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      摘要：闡述了在實踐中對矯直設備及直線度檢測過程中可能出現(xiàn)的缺陷及盲區(qū)，提出自己的見解與解決辦法，為今后工作提供借鑒。

     矯直工作指圓鋼棒材和模具扁鋼的矯直及直線度檢測，以滿足工件熱處理調(diào)質(zhì)前后兩次機械加工的要求，最大限度降低材料切削量，提高材料利用率。我公司是國內(nèi)最早擁有SXP-65型1400t臥式旋轉(zhuǎn)精鍛機和20m鐘罩式熱處理爐的公司，長期生產(chǎn)鉆鋌、方鉆桿、限動芯棒等超長工件，矯直工作是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。投產(chǎn)初期擁有一臺由第二重型機器廠仿前蘇聯(lián)生產(chǎn)15MN立式油壓矯直機（同期生產(chǎn)兩臺，第二重型機器自用一臺）。多年來隨著公司快速發(fā)展，先后與德國MAE公司、天津鍛壓機床廠、燕山大學、洛陽弘洋公司等單位合作生產(chǎn)引進多臺設備，作為這項工作的參與者，現(xiàn)將工作中的心得體會與大家分享（見圖1~圖3）。

       圖1 天津鍛壓機床廠10MN油壓矯直機（矯直四方鉆桿）

       圖2 洛陽弘洋公司參與制造16MN油壓矯直機（矯直限動芯棒）

       圖3 第二重型機器廠15MN矯直機（矯直鉆鋌）

     矯直相關設備

     壓力機與額定壓力的選擇由產(chǎn)品規(guī)格、性能范圍決定無異議。在理想的矯直設備中兩錘砧墊鐵間距應可以自由調(diào)整，以適應不同規(guī)格、強度的變形工件。工件變形彎曲呈曲線，矯直施壓后呈直線，曲線長度大于直線長度，因此施壓矯直時兩錘砧墊鐵受向外張力，產(chǎn)生位移。當墊鐵用絲杠傳遞時絲杠會彎曲損壞，設計時應考慮。長工件在臥式爐加熱調(diào)質(zhì)，由于熱應力和組織應力雙重作用變形嚴重，矯直翻轉(zhuǎn)時只能同時使用兩個翻轉(zhuǎn)輪，超過兩個必定有一個起阻擋作用。對于翻轉(zhuǎn)輪和傳動輥，可設計多個但翻轉(zhuǎn)輪不可同步控，必須分別控制，工作時根據(jù)工件長度和所處位置選擇最佳兩輪使用。適合矯直工作的最小最大長度取決于傳動輥間距，最小長度大于輥距兩倍，小于兩倍工件會失控落地，最大長度取決于壓力機一側輥子總長。從理論上來講，工件總長51%小于一側輥子總長即可，但考慮到安全性建議工件懸空量不大于總長1/3。設計時考慮產(chǎn)品長度，合理設計輥數(shù)量、間距，合理使用場地。
 

      矯直與檢測
 

     實際工作中矯直與檢測是相輔相成、密不可分，檢測發(fā)現(xiàn)問題，矯直解決問題，再檢測驗證結果滿足要求。

     傳統(tǒng)矯直工作是依靠裸眼觀測來進行，最后用劃針（百分表）來驗證。隨著公司快速發(fā)展與材料對矯直溫度要求，實現(xiàn)矯、檢同步和自動化控制一直是公司努力方向，直到引進德國MAE公司生產(chǎn)15MN自動矯直機（見圖4）才得以實現(xiàn)。該設備雖然采用了電子測距、伺服電動機、傳感器實現(xiàn)計算機全程控制，最大工件達28m，但對工件變形量要求在40mm以下，其傳感器所測量采集的依然是變形工件在旋轉(zhuǎn)過程中偏離軸線部分的起伏和跳動，相當于劃針（百分表），矯直原理是樸素原始的。用劃針檢測是點檢測，在長工件上任選幾點正好檢測到最大彎曲點是小概率，需要多點交叉檢測。

