扇形板的加工工藝方法

丁慶福

（齊齊哈爾永泰機(jī)械制造有限公司，黑龍江齊齊哈爾161000）

扇形板的加工工藝方法

丁慶福

（齊齊哈爾永泰機(jī)械制造有限公司，黑龍江齊齊哈爾161000）

扇形板是卷取機(jī)中非常重要的一個(gè)零件，扇形板工藝的好壞將直接影響到卷取機(jī)的工作狀態(tài)。文中對(duì)卷取機(jī)扇形板的加工工藝進(jìn)行分析研究，以解決扇形板加工工藝中的一些難點(diǎn)，提高扇形板的工作性能與使用壽命。

卷取機(jī)；扇形板；加工工藝

0 引言

現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，使得世界上鋼材的消耗量急劇上升。隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)鋼材的大量需求，多種生產(chǎn)鋼材的設(shè)備也相繼問(wèn)世，卷取機(jī)就是其中非常重要的一種設(shè)備。現(xiàn)在的鋼材大部分都是通過(guò)熱軋或冷軋而成，為了便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，需要用卷取機(jī)將鋼材卷取成卷筒狀。卷取機(jī)的出現(xiàn)大大提高了冶鋼業(yè)的生產(chǎn)效率。卷取機(jī)一般由卷筒、減速機(jī)構(gòu)、箱體、底座等部分組成，而扇形板是卷筒中一個(gè)關(guān)鍵零件，扇形板的加工精度與性能直接影響到整個(gè)卷取機(jī)的工作狀態(tài)。同時(shí)，扇形板具有形狀復(fù)雜、加工步驟多等特點(diǎn)，是卷取機(jī)中加工非常復(fù)雜的一個(gè)零件。它的加工工藝設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，需要選擇最優(yōu)的方案，才能生產(chǎn)出合格的扇形板。對(duì)于卷取機(jī)而言，一個(gè)加工精度高、工作性能好的扇形板能夠大大減少它的故障發(fā)生率，提高機(jī)器的利用率，對(duì)于鋼材的現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)有著非常重要的意義。

1 扇形板零件圖樣的工藝分析

在生產(chǎn)零件之前，首先需要對(duì)零件的圖樣進(jìn)行工藝分析，以制定出更合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程。卷取機(jī)扇形板的零件圖如圖1所示。

圖1 扇形板的零件圖

從圖1可知，扇形板的加工涉及到平面、孔、圓弧等方面，有可能用到的加工方法有車(chē)削、銑削、鉆孔、鉸孔、鏜孔、磨削等。為了提高扇形板的加工精度和工作性能，正確選擇加工方法與合理安排這些工序的先后順序就顯得非常重要。扇形板各種加工表面加工方法的選取如下：對(duì)于平面的加工，既可以選用車(chē)削加工，也可采用銑削加工。通過(guò)分析扇形板的零件圖，可知扇形板是一個(gè)不規(guī)則的零件，若采用車(chē)削，夾具的選擇就不容易確定。傳統(tǒng)夾具，例如三爪卡盤(pán)、雙頂尖安裝等都不適用于扇形板，因此我們可能需要設(shè)計(jì)扇形板的專用夾具，這將大大增加零件的生產(chǎn)成本和勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)效率。如果選擇銑削，在加工上表面時(shí)，我們可以選擇下表面作為基準(zhǔn)。銑床上自帶的專用夾具可以滿足扇形板的需求，這樣就能大大提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于孔的加工，可以選用的加工方法很多，有鉆孔、鉸孔、鏜孔、拉孔等。鉆孔的精度一般在IT10左右，顯然不能滿足零件的精度要求。而鉸孔的精度一般可達(dá)到IT8～I(xiàn)T7左右，因此可以考慮幾種加工方法相結(jié)合的方案。考慮到加工精度的要求和工藝的簡(jiǎn)易程度，對(duì)于φ22的大孔，可以采用鉆、擴(kuò)、鉸孔加工方案；對(duì)于φ8的小孔，采用鉆、鉸加工方案就能滿足要求。對(duì)于扇形板的φ48外圓弧的加工，可以考慮采用數(shù)控銑床加工，以下表面和φ22孔為基準(zhǔn)。

2 毛坯的選擇及熱處理

毛坯的選擇，對(duì)于零件的加工精度有極大的影響。不同的毛坯材料適用于不同的加工工藝和生產(chǎn)規(guī)模。在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程之前，必須根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的毛坯類(lèi)型、制造方法以及毛坯精度。對(duì)于加工精度比較高的零件，我們應(yīng)該選擇精度也高一點(diǎn)的毛坯材料和制造方法。同時(shí)，零件材料的消耗量、加工工序數(shù)量、生產(chǎn)效率也與毛坯的選擇有很大的關(guān)系。

