開坯軋機牌坊精密加工關(guān)鍵技術(shù)探討

唐建華

摘 ?要：文章介紹了開坯軋機牌坊的主要技術(shù)參數(shù)內(nèi)容，詳細分析了加工制造工藝流程以及關(guān)鍵工序質(zhì)量控制方法;對于關(guān)鍵工序加工的方法進行適當?shù)馁|(zhì)量控制，有利于提高加工精度，滿足生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：軋機牌坊;精密加工;工藝技術(shù)

中圖分類號：TG333.13 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0007-02

開坯軋機是長型材開坯、大棒及型鋼車間的主導機型，在軋鋼車間起著舉足輕重的作用。而牌坊是開坯軋機的基礎零件及主體零件。作為主體零件，它決定了部件中各組件和零件的相互位置，是影響開坯軋機協(xié)調(diào)運行的主要因素。因此牌坊的加工精度對開坯軋機部件裝配后的精度有決定性的影響。牌坊的粗加工安排在大型龍銑床或者大型臥式銑床上進行，半精加工、精銑在二十米龍銑上進行，精鏜在大型鏜床上進行，并刻軋制中心線及對稱中心線以備后期裝配。粗加工、半精加工與精加工之間穿插超聲探傷檢查、磁粉探傷檢查并修補相關(guān)缺陷。

1 ?主要參數(shù)及技術(shù)要求

1.1 ?開坯牌坊的主要加工參數(shù)

開坯牌坊的主要加工參數(shù)如下：

①牌坊總長7 000 mm，總寬度3 700 mm，總高度1 250 mm（頂部）。

②牌坊內(nèi)腔寬度1 750（0～0.20） mm，厚度420（0～0.20） mm。

③牌坊底腳止口尺寸3 110（-0.1～0） mm。

④牌坊壓下孔尺寸：圓螺母位置Φ720E9（+0.16～+0.36） mm，減速機位置1 000 H8（0～0.14） mm。

⑤牌坊窗口底面至底腳面尺寸50（0～0.05） mm。

1.2 ?技術(shù)要求

以下形位公差均以牌坊底腳面為基準面：

①軋機機架窗口底面的水平度（包括）：<0.05 mm/m;兩個牌坊之間窗口底面的水平度：<0.1 mm/m。

②軋機機架窗口的垂直度：<0.05 mm/m。

③軋機窗口內(nèi)側(cè)兩面對稱度0.1 mm，窗口內(nèi)側(cè)兩面平行度<0.05 mm/m。

④軋機機架側(cè)面垂直度：<0.05 mm/m。

⑤兩牌坊地腳止口尺寸要求：<0.05 mm。

⑥窗口底面至底腳面尺寸兩牌坊要求：<0.05 mm。

⑦止口面至窗口側(cè)面尺寸兩牌坊要求：<0.05 mm。

⑧壓下孔兩孔同心度要求：<0.04 mm

2 ?加工制造工藝流程

牌坊工藝流程的擬定是加工工藝中關(guān)鍵的一步，是工藝規(guī)程的總體布局。經(jīng)過探索和研究，牌坊的加工工藝流程如下：鑄件粗加工后回廠-檢測相關(guān)尺寸及超聲波探傷合格-劃線定粗基準-粗加工并定加工基準-時效48 h-半精加工、精加工牌坊外側(cè)（牌坊窗口及地腳止口暫不加工）-半精加工、精加工牌坊內(nèi)側(cè)及牌坊窗口及地腳止口-床檢-半精鏜、精鏜壓下孔各部-床檢、著色探傷-打磨外觀后進入裝配。

2.1 ?主要工藝流程

2.1.1 ?選擇定位基準

牌坊回廠探傷復檢合格后，第一道工序需要對牌坊進行整體劃線檢測相關(guān)加工面余量是否足夠，并劃出縱向中心線及橫向中心線（軋制中心線）整周作為粗加工定位基準。劃線時還需區(qū)分牌坊內(nèi)側(cè)及外側(cè)并進行標識。

牌坊粗加工時根據(jù)劃線找正校平后進行加工留好余量。粗加工后在以后的工序中則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準。

2.1.2 ?選擇表面加工方法

通過前述技術(shù)要求分析可知，牌坊的主要加工特征為平面、止口、壓下孔及其他鍵槽及安裝孔。平面、止口及鍵槽的加工方法主要選擇銑削;壓下孔的加工主要選擇鏜孔;其他安裝孔主要選擇鉆、鉸孔。

2.1.3 ?主要加工階段及簡介

牌坊的加工階段可分為以下幾個階段：

①劃線：檢查余量，確定粗基準。

②半精加工：粗加工留單邊余量3 mm并確定精基準。

③時效處理：工件放置48 h消除加工應力。

④精加工：

其一，找正等高墊0.05 mm以內(nèi)，牌坊找正裝夾;

其二，精銑牌坊外側(cè)面及周邊留單邊1.5 mm余量;

其三，外觀檢查及磁粉探傷;

其四，松壓板、釋放應力，精銑外側(cè)及周邊達圖;止口及窗口暫不加工;

其五，工件翻轉(zhuǎn)，等高墊找正0.02 mm以內(nèi)，找正工件;

其六，精銑牌坊內(nèi)側(cè)面留單邊1.5 mm余量;精銑止口面及窗口面留單邊余量1.5 mm;

其七，磁粉探傷及激光跟蹤儀復檢形位公差;

