大口径油气输送管道开孑L刀具的设计噬菌体复用器化纤坯布商用热泵汽车曲轴

大口径油气输送管道开孑L刀具的设计

在对油气长输管线进行维抢修、改线施工过程中，国内外常用的施工方法是“管线不停输带压开孔封堵工艺。管道开孔刀，是实施开孔的必要设备之一。随校平机着近年来大口径管道建设事业的发展，口径1 000 mm以上的高强度管线里滑石粉程大幅增长『3删。大口径管道的不停输开孔封堵，任务艰巨，设备主要依赖于进口，价格昂贵，采购周期漫长。

国内油气管道维抢修企业，致力于管线开孔封堵设备的国产化。本文将根据金属切削原理及管道开孔特点，设计并试制直径1016管线开孔刀。

1开孔刀的总体结构

根据管道不停输带压开孔封堵的工艺要求，需要在管道上开各种规格的圆形孔，分别为旁通孔、封堵孔、平衡孔，其中封堵孔为等内径孔。被切除的料块呈马鞍形曲而。所以设计的管道开孔刀总体结构呈筒状，上端通过连接板与开孔机主轴连接，在下端筒壁上安装多组刀齿并加宠物服装工容屑槽，如图l所示。

筒形开孔刀(以下简称筒刀)在开孔机主轴的带动下旋转切削，沿管道径向直线进给。

2刀具的设计

2．1刀齿材料的选择

刀具的品质和耐用度，与刀具切削部分的材料性能有着密切的联系。所以需要根据被切削材料特性与切削条件，综合权衡刀齿材料的耐磨性、加工性、韧性、赤热硬性及耐磨性等性能，确定刀片材料所需要的最重要性能。被切削材料X70管线钏属于高强度合金钏，切削过程走刀量较小，并且为断续切削，所以刀具材料所需最重要的性能，是坚韧度和良好的赤热硬性，可选软硬度等而韧性较好的含钴高速钏。AISI M48高速钏在赤热性和强韧性方而都比较理想，所以选择M48为刀齿材料。

2_2刀齿关键角度的选择

刀齿与容屑槽结构如图2所示。

(1)前角。在选择刀具前角时，首先应保证刀刃锋利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用度。工件材料为X70管线钢，硬度最大为243HB(255HV)，工件材料强度高，硬度高，故应采取较小的倾角，确定刀具前角为1 1°

(2)后角。后角的选择主要考虑因素是切削厚度和切削条件，工件的强度硬度较高时，为增加切削刃的强度，应选择较小的后角。粗加工或断续切削时，为强化切削刃，应选择较小的后角。根据不同条件下金属切削刀具后角参考值，取刀具后角为4。。

(3)主偏角。此处对管壁的切削类似于拉刀拉削切槽，故主偏角取90°。

2．3刀齿数量及具体形状

(1)刀齿数量确定。刀齿数目主要影响单齿切削咖啡壶力和整个机构的振动，根据多齿刀具齿数经验公式

2．4刀体尺寸的确定

刀体由筒体与连接板焊接组成，筒体采用钏板卷重启实验仪机箱电源与软件查验是否是1切正常制，材料均选用Q345C。对于筒体尺寸，主要影响因素包括工作所受载荷、被切削管材的直径；连接板尺寸主要考虑与开孔机的连接需要。确定筒体用厚度为l3 i／ira的钏板卷制焊接而成，外径977mm，内径95 1mm，高度600mm，连接板厚度25mm。

1．5刀齿与刀体的焊接

刀齿与刀体之间的焊接，属于异种钏之间的焊接，选用适于异种金属焊接的钎焊方式。钎料选择适于低碳钏、结构钏焊接的银基钎料。加热方式选用感应加热，利用感应电流作为热源，充分利用局部加热的方式，对焊件进行加热。

实际加这项投资将在Krefeld-Uerdingen工厂创造大约20个新工作岗位工过程中，经过多次试验，总结出一套最佳焊接方案：“三体一膏”(即刀齿、40％的银钎料片、

3刀具现场试验

刀具现场试验选用直径1016型开孔机，在直径1016开孔封堵实验台上进行。试验钏管直径1016 1Tim，开始阶段筒刀转速设置为4 r／min，实验过程中将转速逐渐增大，最宝马7系轿车大量使用碳纤维增强塑料(CFRP)大转速达到8 r／min，进给量0．3 mmm／r，开孔过程持续5 h 27 min。开孔试验如图4所示。

4 结束语

试验结果表明，所设计筒刀在切削过程中振动较小，刀具未出现明显磨损，刀齿未出现脱落、崩刃现象。证明通过选取合适的刀齿材料、设计合理的刀具结构参数及加工工艺，可有效提高开孔筒刀的工作性能。后期需要开展疲劳试验，进一步验证开孔刀具的使用寿命。