關于鍍鋁鋅線卷取機卷筒加工工藝的研究及討論

王丹

摘 要：該文以25萬噸級的鍍鋁鋅線卷取機卷筒為例，首先針對卷筒的實際加工難點進行了分析，進而針對其加工工藝從具體的幾個細節分別進行了闡述，最后針對扇形板的加工從工藝難點及解決辦法等層面分別進行了表述。卷取機是精整生產線中的重要設備之一，而卷筒則是卷取機的核心部件。在機組待機時可縮小直徑，方便機組上料或者卸料，機組運行時，卷筒可脹大至工作直徑，將帶材頭部緊緊夾住，以便卷取機與其它設備（如軋機、張立機等）建立張力，實現整齊穩定的卷取。因此卷筒的加工精度對最后成品的質量有很大影響。

關鍵詞：鍍鋁鋅線 卷取機 卷筒加工 工藝

中圖分類號：TG174.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0110-01

25萬噸級卷取機所應用的卷筒相比于一般的卷筒在結構的形式上存在很大的區別，對于卷筒、鉗口壓板、鉗口斜楔、空心芯軸、扇形板以及鉗口下壓板等各種零部件的具體精度要求都非常高，在進行這一類零部件的加工時經常會出現加工工藝性較差或者是外形相對單薄等問題。這些零部件是否能夠到達要求精度在很大程度上決定著卷筒整體的裝備精度。下面針對這種卷筒在設計階段所需要注意的一些工藝上的難點進行了具體的分析。

1 主軸的加工難點及解決辦法

主軸的零件：主軸總長度：1609 mm，內花鍵的長度：520 mm，距右端589 mm，距左端500 mm。進行主軸加工時的難點主要在于當前的實際加工技術很難真正滿足內花鍵的設計要求，一方面沒有行程為1200 mm的插床；另一方面還沒有理想的花鍵拉床。在進行花鍵位置設計時，經常將其加工在工件整體的中間位置，因此其具體的加工工況很難有效控制，與此同時，現有的測量技術并不能滿足花鍵加工后的測量需求，因此加工的實際結果不能很好地實現有效掌握。

結合已有的一些實踐加工經驗，針對以上這些加工的難點可以采取刨床沖花鍵這種加工形式，在刨床刀架處安裝設計好的刀桿，將刀桿的方向控制和導軌相互平行，然后借助于工件在導軌上的平行移動來完成整個沖削的過程，這種加工原理和插床的原理相類似，區別在于運動方向上的不同。

采用這種工藝最主要的問題是讓刀的多少。一旦吃刀量大、工件行程過長亦或是刀體、刀桿的剛度較差，都會造成工件沖削量出現不同程度的差異。因此，設計一個相對合理的刀桿、解決讓刀、測量等問題就變得非常重要。

1.1 刀桿的設計

（1）通常情況下，刀桿本身直徑和其長度的比值對刀體的工作效果會產生非常大的影響，如果具體工件的長度被確定下來，那么相應的刀桿長度和其最佳的直徑長度也就能確定下來。如果刀桿的直徑過小，就很容易導致刀體在加工過程中發生過多的振動，這一方面影響了刀體的使用壽命，另一方面影響了工件的加工粗糙程度。而反之，刀桿的直徑過長，就會導致刀桿本身的質量增大，如果超出了整個設備所能承載的范圍，就會出現刀桿很難被帶動的問題。

（2）在實際的加工過程中，刀體在回程時不能和工件發生硬性的接觸，這會導致刀體劃傷工件已經加工好的光滑表面或者引起刀桿振動。因此，在進行設計時可以在刀桿上連接設計一個彈簧，這樣就能起到很好的緩沖作用，即便是發生碰撞也不會產生幅度較大的振動。

（3）在確定刀體尺寸時需要考慮吃刀量大小和加工效率等。如果刀體設計過大，雖然提升了加工的效率，但同時也會增大吃刀量，進而使得刀桿（在）發生振動時很容易出現打刀的情況進而影響到刀體的使用壽命，這樣反而降低了工作的效率。而相反的話就會造成加工效率整體下降，通過實踐表明，刀體的最佳尺寸在14 mm左右，材質以白鋼最佳。

1.2 讓刀

所謂的讓刀問題是指如果刀桿的長度過長的話，就很容易在進行加工時出現花鍵加工行程過大的問題。要想有效避免或是盡可能地減少讓刀問題的出現，首先需要對刀桿進行科學、合理的設計，在保證刀桿在一定荷載能力基礎上最大程度地提高刀桿本身的直徑。其次，還需要合理地考慮吃刀量的大小，如果吃刀量處于一個較小范圍的話，那么出現讓刀問題的概率就會非常小，但與此同時，設備的加工效率也會隨之降低。所以說，為了同時保證加工的效率和加工的效果，應該在最大合理吃刀量的基礎上進行讓刀的減小。通過實踐發現，在進行粗加工時，最佳的吃刀量是3 mm，在進行精加工時，最佳的吃刀量是1 mm。

1.3 測量方法

對花鍵進行測量時可以借助花鍵樣板進行測量，具體在實際的加工過程中，每加工出一個新的鍵槽，就制作出一個對應的鍵槽樣板。在進行樣板的匹配時要著重強點位置的一致性，這樣可以有效避免受力不均和接觸不均的問題出現。

2 扇形板加工難點及解決辦法

扇形板由于需要和鉗口壓板、鉗口斜楔以及鉗口下壓板等進行裝配，因此結構比較單薄，對應的壁厚差也大，這就使其在進行加工或者是氮化處理工藝時很容易發生變形。為了解決這種問題，在進行扇形板的具體加工時，一方面要利用時效來消除機械加工產生的應力；另一方面要最優化地選擇工藝參數和工藝流程，尤其是氮化處理工藝參數（特別是出爐溫度）直接關系到變形的具體程度。經過反復的實踐可以得出：當出爐的溫度超過300℃時，扇形板變形量會超出1.5 mm，當出爐溫度小于100℃時，扇形板的實際變形量會小于0.1 mm。

對扇形板進行的組合切削同樣是加工時需要注意的一個主要問題，對于這一問題可以事先利用模擬好的設計輔具進行扇形板的模擬組合裝配，當其符合工作狀態的具體要求時在進行磨削和切削。

3 結語

卷取機的卷筒加工主要涉及到一些具體主要零部件的加工，實現其有效、科學的加工為整個設備的精確工作奠定了重要的基礎。在具體的工藝設計上我國還相對比較落后，需要結合具體的實踐操作去逐漸摸索，相信在未來通過不懈的努力一定會實現高精度鍍鋁鋅線的成套生產。

參考文獻

[1] 王文博，侯云峰.轉盤卷取機活動支承的結構改進及分析[J].一重技術，2012（4）：16-18.

[2] 羅威，鄭玉福，夏汝濱.鍍鋅線卷取機優化改造[J].中國重型裝備，2011（1）：2-23.

[3] 王清亮，盧興華，張陵.熱連軋卷取機動力學行為研究及數值仿真[J].機械科學與技術，2003（2）：209-211，271.

[4] 王先云，董相連，閻雪峰.熱軋卷取機卷筒頭部軸承異常損壞的分析與處理[J].重型機械，2011（3）：31-35.

[5] 牛艷美.脫脂生產線卷取機的傳動設計簡介[J].制造業自動化，2009（9）：40，201.

[6] 彭邦遠，周勇生.新鋼熱連軋卷取機卷形優化措施的應用[J].工業計量，2010（S1）：84-85，87.