大型空心環類鍛件沖孔用十字對中量規設計

楊曉禹

(中國一重天津重型裝備工程研究有限公司，天津300457)

重型容器鍛件如加氫反應器筒體、核電壓力容器中的堆芯筒體、蒸汽發生器的上下筒體以及錐形筒體等空心鍛件的鍛造過程包括：鐓粗、沖孔、芯棒拔長、擴孔出成品。其中對筒節鍛件的形狀、尺寸、質量影響較為關鍵的一步是沖孔。如果沖孔中心線與坯料中心線偏離較大，鍛件在后續的拔長、擴孔成形過程中很容易使筒體呈橢圓。雖然在后續的擴孔中可以通過調節擴孔砧子與坯料的位置關系，或通過調整馬架的高度差來消除橢圓，但是生產中操作難度很大。

實際生產中，重型容器由于鍛坯尺寸大，溫度高工人不便于接近，同時也沒有合適的量具來使沖孔用的頭沖子與坯料對中。生產中一般是兩個工人視線在同一水平面內呈90°角，通過目測坯料上端面外圓與頭沖子外圓之間前后、左右的距離來大概判斷對中。這樣人為因素、偶然因素影響很大，同時這種過程耗時較多，對高溫鍛造成形是很不利的。因此，迫切需要開發設計一種簡便易行，不增加崗位人員勞動強度的對中找正工具。

1 量規設計

在生產中一般是用吊鉤或吊鏈將頭沖子先起吊到坯料上端面，然后通過兩個工人視線在同一水平面內采用正交的方式，在兩個垂直方向對中來確定頭沖子與坯料間的對中關系。據此，設計了大型空心環鍛件沖孔用十字對中量規見圖1。

在中間環體上正交布置四個量尺，量尺通過焊接在環體上的量尺夾持結構夾持，在不用時可以將其抽出，便于存放。同時環體上焊接起吊結構，用于將整個量規掛到天車鏈條上。量尺上的尺寸每100 mm做數字標識，量尺最小刻度為cm級，這樣可以使字體較大，便于在較遠處讀取，精度也能滿足生產需要。在測量時讀取數m，再加上中間環體外壁半徑R，即m+R為測得半徑值，測得同一直徑上的兩個值后相減除2即為量規需要調整值。直至兩個方向均對中為止。

2 十字對中量規使用方法

(1)找合適尺寸的頭沖子；

(2)將量規環體套上頭沖子，均勻調節量規環體上的調節螺栓，使環體與頭沖子間隙均勻；

(3)把四個量尺插入尺槽中，并插好銷子；

(4)量規兩付鏈條掛到天車鏈條下端；

圖1 十字對中量規設計簡圖Figure 1 Sketch of cross-shaped centering alignment gauge design

1—天車鏈條 2—銷軸 3—鋼索 4—十字對中量規起吊鏈條 5—頭沖子 6—十字對中量規圖2 十字對中量規的使用過程簡圖Figure 2 Sketch of cross-shaped centering alignment gauge using method

(5)將系好鋼索的銷軸插入頭沖子銷孔；

(6)天車鏈條掛上銷軸兩端，這時可以開動天車起吊頭沖子連同十字對中量規到坯料上端，進行對中，使用過程見圖2；

(7)頭沖子與坯料對中結束，天車鏈條稍微落下，用鋼索從頭沖子銷孔中拉出銷軸，然后天車起吊，這樣十字量規可以從坯料頂部吊下。整個對中工作結束。

3 優點與不足

為解決生產中的難題，根據實際工作經驗，結合沖孔時頭沖子與坯料的對中過程及其工作原理，設計了十字對中量規。該設計滿足了生產需要，簡便易行，沒有增加操作人員勞動強度，同時具有以下優點和不足之處：

(1)相對提高了對中精度，有利于提高空心類鍛件質量；

(2)通過使用十字對中量規可以大大減少對中時間，有利于提高筒節生產效率；

(3)鍛件坯料可以較高溫度返爐，有利于節能；

(4)量尺在操作過程中由于接觸高溫坯料而易變形或被撞彎；

(5)量尺刻度在每次使用時需要用粉筆涂亮刻度數字。