超大型數(shù)控鉆床在管板加工中的應(yīng)用

1、管板加工技術(shù)

管板被廣泛應(yīng)用于石化、鍋爐、制冷、汽輪機(jī)等行業(yè)，而管板加工是熱交換器制造的重要工序，在換熱器的生產(chǎn)中占有很重要的地位。管板加工的精度，特別是管孔間距和管徑公差、垂直度、光潔度都極大地影響換熱器的組裝和使用性能。隨著化工設(shè)備、電站的大型化，其熱交換器直徑也變得越來越大，直徑為4m～5m的管板很常見，有的直徑達(dá)到7m左右。大型管板的特點(diǎn)是管孔數(shù)量多、密、孔徑小、深、精度和光潔度要求高，這就對管板的加工提出了很高的要求。

2、傳統(tǒng)的管板加工方法

盡管各個(gè)廠家的加工工藝略有差別，但總的來說，不外乎，先劃線（因劃出的線成網(wǎng)格狀，稱網(wǎng)格線），打樣沖點(diǎn)，用小鉆頭鉆小孔，再正式鉆孔，若孔壁光潔度要求高的，還要鉸孔，最后倒角。分析一下這套工序，先說劃線，若是標(biāo)準(zhǔn)管板（蜂窩狀）還好說，若是圖形復(fù)雜的，劃線就很費(fèi)事。再說鉆孔，操作工人用搖臂鉆鉆孔，調(diào)整搖臂定位，再落下鉆頭，再抬起鉆頭重新調(diào)整搖臂定位，鉆一個(gè)孔要做好幾個(gè)動(dòng)作，而操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，效率不高。總而言之，傳統(tǒng)的管板加工方法，精度低、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，使得管板加工成為整個(gè)生產(chǎn)過程中的一個(gè)瓶頸，一談起管板加工，人們就直皺眉頭。

3、先進(jìn)的管板加工方法

其實(shí)，制約管板加工的一個(gè)主要問題是設(shè)備問題。在傳統(tǒng)的管板加工中，搖臂鉆是其主要設(shè)備。由于其手動(dòng)操作特性，操作方法比較固定，很難有潛力挖掘。盡管可以用鉆模等辦法來提高效率，但解決不了根本問題。只有從設(shè)備上想辦法，才能從根本上解決問題。國外管孔加工已普遍使用多軸數(shù)控鉆床，不再使用搖臂鉆，數(shù)控平面鉆床能夠代替人工劃線、鉆孔，可以大大提高加工精度和效率。我國近幾年也開始實(shí)現(xiàn)這類鉆床的國產(chǎn)化，但大多數(shù)廠家的產(chǎn)品，床身較小（2m~3m），主軸（1個(gè)或兩個(gè)）不多。不能加工大型管板。不能完全替代進(jìn)口產(chǎn)品。因此對于要求加工精度高的大型管板（超過7m），只能到國外去加工。而進(jìn)口數(shù)控機(jī)床，價(jià)格昂貴，安裝周期長，不易維修，并不一定適合中國的國情。人們迫切需要國內(nèi)機(jī)床廠家生產(chǎn)出超大型數(shù)控鉆床，以滿足管板加工廠家的需要。

4、國產(chǎn)超大型數(shù)控鉆床在管板加工中的應(yīng)用

山東法因數(shù)控機(jī)械有限公司是一家致力于數(shù)控機(jī)床研發(fā)、生產(chǎn)的廠家，自從2003年研制成功第一臺(tái)超大型數(shù)控鉆床PD4040A/4以來，技術(shù)日臻成熟，已經(jīng)生產(chǎn)了幾十臺(tái)超大型數(shù)控鉆床，分布于全國各地。有的用戶，一次就從法因數(shù)控購進(jìn)了兩臺(tái)超大型數(shù)控鉆床。這種數(shù)控鉆床，采用動(dòng)力頭龍門移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，多主軸（2到12個(gè)主軸），用戶可在訂貨時(shí)，自行選擇工作臺(tái)面的大小及主軸的多少。可加工工件的最大尺寸可達(dá)到7m×7m（根據(jù)需要，可生產(chǎn)加工更大管板的機(jī)床）。其主流產(chǎn)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個(gè)主軸，有四個(gè)數(shù)控滑臺(tái)式鉆削動(dòng)力頭，并能獨(dú)立數(shù)控移動(dòng)，動(dòng)力頭的最小間距為500mm左右，一次性最大實(shí)心鉆孔直徑為Φ50mm（可選），裝夾工件厚度200mm左右（可選），零齒隙雙面驅(qū)動(dòng)，整機(jī)有十個(gè)數(shù)控軸（可選），具有CAD/CAM自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序，既可用CAD文件轉(zhuǎn)換成加工程序，又可用手工編程，可進(jìn)行數(shù)控鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、倒角等工序的加工。從而省略了人工劃線，不必再用手工鉆孔，使得管板加工技術(shù)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。因其高效率，使得以前一個(gè)月才能完成的工作，現(xiàn)在幾天就能完成。徹底消除了在整個(gè)生產(chǎn)過程中管板加工的瓶頸。

5、超大型數(shù)控鉆床的具體使用方法

法因數(shù)控生產(chǎn)的超大型鉆床采用PC (電腦)+ CNC(數(shù)控單元) + PLC(可編程控制器)的控制模式。在PC中輸入管板的CAD圖形，然后轉(zhuǎn)化成DXF文件，然后運(yùn)行法因數(shù)控自主開發(fā)的上位機(jī)軟件，打開這個(gè)DXF文件，輸入工件的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，便可自動(dòng)生成零件程序和零件程序信息。零件程序由機(jī)器生成，避免了人工編制零件程序容易出錯(cuò)的情況。然后，通過PC和CNC之間的通訊軟件WINDNC把零件程序傳入CNC，然后從CNC中調(diào)出零件程序進(jìn)行加工。通過PC和PLC之間的通訊，監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行狀況。