徐建梅 王永明 黄 沙

（哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司，河北 秦皇岛 066206）

承压容器的筒体上均设置有多种接管，包括功能性接管、连接用接管、人孔接管等，由于筒体形状的原因，接管与筒体的焊接坡口多为马鞍形结构，其特征为在马鞍形面上加工出的带钝边双U型组合坡口。由于大多数承压容器的接管为厚壁接管，在卧式数控镗铣床上多次装卡才能完成马鞍形坡口、内外表面马鞍形曲面的加工，本文就是针对此类组合马鞍形坡口的加工及装卡展开的研究。

1 接管马鞍形对接坡口加工方法

1.1 加工刀具的选择

针对U型坡口的曲面特点，其底部为圆角R结构，高度方向带一定倾角，在卧式数控镗铣床上采用成型球铣刀一次数控加工成型，接管加工效率较高。

1.2 接管的装卡

一般情况下，此类接管在卧式数控镗铣床上需加工5种马鞍形曲面，包括接管内弧面、内U的表面、钝边、外U的表面、接管外R弧面。受接管自身结构及刀具结构、设备加工能力的制约，一次加工成形很难达到。我们经研究认为在不改变设备结构和增加附件的前提下，接管马鞍形对接坡口的加工时应分两步进行，即钝边两侧坡口需分别加工，接管装卡方位也需要变换一次，装卡时需保证接管内外马鞍形弧面与设备主轴相垂直。

2 接管加工用卡盘结构特点

在卧式数控镗铣床上进行此类坡口的加工，对接管的装卡要求有两点：一是接管轴线方向要压紧，二是接管周向方向不能窜动。其中，轴向压紧，是为保证设备主轴与接管主轴的平行度要求；周向不能窜动，是为确保在数控加工该坡口的过程中，每加工一周的起始对刀“0”点位置的一致性。

对于压力容器制造厂来说，由于接管规格种类繁多，设计与产品一对一的专用卡具制造成本高。我们经过潜心研究，设计了一种通用化的卡盘，如图1所示，其结构由底座、挡板、丝杠和卡爪等几部分组成。接管的轴向压紧方式采用螺杆、压板的结构，这是镗铣床装卡工件最常见的方式；产品的周向固定是通过可调式内撑结构，利用已加工完成的接管的内壁作为定位面将工件撑紧。由于撑紧结构可调，拉杆可更换的特点，卡盘可用于多种规格接管马鞍形曲面的加工，实现了卡盘的通用性。

图1 卡盘结构示意图

卡盘通用性的设计，主要体现在底座结构的设计上。底座在设计上设置四处带U形槽的凸缘结构，方便底座的装卡固定，其上与卡爪相配的结构是四组对称分布的T形槽结构，卡爪在槽中仅可实现径向方向的移动，动力由相应的丝杠来传递，丝杠一端利用挡板将其固定在底座上，由于挡板的限制，丝杠仅能做旋转运动。同时，在底座上另外四个方向，对称的加工出若干螺纹孔，用于连接螺杆，进行产品的轴向压紧；在底座的表面加工出一些规则的同心圆浅槽，可对比待装卡接管的内径尺寸，作为卡爪预调整位置的参考线。而且卡爪在结构设计上为L形状，一端为T形带螺孔结构，与底座及丝杠配合，一端为立柱结构，由于接管的周向固定是通过卡爪实现的，所以卡爪与接管内壁接触侧设计成圆弧状结构，其上加工出若干T形状凸齿，如此便可增大与接管内壁的摩擦力，使装卡更为牢固。

3 装卡工装的应用效果

该装卡工装在使用时，预先根据被加工接管内径的大小，将四组卡爪调整到合适的位置，将接管安装在工装上后，转动丝杠使卡爪牢牢从内径方向撑紧接管，然后安装压板及螺杆将工件进行轴向压紧。将装卡接管后的卡盘翻转90°后，通过底座与弯板进行固定，使接管轴线方向与设备主轴平行，保证接管马鞍形坡口的加工。

目前，该卡盘已在多项承压产品中相关接管马鞍形坡口的加工中得到应用，产品坡口加工后尺寸均满足图纸要求，装卡和拆卸十分方便，应用效果良好，完全满足了接管装卡时在轴向和周向两方向的装卡要求。

结语

筒体接管马鞍形坡口在卧式镗铣床上的加工方法及装卡工装，通过接管实际加工，完全达到了产品加工精度的要求及接管装卡要求。卡盘的应用一方面方便了多种规格接管的二次装卡找正，提高了加工效率，改善了操作者劳动强度；另一方面卡盘工装的通用化设计降低了产品制造成本，实现了现代制造厂技术创新和降本增效的企业理念。

[1]张莉，杨天波.容器壳体开孔马鞍形坡口加工机的设计[J].压力容器，2006，23（12）.

[2]赵学，吴凯，冯立杰，魏泰.法兰接管马鞍形曲面的加工方法研究[J].科学技术与工程，2011，11（14）.