座槽
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閥座是閥體的關鍵特征，實際上閥門是緊緊貼合坐落在閥座上，因此，正確、無泄漏的組裝對閥體來說至關重要。如果加工過程中無法滿足嚴苛的公差要求，很可能會導致重新堆焊甚至報廢。
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鎳基合金材料的低導熱性能是該材料的優勢，但這會提高加工過程中的切削力和切削溫度，因此，需要選擇正確的刀片材質和槽型，并采用專門的加工方法——“三次走刀法”,才能滿足對表面光潔度、公差和刀具壽命的要求。
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客戶案例 —— 3次走刀法
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閥座內孔車削
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材料：堆焊鎳基合金625
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操作：背鏜——粗加工和兩次精加工
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工具
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切削頭:CoroTurn SL背鏜鏜頭,25毫米
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鏜桿: Silent Tools減振刀具、橢圓、減振
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刀柄:可樂滿Capto C6
# i; u! A) ]9 X3 X+ T' C3 @
刀片: 粗加工刀片CCGX 09T308-AL、精加工刀片CCGX 09T304-A
# n3 ^5 p1 l2 H: X
切削參數
/ s, K) Q' j1 X: g& z3 U W
切削速度 vc:
7 N0 e4 K% t0 {5 j& v
粗加工(第1次)- 21米/分鐘 (70英尺/分鐘)
(70英尺/分鐘)
3 C5 }! N2 W- x# y& U3 y4 L( g' b0 w
精加工(第2次)- 27米/分鐘
(90英尺/分鐘)
" c2 u) M1 Y+ q" e1 S! ~) R' N( d! ~
精加工(第3次)- 27 米/分鐘
(90 英尺/分鐘)
/ j! Q; l" J2 O% j: c3 t- X$ ?( `
進給量：
7 N3 t: H( H# H' r
粗加工(第1次)- 0.2毫米/每轉
0.008英寸/每轉)
4 s) T' Y8 ]7 }4 R! W
精加工(第2次)- 0.06毫米/每轉
(0.0025英寸/每轉)
M2 q9 G0 Z& P. f8 s
精加工(第3次)- 0.02毫米/每轉
(0.0008 英寸/每轉)
4 R* M5 a; V! f5 P, E! U) f
切削深度：
& z% U( M2 U! m$ s8 F" u( w
粗加工(第1次)- 1.5毫米
( `1 j& ?4 ~; {6 e) U3 h, [
精加工(第2次)- 0.1毫米 (0.004英寸)
4 Q+ ]6 V% X' A* w' a% Y
精加工(第3次)- 0.1毫米 (0.004英寸)
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表面粗糙度：
* T* @ k" d* q/ r2 {: P, H& e
精加工(第2次)- < 22 cla (Ra 0.5)
- h+ f4 }* O l( k. H4 a
精加工(第2次)- 9 cla (Ra = 0.2)
* q0 r6 f9 J! E; y* L
結論
( I7 K5 Y0 R0 [
生產效率提升350%。
" ~' T$ V; a: M# P9 z6 X! J5 B1 k
投資回收周期只需兩周(15個零件)
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