Obróbka kołnierzy to kontrolowany proces subtraktywny, który zachowuje przepływ ziaren kutego półwyrobu, spełniając jednocześnie wymagania dotyczące wymiarów i wykończenia powierzchni. Wykucie 24-calowego kołnierza szyjkowego do spawania kosztuje tysiące dolarów; pojedynczy błąd w obróbce może spowodować złom. Na etapie obróbki ryzyko jest kontrolowane lub eliminowane. Kołnierz z nieokrągłym rozstawem śrub lub uszkodzoną okładziną będzie przeciekał, nawet jeśli sama odkuwka jest solidna.
Czego wymaga obróbka kołnierzy: toczenie, planowanie, wiercenie i kuty półfabrykat
Kołnierz wykonany z odkuwki zaczyna się od półwyrobu, który ma już prawidłowy przepływ ziaren; operacja obróbki jest odpowiedzialna za powierzchnie, otwory na śruby i koncentryczność. Po nagrzaniu i kuciu na centrum CNC trafia szorstki półfabrykat. Pierwszą operacją jest zwykle obrócenie piasty i tylnej powierzchni. Następnie powierzchnia wypukła lub rowek RTJ jest obrabiana do wykończenia powierzchni wymaganego przez normę. Otwory na śruby wierci się po okręgu z tolerancją położenia zależną od normy. Jednocześnie gwintowane są otwory na śruby dwustronne.
Ra 1,6 Docelowe wykończenie powierzchni czołowej uszczelki
0,05 mm Powtarzalność toczenia CNC
60 cali Maksymalna średnica zewnętrzna
10 t Maksymalna waga sztuki
Kuta półfabrykatowa zaleta
Kucie wyrównuje ziarno z profilem kołnierza. W porównaniu z kołnierzem płytowym wyciętym z blachy walcowanej, kuty kołnierz szyjkowy charakteryzuje się nieprzerwanym przepływem ziaren przez piastę aż do koła śruby. Obróbka odkuwki usuwa materiał, ale nie przecina włókien, chyba że zostanie wybrany niewłaściwy rozmiar półwyrobu. Jest to jeden z powodów, dla których kołnierze z szyjką spawaną i kołnierze zaślepiające przeznaczone do pracy pod wysokim ciśnieniem są zawsze określane jako odkuwki.
Kuty, wysokociśnieniowy kołnierz z szyjką do spawania w trudnych warunkach pracy Ten kołnierz szyjkowy do spawania ma stożkową piastę, która przenosi naprężenia na rurę, zmniejszając koncentrację. Kucie zapewnia wyrównanie ziaren, a precyzyjna obróbka zapewnia niezawodne powierzchnie uszczelniające do zastosowań wysokociśnieniowych. Zobacz produkt → Klasy wykończenia powierzchni, które mają znaczenie
Powierzchnie uszczelek są klasyfikowane według średniej chropowatości, a nie wyglądu. ASME B16.5 opisuje typowe ząbkowane wykończenie jako Ra 3,2 do 12,5 dla wykończeń standardowych, ale uszczelnienie gładkich wypukłych powierzchni zwykle wymaga Ra 1,6 lub niższego. W przypadku połączeń pierścieniowych wykończenie wewnątrz rowka powinno wynosić Ra 0,8.
Tolerancje obróbki i klasy wykończenia powierzchni dla kołnierzy szczelnych
Aby uszczelka zgniatała się równomiernie, powierzchnia kołnierza musi zachować płaskość w granicach 0,25 mm na metr, a wartość Ra wynosi 1,6 lub mniej. Tolerancje obróbki nie są kwestią opinii. Różne normy w różny sposób wyrażają wymagania dotyczące wymiarów i płaskości, ale efekt praktyczny jest ten sam: jeśli otwory na śruby się poruszają lub powierzchnia czołowa nie jest płaska, złącze będzie przeciekać pod ciśnieniem.
