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。
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。
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》。
下一篇:关于孔板流量计如何校准地下罐容量及其不确定液位流量的研究分析