大型金屬管板孔群的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型金屬管板孔群的加工方法，用于石油、化工行業(yè)大型反應(yīng)容器、換熱器的金屬管板的制作。其方法：1、按設(shè)計(jì)圖樣編制鉆孔程序，將管板裝夾在數(shù)控鏜銑床（或者數(shù)控鉆床——下同）上，啟動數(shù)控鏜銑床，輸入鉆孔程序，對管板上所有的管孔加工引孔；2、將管板引孔面向上平放于支座上，調(diào)整支座使管板表面處于水平狀態(tài)后，夾緊管板；將3臺搖臂鉆床置于管板的圓周外側(cè)，使其每一臺搖臂鉆床加工120°范圍內(nèi)管板上的管孔，利用3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。本發(fā)明利用數(shù)控鏜銑床（數(shù)控鉆床）和搖臂鉆床完成大型金屬管板孔群的加工，設(shè)備費(fèi)用少、工效高、加工成本低。
【專利說明】大型金屬管板孔群的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大型金屬管板孔群的加工方法，用于石油、化工行業(yè)大型反應(yīng)容 器、換熱器的金屬管板的制作。

【背景技術(shù)】
[0002] 大型容器，特別是大型反應(yīng)容器，由于生產(chǎn)工藝的要求和壓力容器內(nèi)介質(zhì)、溫度、 壓力因素的影響，大型容器的管板，尺寸Φ 5 000醒?Φ 8 000醒，厚度50醒?250mm，管板 上設(shè)有幾千?幾萬個(gè)反應(yīng)管(或者是換熱管）管孔，形成按一定規(guī)律排列的密集孔群；對管 孔的位置精度和管孔的孔徑公差、孔內(nèi)表面的粗造度均有要求，對于反應(yīng)管與管板采用焊 接或者脹焊連接的管板，管板正面的管孔上端還需要開設(shè)焊接坡口。如5萬噸/年順酐裝 置的關(guān)鍵設(shè)備-列管式固定管板反應(yīng)器的上、下管板，直徑Φ 6 000 mm,厚度140 mm，材 料為Q345R (正火）鋼，每個(gè)管板上設(shè)有2 6180個(gè)反應(yīng)列管管孔,鉆孔前管板單重3 1271 Kg，加工完2 6180個(gè)反應(yīng)管孔后，管板單重16937 Kg，設(shè)計(jì)要求孔的加工精度為25. 25 + °_15。 mm，管孔表面粗糙度Ra6. 3 μ m，管孔的加工工作量很大。
[0003] 如上所述，由于大型容器的管板尺寸大，厚度厚，管孔數(shù)量多，對管孔的位置精度 和管孔的孔徑公差，孔內(nèi)表面的粗造度均有要求，用傳統(tǒng)的鉗工劃線或者模板，搖臂鉆床打 ?L，孔的位置精度差，效率很低；用數(shù)控深孔鉆鉆孔，雖有利于管板的孔加工，但對于管板上 幾千?幾萬個(gè)密集孔群的管孔的加工，加工時(shí)間長，生產(chǎn)成本高；利用大型加工中心或者大 型數(shù)控多軸深孔鉆床進(jìn)行管孔的加工，雖然加工后管孔的位置精度和尺寸精度高，但這些 大型加工設(shè)備的設(shè)備價(jià)格高，一般壓力容器制造企業(yè)不具備此條件，而且利用大型加工中 心或者大型數(shù)控多軸深孔鉆床來加工管板，占用這種貴重的高精度機(jī)床時(shí)間長，增加了加 工成本，很不經(jīng)濟(jì)。
[0004] 因此，尋求利用普通機(jī)床設(shè)備又能滿足管板管孔加工精度、且效率高的管板孔群 的加工方法，以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種大型金屬管板孔群的 加工方法：按設(shè)計(jì)圖樣對管板上管孔的位置要求編制鉆孔程序，將編制的鉆孔程序輸入數(shù) 控鏜銑床(或者數(shù)控鉆床--下同)，用數(shù)控鏜銑床在管板上加工一定深度的引孔，以保證 大型金屬管板管孔的位置精度；再將3臺搖臂鉆床布置于管板的圓周外側(cè)，使其每一臺加 工管板上120°范圍內(nèi)的孔，利用3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，可提高 管孔的加工效率、縮短加工時(shí)間、降低制造成本。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的： 大型金屬管板孔群的加工方法，本發(fā)明特征在于，該方法為， 將管板裝夾在數(shù)控鏜銑床上，在數(shù)控鏜銑床上安裝引孔鉆，啟動數(shù)控鏜銑床利用數(shù)控 鏜銑床對管板上所有的管孔加工引孔，引孔深度為20?30 mm，以保證大型金屬管板上管孔 的位置精度；管孔的引孔加工完后，從數(shù)控鏜銑床上卸下管板；在平板上安裝支座，將管板 引孔面向上平放于支座上；調(diào)整支座，使管板的表面處于水平狀態(tài)后，夾緊管板，以保證加 工管孔的垂直度；將3臺搖臂鉆床Z1、Z2、Z3分別圍繞管板置于管板的圓周外側(cè)，使每一臺 搖臂鉆床能夠分別加工管板上120°范圍內(nèi)的管孔，利用3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管板上管 孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。
