一种回转式空气预热器传热元件轧辊齿条的加工方法技术

本发明专利技术涉及一种回转式空气预热器传热元件轧辊齿条的加工方法，其方法为：将齿条毛坯粗加工留线切割余量，截面成长方形，用钻模板在长方形齿条毛坯上钻螺栓孔，扩沉孔；将齿条与靠模用螺栓联成一体，装夹在电火花数控线切割机床平台上，校调工件与切割钼丝保持平行；将齿条的齿形轨迹输入电火花数控线切割机床，进行线切割齿形，切割完毕待工件冷却后拆除靠模，将齿条安装到轧辊上，拧紧螺栓，进行整体氮化热处理，最后加工成回转式空气预热器传热元件轧辊齿条，本发明专利技术的优点是加工回转式空气预热器传热元件轧辊齿条的外形尺寸、齿表面粗糙度、表面硬度均符合设计要求，节约制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，可用于轧辊齿条的加工，属于齿条加工

技术介绍
回转式空气预热器是火力发电厂锅炉设备中一个重要部件，该部件的功能是利用锅炉尾部高温烟气给进入炉膛的空气加热，改善锅炉燃烧性能，提高热效率的一种节能装置，而传热元件又是回转式空气预热器中一个重要组件，通过传热元件不断地吸热、放热，将烟气的热量传递给空气，使空气温度得到提高。传热元件各种不同波纹的类型决定了空气预热器的换热效果。波形板生产流水线是传热元件生产的主要设备，其中波形板轧辊是流水线的核心技术。本公司两次引进国外空气预热器技术，外方只提供成套波形板生产流水线设备，只提供波纹型号，不提供轧辊制造技术，而向外方单独购买波形板轧辊，价格是整条流水线总价的1/4～1/3，而且提供的轧辊波纹是普通常规波纹。轧辊的加工难度在于轧辊上齿纹成型，因空气预热器波形板不同于常规的成型板，它是由直纹和斜纹组合而成，而且齿纹细小尺寸要求高，美国ALSTOM-APC公司(ALSTOM-预热器公司)波纹板轧辊制造是将组合波纹分开由两对轧辊轧制，一对轧斜纹，另一对轧直纹。齿纹加工均在专用设备上用成型刀一次加工成型，采用这种加工方法对设备、刀具及热处理等都有较高的要求，齿表面硬度与芯部硬度一致，通过调质热处理一次到位，硬度达到HB＝340。国内这类轧辊特殊形状的齿条按常规齿形是通过专用成型刀加工而成，然后再经过热处理、精磨，与齿轮加工相仿。这齿条长400多毫米，齿形截面展开长度达100毫米，滚销齿形的专用成型刀制造成了拦路虎。在数控铣床或数控加工中心上通过电脑程序控制，局部成型、多刀加工的方法可以将齿形加工出来，但经过调研、核算，；了解到加工成本很高，一对轧辊96根齿条，单加工费达几十万元，而且制造周期相当长，这个办法也不可行。齿条是一根狭长形零件，齿的形状是不规则曲线加直线组成，而且要沿着齿形截面展开方向切割，切割行程达410mm多，一般的线切割设备不能够承担。按照齿条的常规加工方法，为了齿表面硬度达到HRC50～55，须进行淬火热处理，然而，淬火热处理后齿表面因高温氧化表面粗糙度被破坏，必须进行齿形表面磨削加工，因齿条齿形是非标准的，磨削难度相当高，需制作专用仿形磨削头，由专用磨床加工。而目前国内没有这一类专业加工设备，在国外因热处理工艺与我们不同，他们将调质硬度提高到HB320～340，然后直接切削加工至图纸尺寸，没有齿表面淬火热处理这道工序，而我们因机床、刀具等方面的原因，调质硬度过高造成后道机加工困难，所以习惯采用齿表面淬硬热处理加表面磨削加工的方法，然而热处理后齿形表面磨削是一道难以跨越的槛。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。为实现以上目的，本专利技术的技术方案是提供，其特征在于，用于电火花数控线切割机床加工齿条，其方法为第一步将齿条毛坯粗加工留线切割余量，截面成长方形，长为56-58m，宽为29-30mm；第二步用钻模板在长方形齿条毛坯上钻螺栓孔，扩沉孔；第三步将齿条与靠模用螺栓联成一体，装夹在电火花数控线切割机床平台上，校调工件与切割钼丝保持平行；第四步将齿条的齿形轨迹输入电火花数控线切割机床；第五步进行线切割齿形，切割速度为每小时6mm～7mm；第六步切割完毕待工件冷却后拆除靠模；第七步将齿条安装到轧辊上，拧紧螺栓，进行整体氮化热处理。本专利技术的特点1.增加辅助模具因齿条的截面宽度较狭，长度长，切割后产生的热变形造成齿条弯曲，在试制中发现，最大变形可达10mm以上，因此，本专利技术先在齿条毛坯上先加工定位孔，做一块刚性较大的切割长条靠模，将齿条毛坯与切割靠模用螺栓联接起来，增加了齿条的刚性，又使得齿条毛坯在切割机上装夹方便，这样处理后再进行线切割，由于靠模的作用，齿条被强制在靠模上不变形，切割出来的零件直线度符合图纸要求，齿条切割好待热量散去冷却后再将靠模拆除，采取这样措施，使齿条基本无变形。