二十輥軋機機架孔專用鏜床加工方法
2017-6-8 來源：齊齊哈爾大學 作者：錢琳,王世剛,曲波
摘要: 針對現有的二十輥軋機機架加工方法的弊端，設計了二十輥軋機機架專用鏜床，介紹此設備的性能參數，此設備提高了軋機機架的加工精度和生產效率。
關鍵詞: 二十輥軋機機架; 鏜床; 梅花孔; 精加工
機架是不銹鋼二十輥冷軋機設備中的核心零件，其制造精度直接影響到軋輥的安裝精度，進而影響成品鋼板的尺寸精度［1 － 5］。圖 1 是機架外形圖，其中的加工難點是對稱分布的 8 個梅花形深孔。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。此零件的加工難點為對稱分布的 8 個梅花形深孔，目前的加工方法是用鏜床單個孔依次加工，結果是無法直接加工達到設計要求精度。中國第二重型機械集團( 德陽) 萬信工程設備有限責任公司，利用專門工裝及輔助支撐在三坐標跟蹤儀的實時跟蹤檢測配合下在鏜床進行精加工，可達到設計要求，但加工過程中由于工裝鏜桿本身較長，鏜桿會彎曲下垂，最大彎曲量約為0． 047 mm，會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量孔中段，發現有偏差，需要對孔中段進行一次光刀修復，并且耗時長［6］。
1.機架的主要技術參數
材質: ZG270 － 500;重量/kg: 50 032外形尺寸/mm × mm × mm: 2 356 × 2 400 × 2 480;無損檢測: UT、MT。
圖1 機架外形圖
2.二十輥軋機機架孔專用鏜床
針對以上制約加工精度瓶頸的特點，二十輥軋機機架孔專用鏜床的設計從以下兩方面入手:第一，針對鏜削加工過程中鏜桿截面尺寸小，鏜削過程中鏜桿變剛度的問題，在加工允許范圍內設計大截面鏜桿，使變剛度鏜削過程問題轉變為等剛度鏜削，同時設計減振結構，減小半圓孔加工過程中振顫影響;第二，需要解決 8 孔中任意一個孔自身精度超差或其中任意兩孔之間的形位公差超差，將導致機架精度超差的問題。解決過程如下: 首先，如果實現鏜桿等剛度鏜削，根據“運動相對論”原理，則將鏜桿伸長運動轉化為長鏜桿的水平運動及工件靜止或工件的運動及長鏜桿靜止兩種狀態，結構示意如圖 2。
狀態一: 長鏜桿的水平運動及工件靜止，此時由于鏜桿長度大，水平運動時，鏜桿部分由于“杠桿比例縮放原理”會將導軌間隙放大，影響加工精度，所以采用狀態二，即工件的運動及長鏜桿靜止。二十輥軋機機架重量為 65 t 及 90 t 兩種規格，為保證工件直線運動的精度及增強抗震性，工件運動導軌采用閉式靜壓導軌，其具有導軌運動速度的變化對油膜厚度的影響小，載荷的變化對油膜厚度的影響小，液體摩擦系數僅為0． 005 左右，油膜抗振性好等優點，可以實現工件慢速進給，深孔等剛度鏜削，解決了原來變剛度鏜削時鏜桿變形隨鏜孔深度增加而增大的問題。
由于原有加工方法需要單獨完成 8 個孔的加工，整體工件精度受 8 次機床定位誤差的干擾及每次單孔加工時人為因素誤差的影響等，二十輥軋機機架孔專用鏜床以一次加工完成所用孔鏜削為指導思想，設計鏜頭系統( 如圖 3) ，鏜頭系統共由 8組鏜頭組成，8 組鏜頭相對固定且位置公差遠小于機架八孔位置公差要求，即可解決所有鏜削機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特的刀具定位技術，重復定位精度達到 0． 002 mm，半精度時加工刀具最小徑向進給量為 0． 05 mm，精加工時刀具最小徑向進給量 ± 0． 005mm，滿足高精度孔徑加工需求。根據機架的圖紙，我們可以看出，梅花形深孔為非整圓孔，對切削加工的影響較大，也是加工的難點的關鍵所在。
本鏜床在切削加工時，八孔鏜頭采用獨特的齒差阻尼減振技術及鏜刀對位加工方法，可使孔加工的粗糙度更好及調高刀具的使用壽命。即在深孔鏜削加工過程中，沿工件梅花中心對稱的兩個孔一同加工，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，從而對加工精度及刀具使用壽命產生影響。
表 1 二十輥軋機機架孔專用鏜床參數
圖 4 為二十輥軋機機架孔專用鏜床三維仿真，參數如表 1。
3.結語
首先，二十輥軋機機架孔專用鏜床專有機械結構設計，解決了機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題。能真正意義上的解決機架梅花孔精度加工精度不高的難題，打破制約國產二十輥軋機精度低的瓶頸，同時可以向其他軋機產品進行延伸，如四輥軋機、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，整體提高我國軋機行業的制造精度。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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