大型板帶軋機機架機械加工精度的控制措施

黃 琨

（河鋼集團邯鋼公司連鑄連軋廠，河北 邯鄲 056015）

大型板帶軋機的機架是主要的機械加工定位結(jié)構(gòu)，也承擔(dān)著機械加工期間的大部分設(shè)備重量，在實際機架運行的過程中對于加工精準(zhǔn)度的要求非常高，但是實際機架運行出現(xiàn)誤差的情況也比較常見，因而在機架運行精度控制方面必須要采取科學(xué)的優(yōu)化措施，來提高機架結(jié)構(gòu)運行的穩(wěn)定性，對機械加工過程中結(jié)構(gòu)位移、定位誤差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，促進(jìn)設(shè)備機械加工的質(zhì)量與效率提升。

1 大型板帶軋機機架機械加工精度控制的重點分析

大型板帶軋機設(shè)備運行的質(zhì)量與機械加工產(chǎn)品的最終制造效果之間是成正比關(guān)系的，影響機械加工質(zhì)量的主要因素就是機械加工設(shè)備運行的精度。大型板帶軋機機架是設(shè)備運行精度控制的主體結(jié)構(gòu)，根據(jù)機架的具體規(guī)格和運行特點，需要明確精度控制的重點，從而促進(jìn)精度控制的有效性提升。

1.1 機架設(shè)備尺寸的精準(zhǔn)掌控

大型板帶軋機機架結(jié)構(gòu)當(dāng)中包含的組成內(nèi)容較多，并且結(jié)構(gòu)的運行具有復(fù)雜的特點，在實際機架結(jié)構(gòu)工作的過程中，各個組成部位的運行都會對機架總體運行的效果產(chǎn)生影響，組成部位哪怕是細(xì)微性的問題，機架結(jié)構(gòu)運行的效果都會出現(xiàn)比較明顯的變動[1]。因而對于機架設(shè)備尺寸的精度掌控，需要對機架結(jié)構(gòu)的各個零件部位和生產(chǎn)溫度、力的方向、力的大小等細(xì)節(jié)性內(nèi)容，進(jìn)行全方位的管理和調(diào)控，保證所有結(jié)構(gòu)都能按照正確、規(guī)范的形態(tài)工作運轉(zhuǎn)，在細(xì)節(jié)性的控制方面必須要得到重視，保證各個細(xì)節(jié)運行之間能夠保持穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的狀態(tài)，從而實現(xiàn)機架整體運行精準(zhǔn)度的保持。另外，機架設(shè)備尺寸精準(zhǔn)度的掌控，還需要從整體的角度出發(fā)，對機架機械加工期間整體結(jié)構(gòu)運行的協(xié)調(diào)性進(jìn)行優(yōu)化，機械加工是一項系統(tǒng)性的活動，要讓系統(tǒng)當(dāng)中所有運行環(huán)節(jié)之間能夠順暢的銜接，不發(fā)生多余的操作與碰撞，保持整體運行力的平衡狀態(tài)，強化機架結(jié)構(gòu)加工期間的穩(wěn)定性，促進(jìn)精度控制水平提升的同時，也能促進(jìn)機械加工效率的提升。

1.2 機架設(shè)備變形問題的調(diào)控

大型板帶軋機的機架結(jié)構(gòu)形體比較龐大，對應(yīng)的機架結(jié)構(gòu)就比較重，通常機械生產(chǎn)活動的周期比較長，機架在連續(xù)工作的狀態(tài)下，運行期間需要克服重力進(jìn)行運轉(zhuǎn)，再加上機械生產(chǎn)之間的外力作用比較多，機架結(jié)構(gòu)長時間工作期間容易出現(xiàn)變形的問題。機架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形后，會引發(fā)更多的精度無法掌控的情況，因而需要對機架設(shè)備變形問題進(jìn)行時刻關(guān)注。另外，針對機架設(shè)備變形的問題，要以預(yù)防為主，當(dāng)機架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形之后，想要完全調(diào)整回與原本一模一樣的狀態(tài)，幾乎是不可能。由于機架設(shè)備變形問題的引發(fā)原因比較多，就需要在機械生產(chǎn)的過程中進(jìn)行重點調(diào)控，對影響因素進(jìn)行更多的關(guān)注和管控。

