二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床加工方法

錢　琳　王世剛　曲　波

(①齊齊哈爾大學(xué)，黑龍江 齊齊哈爾 161000;②一重集團(tuán)紹興重型機(jī)床有限公司，浙江 紹興 312000)

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二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床加工方法

錢琳①②王世剛①曲波①

(①齊齊哈爾大學(xué)，黑龍江 齊齊哈爾 161000;②一重集團(tuán)紹興重型機(jī)床有限公司，浙江 紹興 312000)

針對(duì)現(xiàn)有的二十輥軋機(jī)機(jī)架加工方法的弊端，設(shè)計(jì)了二十輥軋機(jī)機(jī)架專用鏜床，介紹此設(shè)備的性能參數(shù)，此設(shè)備提高了軋機(jī)機(jī)架的加工精度和生產(chǎn)效率。

二十輥軋機(jī)機(jī)架；鏜床；梅花孔；精加工

機(jī)架是不銹鋼二十輥冷軋機(jī)設(shè)備中的核心零件，其制造精度直接影響到軋輥的安裝精度，進(jìn)而影響成品鋼板的尺寸精度[1-5]。圖1是機(jī)架外形圖，其中的加工難點(diǎn)是對(duì)稱分布的8個(gè)梅花形深孔。梅花孔尺寸為8-R177.6(0+0.028) mm，孔距為(400.05±0.025)mm、(149.225±0.025)mm，孔深1 706 mm。此零件的加工難點(diǎn)為對(duì)稱分布的8個(gè)梅花形深孔，目前的加工方法是用鏜床單個(gè)孔依次加工，結(jié)果是無(wú)法直接加工達(dá)到設(shè)計(jì)要求精度。中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)(德陽(yáng))萬(wàn)信工程設(shè)備有限責(zé)任公司，利用專門工裝及輔助支撐在三坐標(biāo)跟蹤儀的實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)配合下在鏜床進(jìn)行精加工，可達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但加工過(guò)程中由于工裝鏜桿本身較長(zhǎng)，鏜桿會(huì)彎曲下垂，最大彎曲量約為0.047 mm，會(huì)影響孔深中間部位的精加工尺寸；精加工孔兩端尺寸到位后測(cè)量孔中段，發(fā)現(xiàn)有偏差，需要對(duì)孔中段進(jìn)行一次光刀修復(fù)，并且耗時(shí)長(zhǎng)[6]。

1　機(jī)架的主要技術(shù)參數(shù)

材質(zhì)：ZG270-500;

重量/kg:50 032

外形尺寸/mm×mm×mm:2 356×2 400×2 480；

無(wú)損檢測(cè)：UT、MT。

2　二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床

針對(duì)以上制約加工精度瓶頸的特點(diǎn)，二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床的設(shè)計(jì)從以下兩方面入手:

第一，針對(duì)鏜削加工過(guò)程中鏜桿截面尺寸小，鏜削過(guò)程中鏜桿變剛度的問(wèn)題，在加工允許范圍內(nèi)設(shè)計(jì)大截面鏜桿，使變剛度鏜削過(guò)程問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榈葎偠如M削，同時(shí)設(shè)計(jì)減振結(jié)構(gòu)，減小半圓孔加工過(guò)程中振顫影響；

第二，需要解決8孔中任意一個(gè)孔自身精度超差或其中任意兩孔之間的形位公差超差，將導(dǎo)致機(jī)架精度超差的問(wèn)題。

解決過(guò)程如下：首先，如果實(shí)現(xiàn)鏜桿等剛度鏜削，根據(jù)“運(yùn)動(dòng)相對(duì)論”原理，則將鏜桿伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏜桿的水平運(yùn)動(dòng)及工件靜止或工件的運(yùn)動(dòng)及長(zhǎng)鏜桿靜止兩種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)示意如圖2。

