大型筒體在數(shù)控龍門(mén)銑床上的加工工藝

方月桂

（南寧廣發(fā)重工集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001）

Φ 4.2 m×14 m滾動(dòng)軸承水泥磨機(jī)，是南寧廣發(fā)重工集團(tuán)有限公司2010年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的用于圈流粉磨各種水泥熟料的首臺(tái)且是規(guī)格最大的新產(chǎn)品。2011年6月15日，該系列水泥磨產(chǎn)品及其主要零件“滾動(dòng)軸承”均獲得了國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利。首臺(tái)產(chǎn)品自2010年6月使用至今，一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

該水泥磨機(jī)筒體最大直徑4.296 m，總長(zhǎng)度14.45 m，總質(zhì)量約91.2 t。其主要加工尺寸是筒體兩端法蘭的端面及止口，公差精度要求較高。兩端止口的同軸度及平行度，對(duì)整機(jī)的正常運(yùn)行十分關(guān)鍵。受公司設(shè)備客觀條件的限制，原來(lái)一直都是在大車(chē)床上加工，現(xiàn)改為安排在數(shù)控龍門(mén)鏜銑床上加工，筆者對(duì)加工工藝做了如下的探討和實(shí)踐。

1 加工工藝分析

該磨機(jī)與傳統(tǒng)產(chǎn)品的最大區(qū)別，在于不用大、小齒輪傳動(dòng)，而是采用中心傳動(dòng)的形式?；剞D(zhuǎn)部分是磨機(jī)的主體，由進(jìn)、出料螺旋筒與進(jìn)、出料中空軸和筒體等部件組成，筒體是整臺(tái)水泥磨機(jī)的關(guān)鍵件，如圖1所示。

圖1 筒體零件加工示意圖

2 加工技術(shù)要求及難點(diǎn)

（3）筒體直徑Φ 4.296 m，總長(zhǎng)度14.45 m，凈質(zhì)量約91.2 t。筒體超長(zhǎng)超重，公司沒(méi)有適用的大型車(chē)床進(jìn)行加工。如果想在車(chē)床上加工，只能委托廣西區(qū)外的大型企業(yè)。

（4）由于沒(méi)有專(zhuān)用的大車(chē)床設(shè)備，在北京龍門(mén)鏜銑床上加工工件需調(diào)頭，在兩次裝夾的情況下，要求按圖紙的公差尺寸加工。

（5）數(shù)控龍門(mén)銑床加工工件的最高尺寸為5 m，根據(jù)工藝加工需要，設(shè)計(jì)的兩件等高的筒體支承V型塊，能承受約100 t總質(zhì)量的重力，且與筒體組裝后的高度≤5 m。

3 加工過(guò)程工藝設(shè)計(jì)

由于沒(méi)有專(zhuān)用的大車(chē)床設(shè)備，在數(shù)控龍門(mén)鏜銑床上加工，工件需調(diào)頭，在兩次裝夾的情況下，要求按圖紙的尺寸進(jìn)行加工，其制造工藝技術(shù)難度是相當(dāng)高的，同時(shí)在加工過(guò)程中，也需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的工藝裝備，給工藝、工裝的安排實(shí)施，提出了新的要求。

為了解決筒體的加工難題，工藝人員根據(jù)理論上的可行性要求，編制了該筒體的加工過(guò)程實(shí)施辦法，并進(jìn)行了相關(guān)的工裝設(shè)計(jì)，具體如下：

3.1 車(chē)削加工

先加工筒體法蘭。外圓、內(nèi)孔分別按工藝要求的尺寸加工，外圓內(nèi)孔其余均按圖紙要求的尺寸加工到成品，再轉(zhuǎn)鉚焊車(chē)間組焊。

3.2 銑削加工之一

（1）按圖2所示，將兩件等高的筒體支承V型塊，放置于北京龍門(mén)銑床設(shè)備工作臺(tái)上，兩V型塊中心距之間的距離為14 300 mm，并校正兩件V型塊的V型斜面，使2個(gè)V型斜面在同一平面上。

圖2 筒體裝夾、工藝塊焊接意圖

（2）將整體組焊后的筒體放置于兩件筒體支承V型塊上，利用北京龍門(mén)銑床，用百分表校正筒體兩端序號(hào)2端板的內(nèi)孔Φ 2 140 mm，用液壓千斤頂調(diào)整，使兩端內(nèi)孔的同軸度≤Φ 0.3 mm，并利用機(jī)床作如下操作：

