Uoe直縫鋼管擴徑錐體的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法，采用熱作模具鋼鍛件作為擴徑錐體本體材料，經鍛造加工得到本體，本體加工出中心內孔及外表面錐形圓，采用芯軸和脹緊套與本體構成整體，在加工中心上加工本體大頭端面及表面的十二塊斜面，各斜面居中粗銑長槽，加工本體大頭端面深孔和各斜面油孔，解體脹緊套和芯軸，對本體表面實施淬火熱處理，重新裝配脹緊套和芯軸后采用T型槽刀在本體各斜面的長槽上精銑出T型槽，隨后解體脹緊套和芯軸，采用龍門銑床加工本體各檔內孔至成品尺寸，采用導軌磨床磨削各斜面，對成品擴徑錐體進行探傷檢驗，復核尺寸，完成制造。本方法簡化了加工工藝，提高了加工效率，降低了生產成本，保證了擴徑錐體的制作精度。
【專利說明】UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法。
【背景技術】
[0002]大直徑厚壁焊接鋼管應用范圍十分廣闊，不僅應用于鋪設長距離高壓輸油氣管線，并且已經擴展應用于以氣體，液體作為推動力輸送礦石、谷物、石油、煤炭等。在工程建設中用于海底隧道，海底打樁，防坡堤及海上采油平臺等，在其它領域還用于高壓容器，機架外殼等。目前生產此類鋼管最經濟、效率最高的方式無疑就是UOE(Uing-Oing-Expanding)成型工藝。主要是將鋼板通過U機模具、O機模具壓制成圓管后焊接成鋼管的工藝。但是通過該成型工藝制造出的鋼管內徑圓度偏差較大，呈現參差不齊的的現象。因此必須在室溫狀態下對UOE直縫鋼管再進行一步擴徑整圓(Expanding)工序。而擴徑錐體就是鋼管擴徑整圓生產線上的核心部件。使用時將一組十塊增徑板安裝在擴徑錐體表面，鋼管步進運動，增徑板在擴徑錐體表面滑動脹縮實施鋼管擴徑。通過擴徑后，鋼管的圓度可由原來的IOmm躍升至1mm。
[0003]如圖1和圖2所示，通常擴徑錐體的本體I材質為抗磨白口鑄鐵，且組織成分較致密。如此大規格的抗磨白口鑄鐵件鑄造困難、成本較高。同時擴徑錐體外形呈十二個錐面2，每個錐面2沿軸向居中設有T形導向槽3，擴徑錐體中心內孔4為階梯型的通孔，內孔4與每個錐面2的同軸度小于0.05mm ;擴徑錐體大頭端面設有96個直徑為8_的深孔5,其深度0.57m-l.13m不等，孔與孔間距非常小，擴徑錐體錐面2設有96個直徑為6mm的油孔6并分別與端面各深孔5相連。由于擴徑錐體的結構復雜，加工不便，導致加工工藝復雜，力口工效率低、成本高。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法，利用本方法簡化了擴徑錐體的加工工藝，提高了加工效率，降低了生產成本，保證了擴徑錐體的制作精度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法包括如下步驟: 步驟一，采用熱作模具鋼鍛件作為擴徑錐體本體材料，鍛坯采用精煉、真空脫氣工藝鍛
制，鍛件進行三向鍛造，鍛造比> 5，鍛件滿足超聲波探傷II級要求，鍛后球化退火熱處理；步驟二、采用鏜銑工藝加工擴徑錐體本體中心階梯內孔并兩端車銑出止口圓，擴徑錐體本體外形加工為錐形圓；
步驟三、擴徑錐體本體中心內孔中穿入芯軸，在擴徑錐體本體兩端的芯軸與擴徑錐體本體之間分別設置脹緊套，并確保脹緊套在不撐裂擴徑錐體本體的情況下使擴徑錐體本體與芯軸之間有效脹緊構成整體；
步驟四、將芯軸連同擴徑錐體本體設置于加工中心，在擴徑錐體本體大頭端面加工十二等邊，每邊邊長10mm，在擴徑錐體本體表面加工等分的十二塊斜面，各斜面斜度為0.07 ；
步驟五、在擴徑錐體本體表面的每斜面居中粗銑寬度為20mm、深度為15mm的長槽；步驟六、加工擴徑錐體本體大頭端面深孔，確定每個深孔位置并采用中心鉆在每個深孔位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個深孔位置無誤后，采用鍵槽銑刀在各小坑位置銑出
K05 X 2mm平底孔，同時采用內排屑的深孔鉆沿各平底孔進行深孔鉆攻，邊鉆攻邊進行表
面超聲波探傷定位；