狀態(tài)一：長(zhǎng)鏜桿的水平運(yùn)動(dòng)及工件靜止，此時(shí)由于鏜桿長(zhǎng)度大，水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏜桿部分由于“杠桿比例縮放原理”會(huì)將導(dǎo)軌間隙放大，影響加工精度，所以采用狀態(tài)二，即工件的運(yùn)動(dòng)及長(zhǎng)鏜桿靜止。二十輥軋機(jī)機(jī)架重量為65 t及90 t兩種規(guī)格，為保證工件直線運(yùn)動(dòng)的精度及增強(qiáng)抗震性，工件運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌采用閉式靜壓導(dǎo)軌，其具有導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)速度的變化對(duì)油膜厚度的影響小，載荷的變化對(duì)油膜厚度的影響小，液體摩擦系數(shù)僅為0.005左右，油膜抗振性好等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)工件慢速進(jìn)給，深孔等剛度鏜削，解決了原來(lái)變剛度鏜削時(shí)鏜桿變形隨鏜孔深度增加而增大的問(wèn)題。由于原有加工方法需要單獨(dú)完成8個(gè)孔的加工，整體工件精度受8次機(jī)床定位誤差的干擾及每次單孔加工時(shí)人為因素誤差的影響等，二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床以一次加工完成所用孔鏜削為指導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)鏜頭系統(tǒng)(如圖3)，鏜頭系統(tǒng)共由8組鏜頭組成，8組鏜頭相對(duì)固定且位置公差遠(yuǎn)小于機(jī)架八孔位置公差要求，即可解決所有鏜削機(jī)架孔支架位置公差滿足圖紙要求且與鏜頭位置公差一致；八孔鏜頭采用獨(dú)特的刀具定位技術(shù)，重復(fù)定位精度達(dá)到0.002 mm,半精度時(shí)加工刀具最小徑向進(jìn)給量為0.05 mm，精加工時(shí)刀具最小徑向進(jìn)給量±0.005 mm，滿足高精度孔徑加工需求。

根據(jù)機(jī)架的圖紙，我們可以看出，梅花形深孔為非整圓孔，對(duì)切削加工的影響較大，也是加工的難點(diǎn)的關(guān)鍵所在。本鏜床在切削加工時(shí)，八孔鏜頭采用獨(dú)特的齒差阻尼減振技術(shù)及鏜刀對(duì)位加工方法，可使孔加工的粗糙度更好及調(diào)高刀具的使用壽命。即在深孔鏜削加工過(guò)程中，沿工件梅花中心對(duì)稱的兩個(gè)孔一同加工，這樣切削加工力由于方向相反，大小相等，從而作用力相互抵消，而單孔加工卻避免不了，從而對(duì)加工精度及刀具使用壽命產(chǎn)生影響。

表1　二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床參數(shù)

圖4為二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床三維仿真，參數(shù)如表1。

3　結(jié)語(yǔ)

首先，二十輥軋機(jī)機(jī)架孔專用鏜床專有機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決了機(jī)架梅花深孔加工的難題，解決了原加工方法中找正困難、加工精度容易超差等問(wèn)題。能真正意義上的解決機(jī)架梅花孔精度加工精度不高的難題，打破制約國(guó)產(chǎn)二十輥軋機(jī)精度低的瓶頸，同時(shí)可以向其他軋機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行延伸，如四輥軋機(jī)、六輥、偏八輥、十二輥、十四輥、十八輥、二十六輥、三十輥直至三十六輥軋機(jī)，整體提高我國(guó)軋機(jī)行業(yè)的制造精度。

[1]劉金華.20輥軋機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].重型機(jī)械,1988(6):5-11,28.

[2][美]V.B.金R伯格.高精度板帶材軋制理論與實(shí)踐[M].姜明東,王國(guó)棟,等譯.北京:冶金工業(yè)出版社,2000:1-20.

[3]翟書(shū)研.軋機(jī)中的機(jī)架概述[J].一重技術(shù),2001(1)：25-26.

[4]王曉光,龔杰.大型板帶軋機(jī)機(jī)架數(shù)控加工的形位公差控制[J].解決方案,2012(7)：150-152.

[5]王樓.包鋼2 250 mm立輥軋機(jī)機(jī)架的加工與裝配[J].中國(guó)新技術(shù)產(chǎn)品,2013(5)：167.

[6]陳驍,李凱.機(jī)架梅花孔精加工工藝方案[J].中國(guó)重型裝備,2015，3(1):27-29.

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Special 20 roller mill frame hole boring processing method

QIAN Lin①②, WANG Shigang①, QU Bo①

(①Q(mào)iqihar University, Qiqihar 161000, CHN; ②China First Heavy Industries, Shaoxing 312000, CHN)

Aimed at the existing 20 mill housing processing method drawbacks. Design a special boring machine for 20 mill housing. Introduce the performance parameters of this device. This device improves the precision and productivity of the mill stand.

20-roll milling; boring; plum blossom hole; finish machining

中國(guó)分類號(hào)：TH692.9A

(編輯孫德茂)(2015-08-05)

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