鉸接式鉗口扇形板的加工工藝

楊學(xué)軍

(中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，陜西富平 711711)

鉸接式鉗口扇形板的加工工藝

楊學(xué)軍

(中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，陜西富平 711711)

針對(duì)鉸接式鉗口扇形板形狀復(fù)雜、加工難度大的問(wèn)題進(jìn)行分析，介紹了采用軌跡法在數(shù)控鏜床上加工對(duì)刀及找正基準(zhǔn)，然后由刨床用成型刨刀接刀刨出，最后鉗工研磨，鉗口扇形板的加工精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

卷取機(jī);卷筒;鉗口扇形板;成型刨刀

0 前言

開(kāi)卷機(jī)和卷取機(jī)分別位于軋制生產(chǎn)線的頭部和尾部。開(kāi)卷機(jī)位于軋機(jī)入口側(cè)，其作用是支撐卷狀帶材并按照軋制速度要求將卷狀帶材展開(kāi)，為軋制提供原材料，即起送料作用。卷取機(jī)位于軋機(jī)出口側(cè)，其作用是支撐卷材并按照軋制速度的不同以相應(yīng)的速度將帶材軋制成品卷繞成卷，即起收料作用［1］。

卷筒作為卷取設(shè)備的關(guān)鍵部件，是冶金設(shè)備制造行業(yè)中公認(rèn)的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，制造難度最大、周期最長(zhǎng)的設(shè)備，也是技術(shù)附加值最高的產(chǎn)品。中冶陜壓重工設(shè)備有限公司在為武鋼生產(chǎn)的2 250 mm平整機(jī)組中，其中的卷取機(jī)卷筒中的鉗口扇形板為鉸接結(jié)構(gòu)，該類型工件在國(guó)外都用四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床用包絡(luò)法加工，這就需要用專業(yè)的自動(dòng)編程軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而中冶陜壓重工設(shè)備有限公司目前因?yàn)橘Y金原因，一直沿用手工編程來(lái)完成數(shù)控機(jī)床編程工作，由于需要大量的復(fù)雜運(yùn)算，手工編程對(duì)此幾乎無(wú)能為力，況且若用此方法加工，加工效率較為低下，將占用數(shù)控鏜床較長(zhǎng)時(shí)間，因數(shù)控鏜床負(fù)荷極重，必須找出一種適合于中冶陜壓重工設(shè)備有限公司的加工方法。

1 加工工藝分析

武鋼2 250 mm平整機(jī)組的卷取機(jī)卷筒中的鉗口扇形板為鉸接結(jié)構(gòu)，卷筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖2為鉗口扇形板的結(jié)構(gòu)圖，其主視圖外形為多段曲線及直線組合，其φ80f7外圓弧面為3/4圓弧，尺寸精度及表面粗糙度要求很高，用傳統(tǒng)工藝很難加工，解決該圓弧的加工成為制定工藝方案的關(guān)鍵。

圖1 卷筒結(jié)構(gòu)Fig.1Reel structure

圖2 鉗口扇形板結(jié)構(gòu)圖Fig.2Structure of segment with fixed jaw

由于該圓弧面與基準(zhǔn)A面尺寸及位置精度要求高，無(wú)法用手工測(cè)量方法檢測(cè)，因此φ80f7外圓弧面的定位精度，也是制約加工成功與否的關(guān)鍵。

2 工藝實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過(guò)分析研究，決定由數(shù)控鏜床用軌跡法加工對(duì)刀及找正基準(zhǔn)，然后由刨床用成型刨刀接刀刨出，最后鉗工研磨達(dá)圖，用數(shù)控鏜床加工軌跡可以保證定位精度，用成型刨刀可以保證尺寸及形狀精度，研磨可以提高表面粗糙度。

具體工藝過(guò)程為:毛坯鍛造→粗刨主視外形→鏜床粗平兩端面→調(diào)質(zhì)處理→鏜床半精平兩端面→數(shù)控鏜床半精加工找正基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)及對(duì)刀基準(zhǔn)→半精刨軸向外形→半精銑兩端面及各槽→消應(yīng)力→數(shù)控鏜床精加工找正基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)及對(duì)刀基準(zhǔn)→精刨軸向外形→精銑兩端面及各槽加工其余各部、去掉卡頭→鉗工研磨→與卷筒組裝精加工外圓。

以下主要介紹φ80f7外圓弧面及主視圖外形的精加工。

2.1 數(shù)控鏜床加工外形及裝夾基準(zhǔn)

