目前無(wú)縫鋼管件焊接坡口的加工大多采用端面銑削或車削（只有大管徑時(shí)才采用磨削）。加工時(shí)，刀具與工件之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且回轉(zhuǎn)中心距保持一定。從生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，用這種方式加工的產(chǎn)品很難達(dá)到GB12459-89標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的端面公差要求。問(wèn)題的關(guān)鍵在于管件成型公差帶范圍遠(yuǎn)大于機(jī)加工坡口的公差帶。例如，一管徑為325mm的管件成型后的合格尺寸為mm，即在任一徑向方向測(cè)量，只要外徑在322～329mm范圍內(nèi)即為合格品。其焊接坡口尺寸要求如圖1所示。

圖1

　　從圖1可見(jiàn)，管件端平面尺寸1.6±0.8mm是焊接工藝要求必須保證的尺寸，是以管件內(nèi)壁為基準(zhǔn)的，而管件的成型尺寸是以管件軸心線為基準(zhǔn)，且機(jī)加工公差帶遠(yuǎn)小于管件成型公差帶。由于管件成型與機(jī)加工的尺寸基準(zhǔn)不同，加之公差帶差距較大，所以采用以回轉(zhuǎn)中心為加工基準(zhǔn)的定刀加工法不盡合理。

1．固定刀盤加工管件坡口誤差分析

　　在理想狀態(tài)下（管件壁厚、直徑均無(wú)誤差，刀具主軸徑跳忽略不計(jì)）分析斜刀（角度刀）加工過(guò)程（見(jiàn)圖2），將軸向定為X，徑向定為Y，刀刃形成的直線方程為y＝kx。在理想狀態(tài)下，外徑與斜刀的接觸點(diǎn)在Y方向不變，在X方向則隨進(jìn)刀量的變化而變化，外徑與內(nèi)徑端面應(yīng)為正圓形，側(cè)視應(yīng)為一垂直線。但實(shí)際加工中，管件直徑、管壁厚度均有誤差。當(dāng)y有增量Δy，x隨刀刃則有一變量Δx，那么隨著徑向方向的變化，x也相應(yīng)變化，即加工出的管件端面是一空間曲面。由于加工端面（1．6±0．8mm）的平刀與斜刀在刀盤上互成180°，調(diào)好位置后固定不變。當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)時(shí)，若管徑在y方向增加Δy，則斜刀切削量加大，端面平刀口變小（有時(shí)甚至為0），很難保證1．6±0．8mm尺寸的加工精度。

1．斜刀　2．固定刀盤　3．平刀 
圖2

2．浮動(dòng)刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　為解決上述問(wèn)題，我們將固定刀盤改為浮動(dòng)刀盤，即將加工基準(zhǔn)選在管件內(nèi)壁，并使刀體隨基準(zhǔn)徑向浮動(dòng)，這樣管件直徑方向的誤差就可消除，僅剩管壁厚度誤差，此誤差可由生產(chǎn)廠家保證。浮動(dòng)刀盤的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

1．支撐滾輪　2．斜刀　3．限位螺釘　4．滑塊　5．浮動(dòng)刀盤6．彈簧　7．平刀
圖3

　　斜刀及支撐滾輪裝在一徑向滑塊上，滑塊在刀盤上能徑向自由滑動(dòng)，在其下部加一彈簧力，使?jié)L輪保持壓緊管件內(nèi)壁，從而起到以管件內(nèi)壁為加工基準(zhǔn)的作用。為防止浮動(dòng)刀脫出刀盤，在斜刀上方加限位螺釘。加工時(shí)，刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)浮動(dòng)刀體旋轉(zhuǎn)，基準(zhǔn)輪在彈簧力及離心力作用下，始終壓向管件內(nèi)壁且沿管件內(nèi)壁滾動(dòng)。斜刀切削管壁形成37．5°的坡口（由斜刀的角度確定）。在刀盤上與斜刀成180°的位置裝一把平刀，調(diào)整好高度，切除管件端面銳角，形成端平面1．6±0．8mm，其尺寸通過(guò)調(diào)整平刀與斜刀的相對(duì)位置來(lái)保證。
　　浮動(dòng)刀盤從結(jié)構(gòu)上保證了加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的一致性。對(duì)管件定位要求較寬松，只要管件軸心線與刀具回轉(zhuǎn)中心基本平行即可，不要求嚴(yán)格同心，從而縮短了工件夾緊時(shí)調(diào)整同心的時(shí)間。