其八，精銑牌坊內(nèi)側(cè)面;精銑牌坊止口面及窗口面，保證相關(guān)形位公差要求;

其九，機床刻線，鉆攻各孔;

其十，工件翻轉(zhuǎn)，找正裝夾，機床刻線，鉆攻各孔;

其十一，著色探傷、床檢交檢。

⑤打磨外觀、攻絲、配作相關(guān)孔。

⑥進入裝配。

2.2 ?加工工序的優(yōu)先原則

根據(jù)基準的選擇、加工方法的確定和加工階段的劃分來安排牌坊的機加工工序順序，牌坊的加工工序一般遵循以下原則。

2.2.1 ?基準先行

即先加工牌坊基準表面，后加工牌坊功能表面。

2.2.2 ?先主后次

即先加工主要的牌坊內(nèi)側(cè)、外側(cè)、窗口及止口面，后加工次要鍵槽、孔等其他面。

2.2.3 ?先粗后精

即先安排牌坊粗加工工序，后安排牌坊精加工工序。

2.2.4 ?先面后孔

即先加工牌坊上各平面，后加工各個面上安裝孔。

對于牌坊的加工而言，由于其自身體積、質(zhì)量（44 800 kg）很大，基準較多，翻身一次費時費力，且找正麻煩，所以應盡量減少翻身次數(shù)，在實際精加工過程中，牌坊也只進行一次翻身，只是精加工時需注意安排多次進刀加工及釋放應力。

2.3 ?關(guān)鍵工序質(zhì)量控制

2.3.1 ?牌坊粗、精加工的機床選擇

開坯牌坊的加工，因是在數(shù)控銑鏜床上進行，進行工藝分析時主要從精度、效率兩方面來考慮。故牌坊粗加工及精加工可安排在不同機床上進行。粗加工可根據(jù)生產(chǎn)情況安排在臥式銑床或大型龍門銑床上均可，半精加工及精加工盡量安排在大型龍門銑床上進行加工，可降低裝夾難度且更容易保證精度，如此安排工藝既可達到圖紙要求控制加工質(zhì)量，同時又能充分合理的發(fā)揮機床的性能。

2.3.2 ?牌坊粗、精加工后外觀檢查及修補

牌坊粗加工及半精加工后需及時對牌坊外觀進行檢查并進行超聲波、磁粉探傷，以便提前發(fā)現(xiàn)表層缺陷進行補焊，減少精加工后牌坊返修幾率。發(fā)現(xiàn)缺陷后需及時進行補焊。缺陷補焊一般遵循以下原則：

①利用銑床將缺陷進行清理，需將缺陷徹底清除且補焊區(qū)域周圍20 mm以內(nèi)的油污、水、鐵屑等雜質(zhì)徹底清除。

②對缺陷位置進行用磁粉探傷或者著色探傷進行復檢。

③焊前預熱，因牌坊體積較大只能采用局部預熱。牌坊材質(zhì)為ZG20SiMn，預熱溫度為150～200 ℃。

④利用E 4303焊條對牌坊進行堆焊。

⑤焊后進行消除應力熱處理。

⑥檢驗合格后轉(zhuǎn)入后續(xù)工序。

精加工后需對牌坊進行外觀檢查及進行著色探傷，以便對牌坊外觀缺陷進行控制及處理。精加工后牌坊尺寸已滿足圖樣文件要求，此時牌坊如發(fā)現(xiàn)表面缺陷一般為圖樣要求探傷范圍內(nèi)的缺陷，但此缺陷需要進行處理，只需將缺陷位置徹底清除且應修得平整圓滑，不得存有尖角。

2.3.3 ?牌坊精加工時尺寸及形位公差控制要點

牌坊精加工時是保證關(guān)鍵尺寸、窗口面與底腳、止口面形位公差的重要時期。牌坊精加工時必須分多次進刀加工，加工至單邊余量1.5 mm時進行松壓板釋放加工應力（如工作臺允許可兩片牌坊同時裝夾交替加工可節(jié)約時間提高生產(chǎn)效率）;釋放應力后重新找正各面保證0.02 mm/1 000 mm以內(nèi)，此時可用機床或用激光跟蹤儀對牌坊窗口及底腳、止口面的形位公差進行復檢，確保形位公差滿足要求，如同一批次牌坊數(shù)量較多，首件加工必須進行全檢，其后可進行抽檢;以上工序完成后方可進行最后的精加工。

牌坊精加工時還需注意記錄和保證同一對牌坊的關(guān)鍵尺寸偏差控制在0.05 mm以內(nèi)（即使圖樣要求公差偏大也必須做工藝要求），才能保證最終的裝配符合要求。例如兩牌坊底腳位置止口尺寸、兩牌坊的窗口底面至底腳面尺寸、兩牌坊的止口面至窗口側(cè)面尺寸。

3 ?結(jié) ?語

開坯牌坊作為大型工件，結(jié)合其自身的特性，條件允許應選擇在大型的龍門銑鏜床上進行加工;牌坊作為開坯軋機的基礎零件及主體零件，作為主體零件，它決定了部件中各組件和零件的相互位置，并是軋機在生產(chǎn)中能夠協(xié)調(diào)運動的主要因素。因此牌坊的加工精度對開坯軋機部件裝配后的精度有決定性的影響，在加工中更應當注意加工精度控制，相互配合尺寸的調(diào)節(jié)。

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