大直径金属筒体精确校圆方法

摘要

大直径金属筒体精确校圆方法，利用金属材料热胀冷缩的物理特性，预先根据筒体尺寸和精度要求，制作校圆胎具，校圆胎具之间用两端带螺纹的定距杆连接，组成一校圆胎具组；将被校圆的筒体立式放在加热炉(或热处理炉)的支承平台上，然后放入加热炉(或热处理炉)进行加热，加热到最终加热温度后，将筒体取出，装入校圆胎具组，并缓慢冷却，在筒体冷却到室温时，筒体的内表面与校圆胎具外表面自然贴合，筒体即可达到要求的圆度；本发明与现有机械强力筒体校圆方法相比，具有校圆精度高，校圆后残余应力小的显著优点，可用于大直径金属筒体加工过程中的精确校圆，特别是强度高、壁厚大的大直径金属筒体和大直径旋转金属筒体的精确校圆。

主权项

1.大直径金属筒体精确校圆方法，其特征在于，设置一由校圆胎具(10)组成的校圆胎具组，在校圆胎具(10)之间采用两端带螺纹的定距杆(11)连接，两个校圆胎具(10)间的距离A由下列公式〖1〗求出：式中：A-两个校圆胎具(10)间的距离，mm；R-筒体内半径，mm；t-筒体的壁厚，mm；利用下螺母(13)调整两校圆胎具(10)的平行度和同轴度，使两个校圆胎具(10)的围板(1)的端面相互平行，并与两个校圆胎具(10)的圆心连线垂直，保证校圆胎的同轴度在吊装状态下不大于0.5mm后，拧紧上螺母(14)，组成一校圆胎具组；在筒体校圆前，测量并记录筒体(12)的最小直径，将筒体(12)立式放在加热炉或热处理炉的支承平台上，与筒体(12)端面接触的支承平台表面应光滑，以减少筒体与支承平台之间的摩擦阻力，确保筒体温度变化时能自由伸缩，降低校圆后筒体支承段的残余应力；将装有筒体(12)的支承平台放入加热炉或热处理炉进行加热，加热温度应缓慢升高，其最终温度T由模拟试验或者由下列公式〖2〗计算得出：T＝(D-Dn)/(αDn)+Tc+η+λ…………〖2〗式中：T-筒体加热的最终温度，℃；D-校圆胎外径，mm；Dn-筒体加热前的最小内径，mm；α-材料的膨胀系数，10^-6/℃；Tc-环境温度，℃；η-修正值，估计加热筒体出炉至完全套入校圆体期间，筒体温度的下降值，取40℃；λ-附加温度，取0～50℃，筒体成形误差较大或者筒体壁厚较厚、筒体材料强度较大时，温度取上限值；因为提高加热温度增大了加热筒体的膨胀量，延长筒体冷却收缩时间，减小筒体收缩过程中内壁与校圆胎(10)外壁的摩擦阻力；待筒体(12)加热到最终加热温度后，测量筒体(12)的最小直径，当筒体(12)的最小直径大于校圆胎具(10)的外直径时，停止加热，将筒体(12)取出，装入校圆胎具组，并按一定的速度缓慢冷却，因校圆胎具(10)的刚度大于筒体(12)的刚度，利用校圆胎具(10)约束筒体(12)在冷却时的径向收缩，使筒体(12)的径向收缩力变为法向力，在法向力作用下，筒体(12)沿周向收缩变形，在筒体(12)冷却到室温时，筒体(12)的内表面与校圆胎具(10)外表面自然贴合，筒体(12)即达到要求的圆度；对于壁厚较小的筒体(12)，装入校圆胎具组后，在空气在自然冷却，对于壁厚较厚的筒体(12)，装入校圆胎具组后，放入加热炉或热处理炉中，利用加热炉或热处理炉的余热缓慢降温，使冷却速度更小，延缓筒体(12)法向作用力的有效时间，提高筒体(12)的校圆精度。