步驟七、加工擴徑錐體本體各斜面油孔，確定每個油孔位置并采用中心鉆在每個油孔位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個油孔位置無誤后，采用內排屑的深孔鉆沿各小坑鉆出油孔，并按工藝要求確保各油孔分別連通各深孔，鉆各油孔過程中采用超聲波探傷定位；步驟八、解體脹緊套和芯軸，取出擴徑錐體本體并對其表面實施淬火熱處理，淬硬深度≥ 3mm,擴徑錐體本體表面硬度HRC52-56 ；
步驟九、擴徑錐體本體重新裝配脹緊套和芯軸并設置于加工中心，采用T型槽刀在擴徑錐體本體各斜面的長槽上精銑出T型槽，隨后解體擴徑錐體本體的脹緊套和芯軸；
步驟十、將擴徑錐體本體設置于龍門銑床，加工擴徑錐體本體各檔內孔至成品尺寸，隨后將擴徑錐體本體轉至導軌磨床，對擴徑錐體本體各斜面進行磨削作業，加工至各斜面粗糙度為Ra0.8 ；
步驟十一、采用超聲波探傷對成品擴徑錐體進行探傷檢驗，同時復核擴徑錐體內孔、斜面、深孔、油孔尺寸，完成擴徑錐體的制造。
由于本發明UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法采用了上述技術方案，即采用熱作模具鋼鍛件作為擴徑錐體本體材料，經鍛造加工得到擴徑錐體本體,擴徑錐體本體加工出中心階梯內孔及外表面的錐形圓；采用芯軸和脹緊套與擴徑錐體本體構成整體，在加工中心上加工擴徑錐體本體大頭端面及表面的十二塊斜面，各斜面居中粗銑長槽，加工擴徑錐體本體大頭端面深孔和各斜面油孔，解體脹緊套和芯軸，對擴徑錐體本體表面實施淬火熱處理，重新裝配脹緊套和芯軸后采用T型槽刀在擴徑錐體本體各斜面的長槽上精銑出T型槽，隨后解體擴徑錐體本體的脹緊套和芯軸；采用龍門銑床加工擴徑錐體本體各檔內孔至成品尺寸，采用導軌磨床磨削各斜面，對成品擴徑錐體進行探傷檢驗，復核擴徑錐體尺寸，完成擴徑錐體的制造。本方法簡化了擴徑錐體的加工工藝，提高了加工效率，降低了生產成本，保證了擴徑錐體的制作精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明:
圖1為擴徑錐體的結構示意圖；
圖2為圖1的左視圖；
圖3為本方法中擴徑錐體本體與芯軸和脹緊套連接的示意圖。
【具體實施方式】
[0007]如圖1、圖2和圖3所示，本發明UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法包括如下步驟: 步驟一，采用熱作模具鋼鍛件作為擴徑錐體本體I材料，鍛坯采用精煉、真空脫氣工藝
鍛制，鍛件進行三向鍛 造，鍛造比≥ 5，鍛件滿足超聲波探傷II級要求，鍛后球化退火熱處理；
步驟二、采用鏜銑工藝加工擴徑錐體本體I中心階梯內孔4并兩端車銑出止口圓，擴徑錐體本體I外形加工為錐形圓；
步驟三、擴徑錐體本體I中心內孔4中穿入芯軸7，在擴徑錐體本體I兩端的芯軸7與擴徑錐體本體I之間分別設置脹緊套8，并確保脹緊套8在不撐裂擴徑錐體本體I的情況下使擴徑錐體本體I與芯軸7之間有效脹緊構成整體；
步驟四、將芯軸7連同擴徑錐體本體I設置于加工中心，在擴徑錐體本體I大頭端面加工十二等邊，每邊邊長10mm，在擴徑錐體本體I表面加工等分的十二塊斜面2，各斜面2斜度為0.07 ；
步驟五、在擴徑錐體本體I表面的每斜面2居中粗銑寬度為20mm、深度為15mm的長槽；步驟六、加工擴徑錐體本體I大頭端面深孔5，確定每個深孔5位置并采用中心鉆在每個深孔5位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個深孔5位置無誤后，采用鍵槽銑刀在各小坑位置銑出釋X 2mm平底孔，同時采用內排屑的深孔鉆沿各平底孔進行深孔5鉆攻，邊鉆攻邊
進行表面超聲波探傷定位；
步驟七、加工擴徑錐體本體I各斜面2油孔6，確定每個油孔6位置并采用中心鉆在每個油孔位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個油孔6位置無誤后，采用內排屑的深孔鉆沿各小坑鉆出油孔6，并按工藝要求確保各油孔6分別連通各深孔5，鉆各油孔6過程中采用超聲波探傷定位；
步驟八、解體脹緊套8和芯軸7，取出擴徑錐體本體I并對其表面實施淬火熱處理，淬硬深度> 3_，擴徑錐體本體I表面硬度HRC52-56 ；