一是劃出工件十字中心線，如圖2、圖3所示的水平中心線（兩端）與垂直中心線，打明顯樣沖孔；

二是在B端序號(hào)2端板上按藍(lán)圖劃出Φ 3 200 H9內(nèi)孔止口加工位置線，打明顯樣沖孔；三是工件不移動(dòng)。

圖3 筒體零件端面示意圖

3.3 鉗焊加工

按圖2、圖3，在工件上各焊接2件工藝塊1、工藝塊2。

3.4 銑削加工之二

（1）壓緊工件。按圖2所示，用鋼帶、壓板壓緊工件；

（2）校正工件。用百分表復(fù)校Φ 2 140 mm內(nèi)孔，圓度允差≤Φ 0.05 mm，利用數(shù)控編程作如下操作：

一是加工B端序號(hào)2端板上的Φ 3 200 H9內(nèi)孔止口至成品，并記錄此時(shí)內(nèi)孔中心的坐標(biāo)數(shù)值；

二是通知檢查員檢查。

3.5 銑削加工之三

（1）按圖2加工工藝塊的C面、D面、，銑平即可。

（2）將工件調(diào)頭180°后，放置于兩V型塊上，用液壓千斤頂調(diào)整，按圖2所示作如下操作：

一是調(diào)整工件，用百分表校正工藝塊上的C面、D面，要求在筒體兩端的位置上允差≤0.05 mm；

二是移動(dòng)主軸，用百分表校正已加工好的B端Φ 3 200 H9內(nèi)孔止口，允差≤Φ 0.10 mm，并記錄此時(shí)機(jī)床的坐標(biāo)數(shù)值；

三是移動(dòng)機(jī)床主軸到筒體未加工的A端，利用數(shù)控記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算，使機(jī)床主軸中心與已加工的B端Φ 3 200 H9內(nèi)孔止口同心；

四是加工A端序號(hào)2端板上的Φ 3 200 H9內(nèi)孔止口至成品，并記錄此時(shí)內(nèi)孔中心的坐標(biāo)數(shù)值；

五是通知檢查員，檢查兩端法蘭的止口同軸度及平行度要求。

4 加工過(guò)程的工裝設(shè)計(jì)

數(shù)控龍門(mén)銑床加工工件的最高尺寸為5 m，根據(jù)工藝加工需要，設(shè)計(jì)兩件等高的筒體支承V型塊，要求兩件V型塊能承受約100 t總質(zhì)量的重力，且與筒體組裝后的高度≤5 m。如圖4所示。

圖4 支承工裝示意圖

根據(jù)筒體的結(jié)構(gòu)、加工及承受的重力要求，經(jīng)過(guò)受力校核分析，將V型塊設(shè)計(jì)為組焊件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由4種零件組焊而成，每件V型塊工裝總質(zhì)量為、210 kg，加工前要求整體進(jìn)行退火，加工過(guò)程中分別支承在筒體的兩端。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）筒體在數(shù)控龍門(mén)銑床上的成功加工，節(jié)省了委外加工的往返運(yùn)費(fèi)成本約為32萬(wàn)元。因?yàn)橥搀w總質(zhì)量為91.2 t，需辦理零件運(yùn)輸超重通行證，費(fèi)用約為28萬(wàn)元，加上過(guò)橋過(guò)路費(fèi)約為3萬(wàn)元，還有4元/km的運(yùn)輸費(fèi)。

（2）節(jié)約了工裝方面的制造成本。因?yàn)槿绻诖筌?chē)床上加工該筒體，兩端還需設(shè)計(jì)總質(zhì)量約為8 t的心軸工裝，而在北京龍門(mén)銑上加工，只需2件V型塊，工裝總質(zhì)量約0.42 t，節(jié)省工裝材料7.58 t，節(jié)約工裝材料費(fèi)及加工費(fèi)約5萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

Φ 4.2 m×14 m滾動(dòng)軸承水泥磨機(jī)大筒體的加工工藝方案，成功解決了沒(méi)有大型車(chē)床加工筒體的技術(shù)難題，筒體的支承V型塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，能保證工件正常平穩(wěn)地加工。對(duì)于只需加工端面及端面上的孔類(lèi)、不需加工外圓的各種同類(lèi)筒體或零件，在數(shù)控龍門(mén)銑床允許承載范圍內(nèi)，需要調(diào)頭加工的方法，均可參照該工藝方法實(shí)施生產(chǎn)，加工工藝適用范圍廣泛，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]趙長(zhǎng)發(fā).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2008.

[2]安 琦，顧大強(qiáng).機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[3]王志明.數(shù)控技術(shù)[M].上海：上海大學(xué)出版社，2009.

[4]郭 遜.重型機(jī)械制造、裝配、工裝設(shè)計(jì)新技術(shù)新工藝與技術(shù)測(cè)量及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用手冊(cè)[K].哈爾濱：黑龍江文化電子音象出版社，2006.