如圖3所示裝夾，正面對(duì)鏜頭工件，在工作臺(tái)上壓平尺作為找正及測(cè)量基準(zhǔn)，按平尺及φ80f7外圓母線雙向找正:按數(shù)控程序在工件兩端部分別銑主視外形各面，深度50 mm，其中φ610 mm圓弧面留量6.5 mm，其余外形面加工滿足圖紙要求，表面粗糙度為Ra3.2，作為刨床找正及對(duì)刀用，并加工兩側(cè)工藝卡頭周邊作為刨床裝夾基準(zhǔn)，加工時(shí)以圖3所示B面定位，φ80f7圓心為編程零點(diǎn)。

圖3 編程基準(zhǔn)及坐標(biāo)選擇Fig.3Programming reference and coordinate

2.2 精刨外形

以數(shù)控鏜床所加工長(zhǎng)度的兩側(cè)作為對(duì)刀基準(zhǔn)，沿X、Y向分別找正至0.03 mm/全長(zhǎng):

(1)以數(shù)控鏜床加工基準(zhǔn)對(duì)刀，粗刨φ610 mm圓弧面留量6.5 mm，達(dá)Ra6.3;精刨除φ80f7外各部外形滿足圖紙要求;

(2)圖3所示工件下端朝上，左端對(duì)側(cè)刀架，在工藝凸臺(tái)(圖4示A面)下面墊等高塊，并在其上面壓壓板，以數(shù)控鏜床所加工長(zhǎng)度兩側(cè)對(duì)刀基準(zhǔn)沿X、Y向分別找正至0.03 mm/全長(zhǎng)，以數(shù)控鏜床加工基準(zhǔn)對(duì)刀用成型刨刀接刀精刨φ80f7外圓，要求接刀光滑，達(dá)Ra3.2。注意裝卡時(shí)懸空處應(yīng)多處加墊，但不能壓壓板，加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按數(shù)控鏜床加工對(duì)刀基準(zhǔn)對(duì)刀。(刨φ80f7外圓時(shí)應(yīng)在側(cè)刀架及上刀架上各裝一把刀，通過(guò)兩刀架上的刨刀聯(lián)合動(dòng)作，完成φ80f7外圓的加工，見(jiàn)圖4)。

圖4 刨床加工示意圖Fig.4Diagram of planing

圖4表示刨刀的四個(gè)工位，龍門刨床上刀架及側(cè)刀架同時(shí)動(dòng)作，分兩次完成加工。

2.3 鉗工研磨

制作專用研磨板，用研磨板研磨φ80f7外圓弧面，表面粗糙度達(dá)Ra1.6。

3 結(jié)語(yǔ)

按照上述方案制造的鉗口扇形板，經(jīng)過(guò)國(guó)外專家及武鋼用戶聯(lián)合檢驗(yàn)，尺寸及形位公差完全能夠滿足圖紙技術(shù)要求，加工質(zhì)量得到了國(guó)外專家及用戶的首肯，低廉的制造成本及工藝可靠性得到了車間的一致好評(píng)，為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］周國(guó)盈.帶鋼卷取設(shè)備［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1982:35-41.

［2］梁愛(ài)生.鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1993:123-125.

［3］呂政.對(duì)我國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析［N］.中國(guó)冶金報(bào)，2005-9-20(2).

［4］梁愛(ài)生.鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1993:123-125.

［5］呂亞臣.重型機(jī)械工藝守則［M］.哈爾濱:哈爾濱出版社，1998:194-204.

［6］本洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.北京:北京出版社，1996:143-156.

［7］鄒家祥.軋鋼機(jī)械［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007:199-204.

［8］王先逵，吳丹.制造技術(shù)中的模糊邏輯決策研究［J］.中國(guó)機(jī)械工程，2000，11(1):157-162.

Processing technology of hinge joint segment

YANG Xue-jun
(MCC-SFRE Heavy Industry Equipment Co.，Ltd.，F(xiàn)uping 711711，China)

This article introduces a complex-shape＆difficult processing technology for hinge joint segment，it first machines localization and alignment datum＆clamping reference by NC boring machine，then use planing machine manufacture shape of workpiece，it also introduces key processing technology.

tension reeling machine;reel;segment;shaping plane cutter

TH16

A

1001-196X(2014)06-0077-03

2014-05-12;

2014-07-11

楊學(xué)軍(1970-)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橐苯疖堉萍板憠涸O(shè)備的機(jī)械制造。