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在Φ140mm連軋管機(jī)組中，由切割機(jī)至運(yùn)輸設(shè)備，有一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制坯料切割長度的定尺機(jī)構(gòu)。在此機(jī)構(gòu)中，有一個(gè)導(dǎo)管，其形狀如圖1所示，零件中 心部位裝滾珠絲桿，精確控制擋板移動位置。擋板是以外圓作導(dǎo)向。由于擋板移動次數(shù)頻繁，傳動精度高，因此對外圓表面粗糙度及孔的同軸度要求很高。由于零件 形狀是長形薄壁件，因此存在剛性差等特點(diǎn)，在機(jī)械加工過程中及加工后容易變形，因此是Φ140mm連軋管機(jī)加工中難度較大的零件之一。零件數(shù)量為8件，通過編制機(jī)械加工工藝及生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)如下。
圖1 導(dǎo)管
一、材料及技術(shù)要求
毛坯為焊接結(jié)構(gòu)，主體鋼管尺寸為Φ273mm × 25mm，零件總長為5150mm。
材料：45號鋼。
重量：675Kg。
技術(shù)要求：
(1) Φ140H7與Φ212H7的不同軸度不大于0.04mm。
(2) Φ125H7與Φ265的不同軸度不大于0.04mm。
(3) Φ125H7、 2 × Φ50H7與Φ230H7的軸線不平度不大于0.02mm，同一平面內(nèi)偏差不大于0.05mm。
二、機(jī)械加工工藝特點(diǎn)分析
根據(jù)零件的技術(shù)要求，對各孔精度和外圓表而粗槌度以及孔平行度要求較高，由于零件形狀是長形薄壁件，并有60mm寬的通槽，因此，零件剛性很差，經(jīng)過切削加工后，切削產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會使零件變形，這是難以加工的主要因素。其難度可歸納為下列幾點(diǎn)。
(1) 由于主體上有長4416mm,寬60的通槽，易變形，外圓Φ265長尾4565mm;內(nèi)孔Φ212H7公差難以控制。
(2) 外圓表面粗糙度0.8um不容易達(dá)到。
(3) Φ212H7與Φ140H7的同心度要求高。
(4) Φ230H7與Φ140H7、Φ50H7的平行度要求高。
上述問題是編制導(dǎo)管工藝所需考慮的中心環(huán)節(jié)，從工藝原則上應(yīng)考慮：
(1) 機(jī)械加工分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)過程，使加工余量逐歩減小。零件的內(nèi)應(yīng)力及機(jī)械加工過程中的變形量，也隨加工過程而逐步減小
(2) 粗加工后，經(jīng)過人工時(shí)效，消除應(yīng)力。
(3) 注意各個(gè)主要機(jī)械加工工序的裝卡方法，不能因裝一及夾緊力的大小影響零件變形。
(4) 在切削過程中，注意切削用量的正確選擇，不能因切削而產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。
(5) 易變形的機(jī)械加工部位，盡量放在最后工序完成。
(6) 找正及測量基準(zhǔn)的統(tǒng)一，以保證零件的形位公差要求，因此，該零件均以外圓為基準(zhǔn)。
三、主要機(jī)械加工工藝過程
該導(dǎo)管機(jī)械加工周期較長，全部工藝過程有25道匚序，在機(jī)械加工前進(jìn)行了矯直及人工時(shí)效。管子毛坯外徑為Φ273mm，加工后外徑為Φ265mm，單邊加工余量為4mm，為了保證零件加工后壁厚誤差不能太大，工藝要求彎曲度在全長上不得大于3mm。按焊接件標(biāo)準(zhǔn)，每米長度的不直度或不平度在1mm范圍內(nèi)才符合標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)管長度為5150mm，彎曲5mm在允許范圍內(nèi)，實(shí)際毛坯彎曲都超過因此按機(jī)加工工藝要求，在機(jī)加工前都需進(jìn)行矯直。對小變形的矯直，工件放在平臺的V形鐵內(nèi)，高點(diǎn)用壓板壓下，在高點(diǎn)的180度方向火焰加熱，溫度控制在200攝氏度左右，此法也是可行的，無論采用哪種方法，矯直后，均需采用井式爐進(jìn)行人工時(shí)效，以消除應(yīng)力，時(shí)效溫度應(yīng)不高于400攝氏度。
(1) 粗加工：主要工序?yàn)閯澗�一粗車外圓一劃線一粗銑枘劃線檢杏毛坯各機(jī)械加工余量，粗車外圓直徑留余量4 ~ 5mm。這樣保證壁厚相對誤差不大于3mm。為了使壁厚誤差盡量小，粗車外圓時(shí)采用了工廠俗稱"借中心" 的力法（圖2）即在同一軸向截面內(nèi)，使零件中間段與兩端部的壁厚誤差在180度方向上對稱。如圖2所示.