1.3 機械切割加工表面粗糙度的管控

機架結(jié)構(gòu)在開展機械加工時，對產(chǎn)品表面進(jìn)行切割加工，就會與產(chǎn)品表面有相應(yīng)的摩擦接觸，對于加工表面的粗糙度有直接的作用力[2]。大型板帶軋機機架結(jié)構(gòu)切割加工，是通過刀具進(jìn)行操作，刀具在實際運行期間通過機械力量完成切割，刀具切割的效果會受到機械震動、刀具材質(zhì)與刀具表面完整度等方面的影響。因而對于機械切割加工表面粗糙度的管控重點，是對刀具的實際形態(tài)進(jìn)行調(diào)整，對切割加工的刀具振動頻率進(jìn)行合理的調(diào)控，保持震動力量的一致性，避免震蕩效果不同使刀具切割效果產(chǎn)生差異。對刀具材質(zhì)的選擇進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)產(chǎn)品切割的實際要求選擇適合的材質(zhì)，保證切割的質(zhì)量。還要對刀具質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，如果出現(xiàn)損壞及時更換新的刀具。

1.4 機架結(jié)構(gòu)對稱性的調(diào)整管控

大型板帶軋機機架設(shè)備屬于對稱結(jié)構(gòu)，對稱結(jié)構(gòu)具備不同的功能，一個負(fù)責(zé)操作，一個負(fù)責(zé)驅(qū)動。在機架工作的過程中，兩個對稱結(jié)構(gòu)的運行參數(shù)需要保持相同狀態(tài)，才能實現(xiàn)機架加工期間持續(xù)保持良好的精準(zhǔn)狀態(tài)。兩側(cè)的機架結(jié)構(gòu)運行不是同步的，一側(cè)完成相應(yīng)的機械加工操作之后，另一側(cè)開始運行之前要對精度參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。通常情況下對稱結(jié)構(gòu)的參數(shù)誤差上下范圍需要控制在0.03之內(nèi)，才能讓整體機架的運行保持勻速穩(wěn)定，滿足機械加工的標(biāo)準(zhǔn)要求。因而，在實際機架對稱結(jié)構(gòu)開始運行之前，相應(yīng)的管理人員就要先對兩個對稱結(jié)構(gòu)的運行參數(shù)值進(jìn)行檢查，保證對稱結(jié)構(gòu)在運行期間能夠保持相同的狀態(tài)，避免出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致兩個對稱結(jié)構(gòu)運行加工實效出現(xiàn)偏差，影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和形態(tài)。

2 大型板帶軋機機架機械加工精度控制具體優(yōu)化措施分析

大型板帶軋機在機械加工企業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中保質(zhì)保量的運行，對于企業(yè)機械加工生產(chǎn)效益提升、產(chǎn)品質(zhì)量口碑建立以及機械加工能效的強化均有重要意義。對大型板帶軋機機架機械加工精度控制是保障設(shè)備機械加工質(zhì)量水平提升的必要舉措，機架機械加工精度影響因素較多，控制措施需要持續(xù)強化，因而下面對其控制的具體優(yōu)化措施展開分析。

2.1 機架內(nèi)部機械加工設(shè)備性能的優(yōu)化選擇

大型板帶軋機機架在開展機械加工時，需要依靠各項加工設(shè)備來進(jìn)行實際的加工操作，那么實際上對機架的加工精度控制，就是對機械加工設(shè)備精度影響性能的控制[3]。因而要優(yōu)化選擇機械加工設(shè)備的性能，來促進(jìn)機架運行整體精度控制水平。機架在機械加工生產(chǎn)之前，需要通過吊運的形式進(jìn)入生產(chǎn)場地，并在生產(chǎn)場地進(jìn)行現(xiàn)場校對，對各項結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝和參數(shù)設(shè)定，在這過程中的精度影響因素較多，各項組成結(jié)構(gòu)的固定效果是強化的重點。