常用的毛坯種類(lèi)有鑄件、鍛件、焊接件、型材等。鑄件又可以分為砂型鑄造、金屬性鑄造、離心鑄造、壓力鑄造和精密鑄造等。鍛造可以分為模鍛、自由鍛、精密鍛造等。焊接件、型材也各分為幾種。扇形板的毛坯材料可采用45鋼，制造工藝為鑄造，鑄造類(lèi)型為金屬性鑄造。為了減少生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，毛坯宜采用批量生產(chǎn)。對(duì)于后面的機(jī)械加工而言，毛坯形狀越接近零件的最終形狀越好，這樣零件材料的消耗量和工藝步驟都會(huì)大大地減少。但是，形狀要求越高的毛坯，其制造難度也就越大。我們需要綜合考慮兩者之間的關(guān)系，確定出經(jīng)濟(jì)效益最好的毛坯形狀。同樣對(duì)于毛坯的加工精度也是如此，要全面考慮零件的各項(xiàng)要求。

機(jī)械加工總是離不開(kāi)各種熱處理，選擇一種合適的熱處理方法能夠大大提高零件的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)于零件的重要性不可言喻。熱處理可以分為普通熱處理和表面熱處理。在扇形板的機(jī)械加工之前，需要進(jìn)行預(yù)備熱處理。扇形板的預(yù)備熱處理可以采用退火加調(diào)質(zhì)處理。扇形板的機(jī)械加工全部完成后，需對(duì)零件進(jìn)行最終熱處理，如淬火、回火等。通過(guò)各種熱處理，能滿足扇形板的力學(xué)性能，充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度與韌性，從而提高扇形板零件的使用壽命。

3 加工方案的確定

確定加工方案時(shí)，需要綜合考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、毛坯的材料和制造工藝、加工精度、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)性等各方面的要求，從而制定出最好的加工方案。通過(guò)前面對(duì)卷取機(jī)扇形板零件圖的工藝分析，卷取機(jī)扇形板的加工方案最終如下所示：

3.1 平面的加工

1）粗銑扇形板的上表面：銑床選用X63臥式銑床，以下表面為粗基準(zhǔn)，最終加工表面粗糙度可達(dá)到Ra12.5。

2）粗銑扇形板的下表面：以上表面為基準(zhǔn)，最終加工表面粗糙度為Ra6.3。

3）精銑扇形板的下表面：以上表面為基準(zhǔn)，最終加工表面粗糙度為Ra3.2。

4）精銑扇形板的上表面：以下表面為基準(zhǔn)，最終加工表面粗糙度為Ra6.3。

3.2 孔的加工

1）φ22孔：先對(duì)φ22孔進(jìn)行鉆孔加工，鉆床采用立式鉆床，加工精度為IT10以上。接著對(duì)φ22孔進(jìn)行擴(kuò)孔加工，最終的加工精度可達(dá)到IT10～9。然后再進(jìn)行粗鉸加工，加工精度可達(dá)到IT8～I(xiàn)T7左右。以上加工步驟的基準(zhǔn)都可以選為扇形板的下表面。粗鉸完成后，需要對(duì)φ22孔的兩面進(jìn)行倒角加工，倒角為1×45°，基準(zhǔn)為扇形板的上、下表面。最后對(duì)φ22孔進(jìn)行精鉸加工，使扇形板φ22孔的加工精度達(dá)到IT7～I(xiàn)T6左右，也相當(dāng)于Ra1.6左右。這樣，φ22孔就加工完成了。

2）φ8孔：對(duì)3個(gè)φ8孔進(jìn)行鉆孔→粗鉸→精鉸加工，以扇形板的下表面和φ22孔中心線為基準(zhǔn)，最終加工精度可達(dá)到IT7左右。

3.3 φ48外圓弧的加工

對(duì)外圓弧的加工，可采用銑削，加工步驟為粗銑與精銑兩步，最終的加工表面粗糙度為Ra3.2左右，基準(zhǔn)為扇形板的下表面和φ22孔中心線，銑床選用X63臥式銑床。

3.4 最終處理

對(duì)扇形板加工表面進(jìn)行清洗操作，剔除表面的毛刺；檢查扇形板的結(jié)構(gòu)形狀與加工精度是否符合要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)卷取機(jī)扇形板的加工工藝進(jìn)行分析研究，提高了扇形板的加工精度與工作性能，有利于延長(zhǎng)扇形板的使用壽命。同時(shí)也在一定程度上改善了卷取機(jī)的工作性能，減少了其故障發(fā)生率。

［1］ 劉順?shù)h.扇形板的加工工藝與工裝分析［J］.有色金屬加工，2013（4）：47-49.

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［3］ 田宏霞，王偉.卷取機(jī)中扇形板加工工藝的改進(jìn)［J］.維修與改造，2008（11）：74-75.

［4］ 鄭麗，傅愛(ài)君.改進(jìn)卷筒軸與扇形板加工工藝的研究［J］.一重技術(shù)，1996（3）：104-106.

（編輯啟 迪）

TH 162

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1002－2333（2014）05－0255－02

丁慶福（1958—），男，工程師。

2013-12-23