圖2 “借中心”的方法[dt_gap height="5" /]
(2) 半精加工:工序?yàn)檐囈汇娨粫r(shí)效一銑一鉗一車。半精加工后,主要加工面的精加工余量應(yīng)盡可能小。因此，加工細(xì)節(jié)為：
1.加工基準(zhǔn):粗加工時(shí)效處理后，零件有變形，原有外圓基準(zhǔn)已破壞，在Φ273mm外圓靠近兩端車出兩個(gè)等尺寸的基準(zhǔn)，作為以后工序加工找正的基準(zhǔn)。
2.把零件槽切成通槽。自然時(shí)效為7 ~ 10天，消除應(yīng)力、開槽后，在端部開口處槽的尺寸一般擴(kuò)大0.5-1mm。
3.半精銑槽單邊留余量1mm,是以外圓基準(zhǔn)找正，保證槽與零件中心的平行度。
4.為增加開口端的剛性，在槽的端部裝人膠木并粘結(jié)。
5.機(jī)械加工兩端孔，按外圓上的基準(zhǔn)找正，找正誤差控制在0.02mm內(nèi)。裝卡方式：一端用卡盤夾緊，另一端裝在套筒架中心架內(nèi)，凋頭，鏜孔，保證同心度要求。Φ212mm留1mm精加工余量，在精磨外圓后，再精鏜孔。
6. 磨前半精車外圓是裝在心軸上進(jìn)行的。在開口端Φ212mm孔內(nèi)裝一個(gè)錐套，以保證Φ212mm孔與心軸的同心度。用螺釘將套與工件固定以成為整體，有利于 導(dǎo)管在心軸上定位及減小導(dǎo)管端部變形。導(dǎo)管大端與心軸同定使其不受軸向力影響。為了在車削外圓時(shí)減小沖擊及平衡,在槽內(nèi)裝入鍵狀鐵板，用六角螺釘固定在心 軸上.半精車的切削用量要選擇適當(dāng)，并保證在半精加工過程中的變形量盡量小；粗加工和半精加工中為減小切削應(yīng)力，要嚴(yán)格控制每次的切削量。
(3) 精加工： 工序?yàn)槟ネ鈭A一拆下心軸一鏜孔及銑槽。磨外圓：①磨外圓仍裝在心軸上進(jìn)行（半精車后不拆心軸），因零件大端是焊接件，對軸心線足不平衡的，故需加平衡重。 ②零件與心軸的撓度不同，并與心軸本身都是不平衡體，在轉(zhuǎn)動時(shí)，槽在不同的位置，心軸與工件的撓度產(chǎn)生規(guī)律性變化，心軸撓度大，導(dǎo)管撓度小，這里不作理論 計(jì)算，實(shí)際撓度差在0.5mm左右。因此鍵在槽內(nèi)有相對的位移。為了保證磨削質(zhì)量，在心軸上裝一個(gè)頂絲， 限制導(dǎo)管與心軸的相對位移。③增加圓弧膠木托架，圓弧尺寸與工件直徑相同。膠木托架的寬度超過導(dǎo)管槽的寬度，膠木托架的作用能增加導(dǎo)管的剛性和減少變形。
外圓精加工，同時(shí)也試用了砂帶拋光法，但車外圓時(shí)難以掌握其直線性、表面粗糙度及橢圓度等，同時(shí)拋光法只能降低表面粗糙度，難以糾正機(jī)械加工精 度，因此，只試削了一件，不如磨削質(zhì)量好，且效率低。精銑槽：銑槽是在鏜銑床上進(jìn)行，以外圓為基準(zhǔn)，裝在V形鐵內(nèi)，采用專用壓板壓緊，使壓緊力作用在V形 鐵與零件的接觸點(diǎn)上，以保證零件壓緊時(shí)不使槽開口度變形。按外圓在軸線方向，用千分表在水平和垂直位置找正精銑槽；鏜Φ50H7、Φ230H7和精鏜 Φ212H7內(nèi)孔并保證與外圓的同軸度及平行度。因外圓磨削后，其孔有一定的變形，變?yōu)闄E圓形。精鏜是為了糾正原有孔的橢圓度及保證與孔Φ140H7的同 軸度。
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