     德國MAE公司全自動矯直機用工件的快速連續(xù)翻轉(zhuǎn)和縱向高速往返運動來彌補。同時點檢測也會對矯直產(chǎn)生誤導的趨勢，稍加彎曲整體就偏離軸線都需矯直，實際只需矯直兩關節(jié)處。工件變形是三維空間的彎曲翹起，平面展示僅代表傾向與趨勢。如圖5所示，當工件以A、B 兩點為軸線（置于翻料機上）時，工件整體都偏離軸線都需施壓矯直，實際上只需矯C、D兩點即可。這也是德國MAE公司對工件原始變形量有要求的原因，工件變形越大，不良效果的趨勢越大。加壓矯直時若壓力過大造成工件反向變形彎曲，要隨即將工件翻轉(zhuǎn)180°加壓矯直確保各受力點和最大變形點重合，避免出現(xiàn)小公差內(nèi)的波峰波谷現(xiàn)象。實際生產(chǎn)中更多采用裸眼觀測達到一定范圍后，再使用劃針檢測矯直，第一點選在距工件端部0.5m處，以后每隔1m檢測一點進行矯直，合格后再返回前一點復檢復矯，確保有足夠量重合。確保A、C、D和C、D、B分別在一直線上則A 、B 、C 、D 在同一直線上。空心管矯直主要是避免壓扁形成橢圓和局部凹陷破壞現(xiàn)象。

      圖4 德國MAE公司15MN精校機C型結構壓機與傳統(tǒng)三梁四柱式

     長期實踐認為可壓矯的條件為工件壁厚和內(nèi)孔直徑比大于1:10時可進行，但兩支點（錘砧）間距要大于工件外徑8倍，錘頭不可接近錘砧形成剪切。臺階軸矯直主要是指汽輪機主軸之類的多臺階長軸，采用“先兩端后中間”的對稱式矯直，克服檢測的不足，提高效率。厚壁管內(nèi)孔定位的矯直需要在工件兩端放置反光板，觀測內(nèi)孔明暗光差來進行。如圖6所示，B點凸起阻擋會反射成亮點，A 點凹陷光源照射不到形成暗點，判斷彎曲部位施壓矯直。
 

      最終檢測

     （1）用劃針檢測 第一點選在距端部0.5m處，以后每隔1m檢一點，最大限度接近最大彎曲變形點，條件允許時盡可能將工件兩端置于翻轉(zhuǎn)輪上，否則可能造成不準確。如圖7所示，當A、B 兩點置于翻轉(zhuǎn)輪（即以AB 為軸線）檢測最大形變量為L 1（E點）；當C 、D 兩點置于翻轉(zhuǎn)輪上（即以CD為軸線）檢測則E 點變形量為L 2，B 點變形量為L 3；顯然L 2、L 3均小于L 1、沒有反映工件真實變形量。

     當工件變形不在一個方向形成波峰波谷（俗稱“S”彎）時，如圖8所示，當翻轉(zhuǎn)輪置于A 、B 兩點（即以AB 為軸線）時，C 、D 兩點變形分別為L 1、L2，當翻轉(zhuǎn)輪置于C、B兩點（即以CB為軸線）時在A 、D 兩點變形均大于L 1、L 2。深孔鉆床夾位不在工件兩端易出現(xiàn)類似現(xiàn)象。

      （2）拉線 圓鋼應置于長度相當平臺，線繩置于工件兩端垂直切線的切點盡可能拉直。對稱相隔90°拉四面，線繩與工件最大距離即為最大變形量；對模具扁鋼平面檢測可在兩端放等高磁鐵（或機加件）線繩與工件不接觸，線繩與工件距離與磁鐵（機加件）高度差即為變形量。對帶錐度或三角的工件拉其中線，中線到兩邊輪廓線距離差的一半即為變形量。