Średnia chropowatość powierzchni osiągalna w wyniku różnych operacji obróbki kołnierzy, wyrażona w jednostkach Ra.
| Proces | Zakres Ra | Typowe zastosowanie |
| Toczenie CNC (zgrubne) | Ra 6,3 | Gratowanie, nieuszczelnianie powierzchni |
| Toczenie CNC (wykończenie) | Ra 1,6 | Podniesione powierzchnie, gniazda uszczelek |
| Frezowanie | Ra 3,2 | Tylne powierzchnie kołnierzy zaślepiających |
| Szlifowanie | Ra 0,8 | Rowki złącza pierścieniowego |
| Honowanie | Ra 0,4 | Gniazda zaworów, uszczelnienia specjalne |
Porównanie tolerancji w różnych standardach
ASME B16.5, EN 1092 i JIS B2220 ustalają różne tolerancje wyrównania tylnej części kołnierza i okręgu śrub. W kołnierzach ANSI stosowana jest tolerancja średnicy zewnętrznej i średnicy czołowej; Norma EN 1092 dodaje tolerancję płaskości obszaru uszczelki. JIS B2220 wykorzystuje oznaczenie klasy ciśnienia, które implikuje własne ograniczenia obróbki. Jeśli dostawca twierdzi, że może obrabiać maszyny według któregokolwiek z tych standardów, musi sprawdzić każdy standard osobno.
| Standardowe | Tolerancja koła śruby | Wykończenie twarzy | Płaskość powierzchni uszczelki |
| ANSI/ASME B16.5 | 0,8 mm | Ra 1,6 | 0,25 mm/m |
| EN 1092 | 1,0 mm | Ra 1,6 | 0,20 mm/m |
| JIS B2220 | 0,7 mm | Ra 1,6 | 0,30 mm/m |
Toczenie i wiercenie CNC: dokładność okręgu śrubowego i jakość planowania
Okrąg śrub na 24-calowym kołnierzu jest utrzymywany z tolerancją położenia wynoszącą 0,8 mm, co wymaga centrum obróbczego z oprzyrządowaniem napędzanym, a nie zwykłej tokarki dwuosiowej. Wiercenie otworów na śruby nie jest operacją trudną. W przypadku kutego kołnierza otwory są zwykle wiercone w wypukłej powierzchni czołowej, tak aby otwór nie kolidował z obszarem osadzenia uszczelki. Otwory gwintowane są gwintowane z klasą tolerancji odpowiadającą materiałowi kołka. Pionowe centrum obróbcze ze stołem obrotowym może indeksować kołnierz i wiercić każdy otwór na kole podziałowym bez przesuwania części.
- W standardowych kołnierzach wierci się otwory na śruby od tylnej strony
- Otwory gwintowane na kołki mają klasę tolerancji 6H w systemie metrycznym lub 2B w UNC
- Średnica okręgu śrub musi być koncentryczna z piastą w granicach 0,3 mm
- Powierzchnie wykończone są jednopunktową wstawką, aby uniknąć śladów drgań
- Zgrubne toczenie piasty i powierzchni tylnej
- Zakończ toczenie podniesionej powierzchni i OD
- Wiercenie otworów pod śruby na kole podziałowym
- Gwintowanie otworów gwintowanych
- Końcowa kontrola wymiarów i wykończenia powierzchni
Kołnierz stalowy wsuwany klasy 150 o kutej konstrukcji Zaprojektowany z myślą o łatwym ustawianiu i ekonomicznym montażu, ten kołnierz nasuwany jest kuty w celu zwiększenia odporności na zmęczenie. Obróbka CNC zapewnia dokładne otwory na śruby i powierzchnie uszczelniające, co zapewnia szczelność. Zobacz produkt → Niestandardowe kołnierze: gdy obróbka staje się projektem niestandardowym
Jeśli rysunek nie odpowiada istniejącej normie, wycena obróbki zależy od rozmiaru półwyrobu, twardości materiału i liczby otworów na śruby, a nie samej średnicy gotowego kołnierza. Niestandardowe kołnierze kute podlegają temu samemu procesowi, co kołnierze standardowe, ale każda operacja musi zostać zweryfikowana z rysunkiem. Klient może dostarczyć rysunek z nietypowym kołem śrubowym, specjalnym otworem lub wypukłą powierzchnią czołową pasującą do zastrzeżonej uszczelki. W takim przypadku mechanik potrzebuje dokładnej specyfikacji materiału i oczekiwanego ciśnienia uszczelnienia. Kołnierz 316L i kołnierz A105 nie są obrabiane w ten sam sposób; wersja ze stali nierdzewnej wytwarza więcej ciepła, szybciej zużywa narzędzia i wymaga niższych prędkości skrawania.
