En fonction des besoins de développement de la production, une usine prévoit d'établir unvanne à billeLigne de production pour le traitement des sphères. L'usine ne disposant pas actuellement d'équipements complets de fonderie et de forgeage de sphères en acier inoxydable (la zone urbaine interdisant les équipements de production ayant un impact sur l'environnement), le traitement des ébauches de sphères est sous-traité. Cette sous-traitance engendre non seulement des coûts élevés et une qualité incertaine, mais aussi des délais de livraison non garantis, ce qui perturbe la production. De plus, les ébauches obtenues par ces deux méthodes présentent d'importantes surépaisseurs d'usinage et un faible rendement. Les sphères moulées souffrent notamment de défauts tels que des fuites d'air par capillarité, entraînant des coûts de production élevés et une difficulté à garantir la stabilité de la qualité, ce qui nuit gravement à la production et au développement de notre usine. Il est donc impératif de moderniser la technologie de traitement des sphères. L'équipe de Xianji.com vous présentera brièvement cette méthode.
1. Le principe de la rotation des sphères
1.1 Paramètres techniques des sphères de soupape (voir tableau)
1.2. Comparaison des méthodes de formation de sphères
(1) Méthode de moulage
Il s'agit d'une méthode de traitement traditionnelle. Elle nécessite un équipement complet de fusion et de coulée, ainsi qu'une usine plus grande et un personnel plus nombreux. Elle implique un investissement important, de nombreuses étapes, des processus de production complexes et une pollution environnementale. Le niveau de compétence des opérateurs influe directement sur la qualité du produit. Le problème des fuites de porosité des sphères ne peut être totalement résolu, les surépaisseurs d'usinage sont importantes et le rebut est conséquent. Il arrive fréquemment que des défauts de coulée entraînent la mise au rebut des pièces en cours de traitement, ce qui augmente le coût du produit. La qualité ne pouvant être garantie, cette méthode ne devrait pas être adoptée par notre usine.
(2) Méthode de forgeage
Voici une autre méthode actuellement utilisée par de nombreuses entreprises chinoises de vannes. Elle comprend deux procédés : le premier consiste à découper et à forger à chaud une ébauche sphérique pleine à partir d'acier rond, puis à procéder à un usinage. Le second consiste à mouler une plaque d'acier inoxydable découpée en forme ronde sur une grande presse afin d'obtenir une ébauche hémisphérique creuse, qui est ensuite soudée pour former une ébauche sphérique avant l'usinage. Cette méthode offre un meilleur rendement en matériaux, mais l'acquisition d'une presse puissante, d'un four de chauffage et d'un équipement de soudage à l'argon nécessiterait un investissement d'environ 3 millions de yuans pour atteindre la productivité requise. Cette méthode n'est pas adaptée à notre usine.
(3) Méthode de filage
Le repoussage des métaux est une méthode de traitement avancée générant peu ou pas de copeaux. Appartenant à une nouvelle branche du traitement sous pression, elle combine les avantages technologiques du forgeage, de l'extrusion et du laminage, et offre un rendement élevé en matière (jusqu'à 80-90 %). Ce procédé permet un gain de temps considérable (1 à 5 minutes de formage) et une résistance du matériau pouvant doubler après repoussage. Grâce à la faible surface de contact entre la roue de repoussage et la pièce, le métal est soumis à une contrainte de compression bidirectionnelle ou tridirectionnelle, ce qui facilite sa déformation. Sous une faible puissance, la contrainte de contact unitaire est élevée (jusqu'à 25-35 MPa), ce qui permet d'utiliser un équipement léger et de réduire la puissance totale requise (de 1/5 à 1/4 de celle d'une presse). Reconnue par l'industrie étrangère de la robinetterie comme une technologie de traitement sphérique économe en énergie, elle est également applicable au traitement d'autres pièces rotatives creuses.
La technologie du filage s'est largement développée et est largement utilisée à l'étranger. Les technologies et les équipements y sont très aboutis et fiables, et la commande automatique intégrant les systèmes mécaniques, électriques et hydrauliques est désormais une réalité. Actuellement, la technologie du filage a également connu un développement important en Chine et est entrée dans une phase de diffusion et d'application pratique.
2. Conditions techniques de l'ébauche de sphère de filage
En fonction des besoins de production de notre usine et compte tenu des caractéristiques de la déformation par filage, les conditions techniques suivantes ont été établies :
(1) Matériau et type de filage brut : tuyau ou plaque d'acier 1Gr18Nr9Tr, 2Gr13 ;
(2) La forme et la structure de l'ébauche de sphère en rotation (voir figure 1) :
3. Schéma de filage
L'effet de la rotation de la sphère varie selon le type d'ébauche choisi. Après analyse, deux solutions se dégagent :
3.1. Méthode de filage du colletage des tubes en acier
Ce procédé se divise en trois étapes : la première consiste à couper le tube d'acier aux dimensions voulues et à le fixer dans le mandrin de la broche de la machine-outil de tournage pour le faire tourner avec celle-ci. Son diamètre est progressivement réduit (voir figure 2) pour former une sphère semi-circulaire ; la deuxième étape consiste à découper la sphère ainsi formée et à réaliser la rainure de soudage ; la troisième étape consiste à souder les deux hémisphères par soudage monocouche à l'argon. On obtient ainsi l'ébauche de sphère creuse souhaitée.
Les avantages de la méthode de rétrécissement par filage des tubes en acier : aucun moule n’est requis et le processus de formage est relativement simple ; l’inconvénient est : un tube en acier spécifique est nécessaire, il y a des soudures et le coût du tube en acier est plus élevé.
Date de publication : 10 septembre 2021