合裝加工法在滑塊式縱剪機關鍵零部件加工中的應用

祝興民，于學軍

（國機鑄鍛機械有限公司，山東 濟南 250306）

縱剪機是帶鋼精整生產線的關鍵設備。公司生產的縱剪機在剪切0.5mm 以下帶鋼時出現毛刺大、發熱大、噪聲大、刀軸研住等問題。更換零件維修后不久問題又出現。

縱剪機主軸研住，維修人員在現場拆不下主軸，回公司處理；拆裝過程中，發現固定牌坊側下刀軸軸承內圈和刀軸已經研在一起，用千斤頂頂、大錘敲也紋絲不動；用氣割把軸承切割開，拆下后，把固定牌坊和滑塊放置到加工機床的工作臺檢測，牌坊和滑塊滑動面的間隙不均勻0.03mm～0.08mm；固定牌坊下刀軸安裝軸承處內孔，孔橢圓度0.02，同軸度0.06mm～0.08mm；上刀軸軸軸承安裝孔橢圓度0.04mm～0.06mm(左右小、上下大)，同軸度0.06mm～0.10mm；同時還存在端面與軸承孔不垂直0.04mm～0.06mm。刀軸軸承安裝孔不同軸，刀軸長反別的狀態下，長時間運轉生熱把潤滑油脂烤干、刀軸和軸承就研住、出現刀軸轉不動現象。

在加工精度超差的情況下，采用國產軸承，空運轉半小時，牌坊安裝軸承壓蓋處用測溫槍檢測，溫度很快就升到40～50℃，甚至更高；采用進口NSK 軸承，溫升稍慢，但長時間后也會達到50℃甚至更高。

牌坊的加工工藝順序為：焊接→退火→加工底面到位（一次裝夾、加工到位）→加工頂面到位（旋轉工作臺）→加工牌坊內檔和端面到位；滑塊的加工工藝順序為：鑄件→退火→加工周邊到位→加工內孔端面到位；沒有壓百分表裝夾零件，沒有頂百分表加工零件；裝配時，牌坊和滑塊合配、接觸面刮花、裝配刀軸。以上工藝存在加工應力釋放、裝夾形變、加工過程位置變化等問題。在當前的加工能力下，提高牌坊和滑塊的加工質量尤為重要。

1 合裝加工法

購置高精度大型數控加工機床，提高單個零件的加工質量和精度是解決問題的辦法；在當前的加工能力下，采取合理的、可操作的加工工藝和工序變成了迫切需要；數個零件裝配在一起、誤差累計等，使合裝精度很難達到使用要求。合裝加工法就是把幾個零件合裝后，根據實際需要，對合裝后的零部件進行精加工，以使合裝后的零部件加工質量精度達到實際使用要求。

2 工藝分析

2.1 加工工藝難點

牌坊和滑塊的結構如圖1 所示，牌坊上刀軸軸承孔的同軸度控制在0.03mm 之內；滑塊上刀軸軸承孔的同軸度控制在0.03mm 之內；滑塊的軸承安裝孔的橢圓度控制在0.03mm 之內；牌坊和滑塊的軸承安裝孔端面與軸承孔垂直、軸承安裝孔內側軸肩與軸承安裝孔垂直、垂直度控制在0.02mm 之內；滑塊的軸承孔的軸線與牌坊的軸承孔的軸線平行，平行度控制在0.02mm 之內。如果是雙縱剪機，牌坊側面還要有相同的安裝定位基準。

圖1 牌坊和滑塊的結構

2.2 加工工藝過程

牌坊加工工藝過程如下：焊接→熱處理噴刷→超聲波探傷→劃線→粗加工→精加工（底面、頂面、內檔寬度到位，內檔厚度留合裝精加工余量）。

滑塊加工工藝過程如下：鑄件→熱處理噴刷→超聲波探傷→劃線→熱處理噴刷→超聲波探傷→粗加工（各面留加工余量）→滑塊滑動面磨削到位。

牌坊和滑塊合裝及合裝后加工工藝過程：牌坊和滑塊合配→精加工主軸孔端面→鏜軸承孔到位。

2.2.1 牌坊的加工基準和加工工序

牌坊加工的關鍵點為：精加工前要壓表裝夾、頂表加工，提前加工工藝基準面（方便裝夾、拉表找正）；粗、精加工分開，加工精度合格與否直接決定了該零件的合格與否，因此在此工序進行加工前必須充分考慮好具體的加工步驟以及可能影響加工精度的各種因素。如：在關鍵件加工前要對加工機床的幾何精度進行全面檢查、看機床的幾何精度是否能夠實現零件的加工精度要求；加工粗加工后松開裝夾的零件是讓粗加工產生的應力釋放、如粗加工后再進行二次熱處理，會讓焊接應力和粗加工應力更完全的釋放，減少精加工后的形變和變形。

