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| 超大型数控钻床在管板加工中的应用 | |
| 山东法因数控机械有限公司 刘同斌 | |
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1、管板加工技术
管板被广泛应用于石化、锅炉、制冷、汽轮机等行业，而管板加工是热交换器制造的重要工序，在换热器的生产中占有很重要的地位。管板加工的精度，特别是管孔间距和管径公差、垂直度、光洁度都极大地影响换热器的组装和使用性能。随着化工设备、电站的大型化，其热交换器直径也变得越来越大，直径为4m～5m的管板很常见，有的直径达到7m左右。大型管板的特点是管孔数量多、密、孔径小、深、精度和光洁度要求高，这就对管板的加工提出了很高的要求。
2、传统的管板加工方法
尽管各个厂家的加工工艺略有差别，但总的来说，不外乎，先划线（因划出的线成网格状，称网格线），打样冲点，用小钻头钻小孔，再正式钻孔，若孔壁光洁度要求高的，还要铰孔，最后倒角。分析一下这套工序，先说划线，若是标准管板（蜂窝状）还好说，若是图形复杂的，划线就很费事。再说钻孔，操作工人用摇臂钻钻孔，调整摇臂定位，再落下钻头，再抬起钻头重新调整摇臂定位，钻一个孔要做好几个动作，而操作工人的劳动强度较大，效率不高。总而言之，传统的管板加工方法，精度低、费时、费力，使得管板加工成为整个生产过程中的一个瓶颈，一谈起管板加工，人们就直皱眉头。
3、先进的管板加工方法
其实，制约管板加工的一个主要问题是设备问题。在传统的管板加工中，摇臂钻是其主要设备。由于其手动操作特性，操作方法比较固定，很难有潜力挖掘。尽管可以用钻模等办法来提高效率，但解决不了根本问题。只有从设备上想办法，才能从根本上解决问题。国外管孔加工已普遍使用多轴数控钻床，不再使用摇臂钻，数控平面钻床能够代替人工划线、钻孔，可以大大提高加工精度和效率。我国近几年也开始实现这类钻床的国产化，但大多数厂家的产品，床身较小（2m~3m），主轴（1个或两个）不多。不能加工大型管板。不能完全替代进口产品。因此对于要求加工精度高的大型管板（超过7m），只能到国外去加工。而进口数控机床，价格昂贵，安装周期长，不易维修，并不一定适合中国的国情。人们迫切需要国内机床厂家生产出超大型数控钻床，以满足管板加工厂家的需要。
4、国产超大型数控钻床在管板加工中的应用
山东法因数控机械有限公司是一家致力于数控机床研发、生产的厂家，自从2003年研制成功第一台超大型数控钻床PD4040A/4以来，技术日臻成熟，已经生产了几十台超大型数控钻床，分布于全国各地。有的用户，一次就从法因数控购进了两台超大型数控钻床。这种数控钻床，采用动力头龙门移动式结构，多主轴（2到12个主轴），用户可在订货时，自行选择工作台面的大小及主轴的多少。可加工工件的最大尺寸可达到7m×7m（根据需要，可生产加工更大管板的机床）。其主流产品是加工最大尺寸4m×4m的PD4040型及7m×4.5m的PD7045型，一般采用4个主轴，有四个数控滑台式钻削动力头，并能独立数控移动，动力头的最小间距为500mm左右，一次性最大实心钻孔直径为Φ50mm（可选），装夹工件厚度200mm左右（可选），零齿隙双面驱动，整机有十个数控轴（可选），具有CAD/CAM自动转换程序，既可用CAD文件转换成加工程序，又可用手工编程，可进行数控钻孔、扩孔、铰孔、倒角等工序的加工。从而省略了人工划线，不必再用手工钻孔，使得管板加工技术有了一个质的飞跃。大大提高了加工精度和生产效率。因其高效率，使得以前一个月才能完成的工作，现在几天就能完成。彻底消除了在整个生产过程中管板加工的瓶颈。
5、超大型数控钻床的具体使用方法
法因数控生产的超大型钻床采用PC (电脑)+ CNC(数控单元) + PLC(可编程控制器)的控制模式。在PC中输入管板的CAD图形，然后转化成DXF文件，然后运行法因数控自主开发的上位机软件，打开这个DXF文件，输入工件的基准点坐标，便可自动生成零件程序和零件程序信息。零件程序由机器生成，避免了人工编制零件程序容易出错的情况。然后，通过PC和CNC之间的通讯软件WINDNC把零件程序传入CNC，然后从CNC中调出零件程序进行加工。通过PC和PLC之间的通讯，监控机器的运行状况。
（1）上位机软件的主窗口示意图 （如图1所示） （图片） （图片） （图片） （图片） （图片） | |
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