沖天爐前爐爐殼兩端法蘭孔鉆削工藝分析

沖天爐是鋼鐵冶煉廠機修分廠的一座重要設備。它擔負著機修生產重擔，而前爐爐殼又是其關鍵部件，如果長期使用，多次修補，殼體已沒有修補價值，需要重新制造新的爐殼（如圖1所示）。在制作過程中，倘若采取先鉆法蘭孔后組焊，熱變形將會導致法蘭孔超出圖紙規定公差。因此，可以采用先組焊后鉆孔，在無大鉆床的情況下，利用小鉆床鉆削大型工件的工藝方法，順利完成本爐殼的制作任務，能夠完全達到圖紙的設計要求。現將此鉆削工藝做如下分析。

一、現有設備能力分析

機修分廠金工車間擁有的最大鉆床是Z3080x25鉆床。它的最大切削直徑為80mm，主軸端面至底座工作面最大距離為2000mm，考慮鉆夾套和鉆頭工作長度及退刀距離，實際加工工件高度不得大于1800mm，現設備配套地坑直徑為1250x1250x1000，如若工件直徑超過直徑1250mm，則地坑不能容納。

根據設備現狀分析得出，該設備加工大型工件最大尺寸列于表1。如超出最大尺寸界限，便超過了設備加工能力。

二、解決問題的方法

為解決上述問題，在工作實踐中，筆者提出了這樣的方法，利用小鉆床鉆削大型工件前爐殼體的工藝方案。

（一）Z32K小搖臂鉆床加工能力分析

機修分廠金工車間維修工使用的Z32K鉆床，最大鉆孔直徑25mm，最大跨距815mm，主軸端面至底座工作面距離870mm，工作臺面至鉆床底面最大尺寸500mm，主軸孔莫圓錐3號，最大夾持鉆頭直徑31.5mm。

（二）前爐爐殼形體尺寸分析

爐體材料為碳素結構鋼Q235，易切削。高度2020mm，最大直徑1793mm，兩端面法蘭要求鉆出兩種不同的孔，即?27mm，?20mm，凈重791.3Kg。

根據前爐爐殼形體分析可知，在Z3080搖臂鉆床上無法加工。因為Z3080鉆床，裝夾?27mm，?20mm鉆頭后，鉆頭切削端部至工作臺面實際尺寸僅有1770mm，而爐殼高達2020mm，相差250mm，地坑直徑1250mm殼體直徑1793mm，在地殼也不能加力。

（三）安裝加工方法

將Z32K鉆床固定安裝于B1016A六米刨床工作臺長6米，寬1.4米，完全可固定小鉆床Z32K。由于鉆床高度不夠，加墊增加高度，墊鐵高度用X表示。加工件——外殼高度用Y表示，鉆頭刀部頂端至地面最大距離用Z表示。在加工時，必須滿足Z>A+B+X，其中：a=835（6m刨工作臺高度）b=1000（Z32K鉆床當搖臂上升到最高極限時鉆尖地面的距離），Y=2020mm，所以：a+b+X>Y，X>Y-a-b，X>185，從墊鐵系列中找出了四個高度為200mm的墊鐵，這樣一來便達到了工藝要求（鉆床用T形螺栓緊固），如圖2所示。

（四）爐殼、鉆床的找正

爐殼置于地面，用框式水平儀找正，加斜墊鐵調整。鉆床調整底部四個調整絲杠，搖臂上置水平儀找正水平，以確保鉆頭中心與水平面垂直度。

（五）爐殼的受力分析

切削過程中，爐殼受軸向力P，扭矩M0，手動進給鉆孔進給量≤0.15毫米/轉，此軸向力P=4540N，扭矩M0=53300N·mm。

取鋼與水泥面摩擦系數F=0.35，摩擦力矩=0.357913mm/2=23

43166.9N·mm摩擦力矩遠大于切削扭矩，爐殼不會產生移動。

根據以上分析，依照劃線，旋轉移動工件可依次加工各孔。

三、結語

從加工結果來看，完全滿足了圖紙加尺寸精度的要求，說明此種加工方法的可行、合理。根據筆者的計算，利用此臺小鉆床最大可以加工40mm的孔徑，大型工件甚至可將小鉆床置于其上進行加工。

在冶金企業中，經常會遇到超大超重工件的加工，而加工設備能力有限，超出設備具有的加工尺寸，充分開發現有設備的潛力，應作為一種好的途徑與方法。

【參考文獻】

[1]沖天爐技術手冊編委會.沖天爐技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2010

【作者單位：河南省工業學校機電系】