[0007] 所述的管板直徑5 000 mm?8 000 mm，厚度5〇 mm?25〇 mm，材料為GBl5O. 2《壓力 容器第二部分材料》規(guī)定的金屬材料；管板上設(shè)有幾千?幾萬個(gè)反應(yīng)管管孔或換熱管管 孔，形成按一定規(guī)律排列的密集孔群。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有大型管板孔群的方法相比，其優(yōu)點(diǎn)在于： 1) 采用數(shù)控鏜銑床(或者數(shù)控鉆床）和普通搖臂鉆床進(jìn)行大型管板孔群的鉆孔、鉸孔， 就能滿足管板上管孔的位置精度和孔的加工精度要求?？晒?jié)省購置設(shè)備價(jià)值高的大型加工 中心或者大型數(shù)控多軸深孔鉆床的費(fèi)用，或者避免占用價(jià)值高的大型加工中心、大型數(shù)控 深孔鉆的設(shè)備。因此，生產(chǎn)成本低，且一般壓力容器制造企業(yè)均可利用此方法進(jìn)行大型管板 孔群的加工； 2) 管板采用在數(shù)控鏜銑床或者數(shù)控鉆床上引孔，可保證管板上管孔的位置精度；再用 3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管孔的鉆孔、鉸孔，生產(chǎn)效率高； 3) 本發(fā)明可用于石油、化工行業(yè)壓力容器制造企業(yè)大型管板孔群的加工，加工后管孔 的位置精度和孔幾何精度能滿足管板上孔群的設(shè)計(jì)要求，設(shè)備占用費(fèi)少、工效高、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明大型金屬管板的結(jié)構(gòu)圖示意圖； 圖2為圖1中I部的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明大型金屬管板鉆孔、鉸孔的設(shè)備布置示意圖； 圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)意圖。
[0010] 圖中符號表不： 1 -管板，2 -管孔，3 -支座，Z1、Z2、Z3 -搖臂鉆床；b -相鄰兩孔間的孔橋?qū)挾萠)， d -管孔直徑(醒),D -管板直徑(醒)，η -管孔數(shù)量(個(gè))，s -相鄰兩孔的中心距(醒)，Ra - 管孔表面粗造度（Ra)。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 見圖1，圖2,圖3,圖4,大型金屬管板孔群的加工方法，其特征在于：按設(shè)計(jì)圖樣 對管板上管孔的位置要求編制鉆孔程序，將管板1裝夾在數(shù)控鏜銑床(或者數(shù)控鉆床--下 同）上，啟動數(shù)控鏜銑床，輸入鉆孔程序，在數(shù)控鏜銑床上安裝引孔鉆，利用數(shù)控鏜銑床對管 板1上所有的管孔2加工引孔，引孔深度20?30 mm，以保證大型金屬管板1上管孔2的位 置精度；管孔2的引孔加工完后，從數(shù)控鏜銑床上卸下管板1 ;在平板上安裝支座3,將管板 1引孔面向上，平放于支座3上；調(diào)整支座3,使管板1的表面處于水平狀態(tài)后，并調(diào)整支座 3夾緊管板1，以保證加工管孔2的垂直度；將3臺搖臂鉆床Zl、Z2、Z3分別圍繞管板1置 于管板1的圓周外側(cè)，使每一臺搖臂鉆床能夠分別加工管板1上120°范圍內(nèi)的管孔2,利 用3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。
[0012] 本發(fā)明所述管板1直徑D為5 000醒?8 000醒，厚度50醒?250醒，材料為 GB150. 2《壓力容器第二部分材料》規(guī)定的金屬材料；管板1上設(shè)有幾千?幾萬個(gè)反應(yīng) 管(或者是換熱管）管孔2,形成按一定規(guī)律排列的密集孔群。
[0013] 下面結(jié)合附圖及5萬噸/年順酐裝置的關(guān)鍵設(shè)備--列管式固定管板反應(yīng)器上、 下管板反應(yīng)管孔群的加工實(shí)施示例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
[0014] 實(shí)施例是對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
[0015] 實(shí)施例： 5萬噸/年順酐裝置的關(guān)鍵設(shè)備--列管式固定管板反應(yīng)器的 上、下管板，管板的直徑D = 6000 _，厚度140 mm，材料為Q345R(正 火）鋼，每個(gè)管板上設(shè)有η = 26180個(gè)反應(yīng)列管管孔，設(shè)計(jì)要求：管孔直徑

【權(quán)利要求】
1. 大型金屬管板孔群的加工方法，其特征在于，該方法為，將管板（1)裝夾在數(shù)控鏜銑 床上，在數(shù)控鏜銑床上安裝引孔鉆，啟動數(shù)控鏜銑床利用數(shù)控鏜銑床對管板（1)上所有的 管孔（2)加工引孔，引孔深度為20?30 IM，以保證大型金屬管板（1)上管孔（2)的位置精 度；管孔（2)的引孔加工完后，從數(shù)控鏜銑床上卸下管板（1);在平板上安裝支座（3)，將管 板（1)引孔面向上平放于支座（3 )上；調(diào)整支座（3 )，使管板（1)的表面處于水平狀態(tài)后，夾 緊管板（1)，以保證加工管孔（2)的垂直度；將3臺搖臂鉆床（Z1)、（Z2)、（Z3)分別圍繞管板 (1)置于管板（1)的圓周外側(cè)，使每一臺搖臂鉆床能夠分別加工管板（1)上120°范圍內(nèi)的 管孔（2)，利用3臺搖臂鉆床同時(shí)進(jìn)行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型金屬管板孔群的加工方法，其特征在于，所述管板（1)直 徑5000醒?8000醒，厚度50醒?250醒，材料為GB150. 2《壓力容器第二部分材料》規(guī) 定的金屬材料；管板（1)上設(shè)有幾千?幾萬個(gè)反應(yīng)管管孔（2)或換熱管管孔（2)，形成按一 定規(guī)律排列的密集孔群。
【文檔編號】B23P15/00GK104259767SQ201410411146
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】李安榮, 趙福剛, 周永慶, 劉云貴, 王常榮, 史開春, 楊勇 申請人:云南大為化工裝備制造有限公司