首先，在吊運的過程中要盡可能的保持運輸過程的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)劇烈的晃動，安裝加工工件時，對安裝的穩(wěn)固性進(jìn)行確認(rèn)，保證加工工件在后期運行受到較大外力作用時不會出現(xiàn)松動的情況，一般需要用裝夾工具進(jìn)行加固，在操作的過程中要讓工件的內(nèi)外水平面與機床加工表面的水平線保持平行狀態(tài)，進(jìn)一步保障安裝穩(wěn)固效果。

其次，采用的加工設(shè)備適用性與本身的精準(zhǔn)度控制性能要重點了解、確認(rèn)，加工設(shè)備本身的精準(zhǔn)度控制能力較高的情況下，機架結(jié)構(gòu)整體運行期間設(shè)備自身就能夠很好的控制自身操作行為，避免誤差的產(chǎn)生。要積極應(yīng)用具備自動化技術(shù)的設(shè)備類型，自動化的自主調(diào)控性能較強，精度控制效果更佳。最后，機架結(jié)構(gòu)規(guī)模比較龐大，加工設(shè)備的重量也非常大，設(shè)備的應(yīng)力接受能力與結(jié)構(gòu)體的剛度性能要保持較高的水平，才能在機械加工這種較大外力施壓的環(huán)境當(dāng)中，保持穩(wěn)定堅固的狀態(tài)工作，進(jìn)而實現(xiàn)精度的有效控制。

2.2 針對機架結(jié)構(gòu)變形問題的改善

機架結(jié)構(gòu)變形問題需要重點防控，要明確可能引發(fā)機架結(jié)構(gòu)變形的因素有哪些，在機架使用運行期間進(jìn)行重點防控。具體來說，加工期間產(chǎn)生力的作用，長期對機架結(jié)構(gòu)施加外力有可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，可以在加工的工藝運行期間，適當(dāng)?shù)脑黾討?yīng)力退火和自然時效工序?qū)ψ冃螁栴}進(jìn)行解決處理。機架結(jié)構(gòu)本身克服重力作用引發(fā)的變形問題，比較難以調(diào)控，克服自重加上外力作用施壓，會引發(fā)繞曲變形和扭曲變形，需要運用更大的力量將扭曲的部位調(diào)整回來。

機架結(jié)構(gòu)進(jìn)行半精加工的過程中，通過自然時效工藝的處理，大部分的加工應(yīng)力作用被轉(zhuǎn)移消耗掉，設(shè)備結(jié)構(gòu)會呈現(xiàn)側(cè)立，這時候的扭曲變形程度相對比較弱。這時候，側(cè)立狀態(tài)下的外部結(jié)構(gòu)表面能夠保持平整，表面結(jié)構(gòu)均在同一水平面上，對于變形的表面結(jié)構(gòu)可依照外部結(jié)構(gòu)表面的水平狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，通過裝夾調(diào)整以及繼續(xù)完成精加工操作，就可以實現(xiàn)對變形的處理，保持機架結(jié)構(gòu)運行的精準(zhǔn)度控制。在對機架變形問題的有效處理當(dāng)中，要保證變形問題發(fā)現(xiàn)的及時性，不能等到變形程度已經(jīng)非常明顯之后才進(jìn)行調(diào)整處理，那樣會大大增加處理恢復(fù)的難度，也很難回到最初的裝配標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

2.3 機架加工工件形態(tài)位置精準(zhǔn)度控制優(yōu)化

機架加工工件是產(chǎn)品加工的實操結(jié)構(gòu)，對加工精準(zhǔn)度控制水平的體現(xiàn)最為直接，也是誤差最容易產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，是機架加工精準(zhǔn)度控制的重點任務(wù)，對加工工件形態(tài)與位置進(jìn)行精準(zhǔn)掌控，避免誤差的形成[4]。首先，對加工機床運行的操作方向、軸向誤差的實際標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行核對，根據(jù)實際機架機械加工的方案要求，對方向進(jìn)行調(diào)控，運用專業(yè)的測量方法對方向與誤差范圍進(jìn)行調(diào)控。通?？梢允褂么罄硎匠哌M(jìn)行測量活動，還可以先對完全符合標(biāo)準(zhǔn)的工件進(jìn)行測量，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對工件的其他方位結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量。可以根據(jù)實際測量的便捷度情況選擇最適宜的測量方式，保證誤差測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