步驟九、擴徑錐體本體I重新裝配脹緊套8和芯軸7并設置于加工中心，采用T型槽刀在擴徑錐體本體I各斜面2的長槽上精銑出T型槽3，隨后解體擴徑錐體本體I的脹緊套8和芯軸7 ；`
步驟十、將擴徑錐體本體I設置于龍門銑床，加工擴徑錐體本體I各檔內孔4至成品尺寸，隨后將擴徑錐體本體I轉至導軌磨床，對擴徑錐體本體I各斜面2進行磨削作業，加工至各斜面2粗糙度為Ra0.8 ；
步驟十一、采用超聲波探傷對成品擴徑錐體進行探傷檢驗，同時復核擴徑錐體內孔、斜面、深孔、油孔尺寸，完成擴徑錐體的制造。
[0008]本方法中改變原擴徑錐體本體抗磨白口鑄鐵件材料為熱作模具鋼鍛件材料，克服了抗磨白口鑄鐵件材料不易鍛造的缺陷，熱作模具鋼鍛件材料可采用7CrSiMnMoV鍛件，方便了擴徑錐體本體的鍛造；采用芯軸和脹緊套與擴徑錐體本體構成整體，使得擴徑錐體本體加工時便于裝夾，方便了加工作業；其中尤為注意的是脹緊套安裝過程中不致擴徑錐體本體撐破裂，可通過下述計算方法得到驗證，以設定脹緊套的擰緊扭矩來控制脹緊力；
根據《重型機械標準-第二卷》，M16螺釘的推薦擰緊轉矩Ma = 295Nm ,相對應的脹緊
套與芯軸結合面上的單位壓力P/=,根據力的作用是相互的原理，脹緊套與擴徑
錐體本體結合面上的單位壓力



2602

Pm = X MPa = 1β5χ亡二-Y = 102.41￡%
N f D23302其中:d為與脹緊套相結合的芯軸外徑；D為與脹緊套相結合的擴徑錐體本體內孔直徑。
[0009]根據《重型機械標準-第二卷》，關于擴徑錐體本體外徑尺寸計算:
【權利要求】
1.一種UOE直縫鋼管擴徑錐體的制造方法，其特征在于本方法包括如下步驟: 步驟一，采用熱作模具鋼鍛件作為擴徑錐體本體材料，鍛坯采用精煉、真空脫氣工藝鍛制，鍛件進行三向鍛造，鍛造比> 5，鍛件滿足超聲波探傷II級要求，鍛后球化退火熱處理；步驟二、采用鏜銑工藝加工擴徑錐體本體中心階梯內孔并兩端車銑出止口圓，擴徑錐體本體外形加工為錐形圓； 步驟三、擴徑錐體本體中心內孔中穿入芯軸，在擴徑錐體本體兩端的芯軸與擴徑錐體本體之間分別設置脹緊套，并確保脹緊套在不撐裂擴徑錐體本體的情況下使擴徑錐體本體與芯軸之間有效脹緊構成整體； 步驟四、將芯軸連同擴徑錐體本體設置于加工中心，在擴徑錐體本體大頭端面加工十二等邊，每邊邊長10mm，在擴徑錐體本體表面加工等分的十二塊斜面，各斜面斜度為0.07 ；步驟五、在擴徑錐體本體表面的每斜面居中粗銑寬度為20mm、深度為15mm的長槽；步驟六、加工擴徑錐體本體大頭端面深孔，確定每個深孔位置并采用中心鉆在每個深孔位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個深孔位置無誤后，采用鍵槽銑刀在各小坑位置銑出4<05 X 2mm平底孔，同時采用內排屑的深孔鉆沿各平底孔進行深孔鉆攻，邊鉆攻邊進行表面超聲波探傷定位； 步驟七、加工擴徑錐體本體各斜面油孔，確定每個油孔位置并采用中心鉆在每個油孔位置點鉆0.5mm深小坑，復核每個油孔位置無誤后，采用內排屑的深孔鉆沿各小坑鉆出油孔，并按工藝要求確保各油孔分別連通各深孔，鉆各油孔過程中采用超聲波探傷定位；步驟八、解體脹緊套和芯軸， 取出擴徑錐體本體并對其表面實施淬火熱處理，淬硬深度≥3mm,擴徑錐體本體表面 硬度HRC52-56 ； 步驟九、擴徑錐體本體重新裝配脹緊套和芯軸并設置于加工中心，采用T型槽刀在擴徑錐體本體各斜面的長槽上精銑出T型槽，隨后解體擴徑錐體本體的脹緊套和芯軸； 步驟十、將擴徑錐體本體設置于龍門銑床，加工擴徑錐體本體各檔內孔至成品尺寸，隨后將擴徑錐體本體轉至導軌磨床，對擴徑錐體本體各斜面進行磨削作業，加工至各斜面粗糙度為Ra0.8 ； 步驟十一、采用超聲波探傷對成品擴徑錐體進行探傷檢驗，同時復核擴徑錐體內孔、斜面、深孔、油孔尺寸，完成擴徑錐體的制造。
【文檔編號】B23P15/00GK103659171SQ201210356593
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優先權日:2012年9月24日
【發明者】常金福, 張超, 徐雪飛, 樊建成, 王嘯修 申請人:上海寶鋼工業技術服務有限公司