Obróbka z odkuwki
Przepływ ziarna podąża za profilem kołnierza. Lepsza odporność na zmęczenie pod ciśnieniem cyklicznym. Wyższe koszty materiałów i matryc. Preferowany do spawania kołnierzy szyjnych, zaślepiających i wysokociśnieniowych.
Obróbka z płyty
Niższy koszt prostych kształtów. Kierunek słojów jest liniowy, a nie konturowy. Dopuszczalne dla kołnierzy płytowych i nasuwanych poniżej klasy 150. Niezalecane do kołnierzy z szyjką spawaną.
Niestandardowy, niestandardowy kołnierz wyprodukowany zgodnie z dokładnymi specyfikacjami Ten niestandardowy kołnierz, odpowiedni do sprzętu specjalistycznego, jest produkowany na podstawie rysunków lub parametrów klienta. Zintegrowane możliwości kucia i obróbki pozwalają na uzyskanie unikalnych wymiarów i materiałów, zapewniając bezproblemową integrację. Zobacz produkt → Kontrola jakości: kontrola wymiarowa i identyfikowalność materiałów
Każdy obrobiony kołnierz powinien umożliwiać sprawdzenie zgodności z zamówieniem na podstawie raportu wymiarowego, certyfikatu materiałowego i kontroli chropowatości powierzchni. Jiangyin Zhonghai Precision Machinery Co., Ltd. jest producentem posiadającym certyfikat ISO 9001, przestrzegającym norm GB, ASME, ASTM, JIS, EN i DIN. Własne linie do kucia, toczenia CNC, wiercenia i kontroli są przystosowane do obsługi zarówno standardowych części produkcyjnych, jak i skomplikowanych części obrabianych. Strona kontroli jakości to nie tylko pomiar końcowy; obejmuje identyfikowalność materiału od numeru wytopu do gotowej części.
W przypadku mediów korozyjnych różnica pomiędzy kołnierz stalowy i kołnierz ze stali nierdzewnej wpływa na prędkość obróbki i trwałość narzędzia. Gatunek materiału wpływa zarówno na parametry skrawania, jak i metodę kontroli. Weryfikacja wymiarowa kołnierza ze stali nierdzewnej wymaga innego podejścia, ponieważ materiał obrabiany ugina się bardziej pod wpływem siły zaciskania.
Często zadawane pytania dotyczące obróbki kołnierzy
Jaka jest normalna chropowatość powierzchni czoła uszczelki kołnierza?
Ra 1,6 jest typowym celem dla powierzchni czołowej uszczelki, która uszczelnia uszczelkę spiralnie zwijaną. Grubsze wykończenia w zakresie Ra 3.2 są dopuszczalne tylko na powierzchniach nieuszczelniających lub na wykończeniach magazynowych, gdzie wymagany jest profil ząbkowany.
Czy kołnierz powinienem obrabiać z odkuwki czy z blachy?
W przypadku spawania kołnierzy szyjnych i zaślepiających w instalacjach wysokociśnieniowych preferowane jest kucie. Obróbka płyt jest dopuszczalna w przypadku płyt niskociśnieniowych i kołnierzy nasuwanych, gdzie kierunek włókien jest liniowy, a ciśnienie robocze pozostaje poniżej klasy 150.
Czy niestandardowe kołnierze mogą być obrabiane zgodnie z dostarczonym rysunkiem?
Tak, pod warunkiem, że rysunek uwzględnia gatunek materiału, ciśnienie znamionowe i tolerancje obróbki. Bez tych wartości warsztat nie może wybrać właściwych narzędzi skrawających, metody mocowania ani standardu kontroli.
Jaka tolerancja dotyczy okręgu śrub kołnierza obrobionego maszynowo?
Typowa tolerancja położenia wynosi 0,8 mm dla kołnierzy ANSI. Normy EN 1092 i JIS B2220 określają nieco inne wartości, dlatego mechanik przed wierceniem wzoru śruby musi wiedzieć, która norma ma zastosowanie.
Previous