其次，對加工機床的運行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一般情況下機械加工生產(chǎn)活動都是采用數(shù)控機床設(shè)備，參數(shù)的調(diào)控可以通過數(shù)控操作就能夠準(zhǔn)確的完成，但是要保證參數(shù)調(diào)整輸入的準(zhǔn)確性，參數(shù)設(shè)定完成后對照相應(yīng)的加工標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，保證參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，從而實現(xiàn)對加工機床的形態(tài)位置的精準(zhǔn)控制。最后，在機架機械加工的場地安裝幾個百分表，對加工操作過程進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)百分表與加工操作時效性的對比，來確定精加工的過程運行實際情況，作為精加工誤差控制與相應(yīng)形位調(diào)整的依據(jù)。

2.4 機架機械加工過程中的尺寸誤差調(diào)控

對于機架尺寸的測量需要利用標(biāo)準(zhǔn)量棒和機床數(shù)顯共同進(jìn)行測量，實際上機架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行機械加工的過程中，設(shè)備結(jié)構(gòu)的溫度會隨著操作時間越長而上升，設(shè)備結(jié)構(gòu)的溫度變化對加工尺寸的控制會產(chǎn)生相應(yīng)的影響作用，溫度上升至相對較高的水平時，設(shè)備運行的硬度、剛度會稍微的變?nèi)?，尺寸就會隨之產(chǎn)生變化。在加工過程中的誤差控制，首要任務(wù)就是對加工期間溫度變化的調(diào)控，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加工各個設(shè)備的運行溫度需要維持在20℃的狀態(tài)。溫度的調(diào)控需要根據(jù)機械加工企業(yè)的生產(chǎn)地區(qū)氣候特點進(jìn)行合理的調(diào)控，各個季節(jié)的溫度變化范圍都不一樣，要在機械加工之前將生產(chǎn)場地的溫度進(jìn)行調(diào)整。

在機械加工場所放置一個溫度計，對室內(nèi)的溫度水平進(jìn)行測量，然后根據(jù)溫度情況調(diào)整生產(chǎn)場地的室內(nèi)溫度。另外需要注意的是，無論是什么季節(jié)早晚溫差都比較明顯，溫差變化會使加工設(shè)備結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變化，溫度變冷時會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)“縮水”的情況，溫度過高時設(shè)備結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生膨脹的情況，在機械加工活動開始之前，除了將環(huán)境溫度調(diào)控到20℃狀態(tài)，還要觀察機械加工設(shè)備的線性膨脹系數(shù)是否在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，如果產(chǎn)生了變化要及時的調(diào)整回來，并且生產(chǎn)場地的溫度要保持恒溫狀態(tài)，不要在機械加工生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)溫度變化，影響加工設(shè)備的尺寸控制水平。

3 結(jié)語

大型板帶軋機機架結(jié)構(gòu)由于體積較大的緣故，在機械加工運行操作期間的精準(zhǔn)度控制的阻礙力較大。再加上機架結(jié)構(gòu)當(dāng)中包含著若干的加工設(shè)備，每個加工設(shè)備的調(diào)控都是精度控制的關(guān)鍵，對于機架加工精度的操控是一項系統(tǒng)、精細(xì)的工作，需要機械加工企業(yè)重視起來，抓住精度調(diào)控的重點，在應(yīng)用機架設(shè)備開展機械加工時，能夠?qū)ψ冃螁栴}消除，對誤差進(jìn)行預(yù)防調(diào)控，促進(jìn)大型板帶軋機運行精度的有效提升。