2.改变热处理方法本专利技术采取改变热处理方法，一是提高调质硬度，由HB220～250提高到HB250～270，使齿条整体刚性增加，二是齿表面采用氮化热处理来达到齿表面需要的硬度，这样通过提高调质硬度来弥补氮化层浅的不足，采取氮化热处理的方法因齿表面没有高温氧化，所以可取消齿表面磨削工序，大大降低了齿条加工成本，也能满足轧辊的齿表面硬度和强度要求。3.改进加工工艺因齿表面采取氮化热处理工艺后淬硬层较浅，深度约0.3mm～0.5mm左右，所以不能采用表面磨削的方法来达到齿形表面粗糙度及形位公差，也就是说需要线切割一次成型，那么如何保证齿形表面粗糙度及形位公差成了关键。本专利技术采用线切割加工工艺，选择了直径在0.14mm～0.18mm的钼丝作为齿条的切割用丝，切割速度控制在每小时6mm～7mm，加工的齿条表面粗糙度可达到3.2μm的要求。4.改变热处理工艺在齿条表面氮化热处理过程中因高温会产生热变形，为了克服齿条热变形，本专利技术用螺栓将齿条联接到已加工完毕的轧辊嵌槽内，使齿条与轧辊联成一体，然后进行整体氮化热处理，利用轧辊的刚性强制齿条不变形，同时对轧辊的轴承档也增加氮化热处理，提高轧辊的耐磨性。通过对热处理工艺的改变，这样既保证齿条氮化热处理后不变形，又提高了轧辊的使用寿命，节约了热处理总费用。本专利技术的优点是加工回转式空气预热器传热元件轧辊齿条的外形尺寸、齿表面粗糙度、表面硬度均符合设计要求，节约制造成本。附图说明图1为回转式空气预热器传热元件轧辊齿条剖面图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例，采用电火花数控线切割机床，型号为80DK7780，工作台长×宽×高为1800mm×1000mm×800mm，用于电火花数控线切割机床加工齿条，其方法为其方法为第一步将齿条毛坯粗加工留线切割余量，截面成长方形，长为58mm，宽为30mm；第二步用钻模板在长方形齿条毛坯上钻螺栓孔，扩沉孔；第三步将齿条与靠模用螺栓联成一体，装夹在电火花数控线切割机床平台上，校调工件与切割钼丝保持平行，钼丝直径为0.14mm；第四步将齿条的齿形轨迹输入电火花数控线切割机床；第五步进行线切割齿形。切割速度为每小时6mm～7mm；第六步切割完毕待工件冷却后拆除靠模；第七步将齿条安装到轧辊上，拧紧螺栓，进行整体氮化热处理，最后加工成回转式空气预热器传热元件轧辊齿条1，如图1所示。采用本专利技术加工的齿条经过检测，外形尺寸、齿表面粗糙度、表面硬度等均符合设计要求，轧制出的传热元件产品经过检测符合产品图纸要求。权利要求1.，其特征在于，用于电火花数控线切割机床加工齿条，其方法为第一步将齿条毛坯粗加工留线切割余量，截面成长方形，长为56-58m，宽为29-30mm；第二步用钻模板在长方形齿条毛坯上钻螺栓孔，扩沉孔；第三步将齿条与靠模用螺栓联成一体，装夹在电火花数控线切割机床平台上，校调工件与切割钼丝保持平行；第四步将齿条的齿形轨迹输入电火花数控线切割机床；第五步进行线切割齿形，切割速度为每小时6mm～7mm；第六步切割完毕待工件冷却后拆除靠模；第七步将齿条安装到轧辊上，拧紧螺栓，进行整体氮化热处理，最后加工成回转式空气预热器传热元件轧辊齿条(1)。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的电火花数控线切割机床型号为80DK7780，工作台长×宽×高为1800mm×1000mm×8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回转式空气预热器传热元件轧辊齿条的加工方法，其特征在于，用于电火花数控线切割机床加工齿条，其方法为：第一步：将齿条毛坯粗加工留线切割余量，截面成长方形，长为５６－５８ｍ，宽为２９－３０ｍｍ；第二步：用钻模板在长方形齿条毛 坯上钻螺栓孔，扩沉孔；第三步：将齿条与靠模用螺栓联成一体，装夹在电火花数控线切割机床平台上，校调工件与切割钼丝保持平行；第四步：将齿条的齿形轨迹输入电火花数控线切割机床；第五步：进行线切割齿形，切割速度为每小时６ｍｍ ～７ｍｍ；第六步：切割完毕待工件冷却后拆除靠模；第七步：将齿条安装到轧辊上，拧紧螺栓，进行整体氮化热处理，最后加工成回转式空气预热器传热元件轧辊齿条（１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈建新，蔡明坤，庄志伟，汪忠，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]