精加工前，工作臺上固定等高墊處不得有高點、毛刺、鐵屑等，工件放置到等高墊后，各接觸面用塞尺檢查是否貼實。

等高墊裝夾牌坊的前面，工作臺與等高墊、牌坊與等高墊的接觸面0.03mm 塞尺不入，要拉表找正、控制在0.03mm 之內，頂表裝夾、裝夾零件的過程、百分表變化在0.03mm 之內，加工底面、牌坊頂面尺寸到位，順手在底板周邊加工工藝基準面；等高墊裝夾牌坊底面、注意點跟上邊相同，加工內檔寬度尺寸到位，注意內檔厚度方向單面留0.5mm 合裝加工余量。牌坊精加工完、松開裝夾前，檢驗零件的尺寸和精度，檢驗數據存入產品檔案。現實中，零件松開裝夾前，各加工尺寸和精度堪稱完美，但松開裝夾后，零件尺寸和精度會變幾絲、幾十絲甚至更多。此時就顯出零件裝夾的重要性，顯示出操作人員的能力水平。

2.2.2 滑塊的加工基準和加工工序

滑塊加工關鍵點：粗、精加工分開，滑塊在牌坊的滑動面要磨削，保證滑動面的平行度和平面度。

粗加工各面，內孔和端面單面留0.5mm～1mm 加工余量。

精加工前的裝夾如圖2 所示，等高墊裝夾要盡量采用合理的裝夾方式，減少裝夾帶來的變形影響。

圖2 滑塊的裝夾方式

按裝夾變形小的裝夾，拉表找正、壓表裝夾、頂表加工，精加工滑塊高度方向尺寸到位；形似的裝夾方式，加工滑塊滑動面（單面留0.2mm 磨削量）和滑動面的油槽及油孔；磨削滑塊的滑動面尺寸到位，保證滑動面的尺寸和精度要求。

把滑塊的檢驗尺寸和精度數據，做好檢驗記錄單，存入產品檔案。

2.3 合裝工序

（1）滑塊的滑動面磨削。把此滑動磨削面作為合配刮研基準用，滑塊的滑動面刮研打花，滑動面的接觸面和接觸點數。

（2）滑塊和牌坊的滑動面合配、刮研。刮研時，牌坊內檔刮研打花，然后把滑塊和牌坊的滑動面用涂紅丹粉法檢查接觸面和接觸點數；豎直放置牌坊、吊裝滑塊放置到牌坊內檔、松開滑塊、滑塊會緩緩從內檔頂部滑到底部，接觸面和接觸點均勻都滿足要求后，記錄查看、記錄數據，方可按圖3 進行合裝。

圖3 合裝工序示意圖

2.4 合裝后加工基準和加工工序

（1）工件的裝夾、找正、加工。等高墊裝夾牌坊底面、拉表牌坊底板側面和牌坊內檔端面找正，壓表裝夾、變形控制在0.03mm 之內，各接觸面用0.03mm塞尺檢查，要求塞尺不入，檢查合裝用工裝壓緊上滑塊后的內孔變形量，要求變形量控制在0.03mm 之內；然后至少兩個方向（前后、左右）頂表加工，加工牌坊一側安裝軸承的內孔及端面，記錄好有關加工尺寸數據，保證兩軸孔直徑尺寸、軸線平行度、軸孔端面相對軸孔的垂直度。

工作臺旋轉，拉表牌坊底板的側面和已加工的牌坊端面找正，加工牌坊另一側安裝軸承的內孔及端面，記錄好有關加工尺寸數據，保證兩軸孔直徑尺寸、軸線平行度、軸孔端面相對軸孔的垂直度、軸孔內軸肩相對軸承孔的垂直度。

操作人員自檢有關尺寸和精度。

精加工完、松開裝夾前，讓零件檢驗人員檢驗零件的尺寸和精度（包括松開前后、尺寸數據的變化），零件檢驗數據存入產品檔案。

2.5 加工注意事項

①精加工前的裝夾，拉表找正、壓表裝夾、頂表加工；②控制合裝工裝造成內孔的變形量；③精加工時要控制合適的吃刀量和進給速度，提高加工精度；④使用合適的冷卻液提高表面光潔度。

3 檢驗關鍵尺寸

按照以上合裝加工法，牌坊和滑塊的合裝尺寸和精度均控制在0.03mm 之內；裝配后上下刀軸的平行度、刀軸的徑向跳動均在0.02mm 之內；加上采用錘擊法檢查刀軸的軸向竄動。滑塊式縱剪機在公司內空運轉試車，未再出現牌坊軸承處燙手的情況；縱剪機未發生刀軸研住現象。采用此方法安裝400m/min 重卷線經長時間運行，經受住了考驗。

4 結論

本文主要研究了合裝加工法在縱剪機牌坊和滑塊加工中的應用，并詳細介紹了加工過程和注意事項。采用本工藝流程加工的牌坊和滑塊，總裝后的滑塊縱剪機，在某客戶0.3mm 厚的帶鋼、以400m/min速度修邊，經受了長時間運行的考驗，完全能夠滿足客戶的生產需求。

合裝加工法在公司加工中得到了堅決執行和推廣，滑塊縱剪機已實現量產，為實現滑塊式縱剪機的整機精度提供了有力保證。該工藝方法去除了零件合裝的誤差積累，提高了產品質量，避免了重大質量事故發生，提高了公司信譽，提高了公司經濟效益。