扇形段框架机械加工工艺分析论文
摘要:通过对机械加工工艺的研究,并对基准的确定、路线的选择、程序的编排进行分析,保证了扇形段框架的形位公差,提高了生产效率,满足了产线需求,保障公司主要产线重点设备顺行。
关键词:扇形段;加工;基准
扇形段框架分为水平段、矫直段、弯曲段和0号段,每组包含外弧框架和内弧框架两种,是连铸机上的关键部件,支撑着铸流导辊、驱动辊、液压夹紧装置等部件,对连铸的生产顺行起到关键作用。因此,保证扇形段框架的内在质量,是实现扇形段功能的关键,鉴于此需要对机加工工艺进行深入研究。
1工艺路线
1.1拟定工艺路线的一般原则
1)先加工基准面:加工作为定位基准的表面,以便为后续各工序的加工提供统一的基准;2)划分加工阶段:分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段,保证加工质量、提高效率、安排热处理以及及时发现毛坯缺陷等;3)先孔后面:保证平面和孔的位置精度,而且对平面上的孔的加工带来方便;4)主要表面的光整加工,应放在最后,以免加工后的表面,由于后续工序间的转运和安装而受损[1]。
1.2确定工艺路线的具体原则
1)为了保证加工精度,将粗、精加工分开进行。由于粗加工时余量大,外表比较硬,其所受切削力和夹紧力都比较大,加上切削不均匀,易产生大量热量,在工件表面形成硬化现象。该硬化层直接对工件内部形成较大的应力,使工件变形。如果粗、精加工连续进行,那么精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。为减少应力集中,在粗加工后应进行低温退火或者时效处理来消除内应力,减少工件变形;2)在机械加工工艺中,在加工前先要对毛坯零件进行热处理,以达到改善金属的切削加工性能,为消除内应力;3)合理选用设备。粗加工不要求有较高的`加工精度,所以应在功率较大、精度不太高的机床上进行,如重型车床、端面铣床等。精加工工序则要求用较高精度的机床加工,如数控车(镗)床、线切割等。这样既能充分发挥设备能力,又能延长精密机床的使用寿命,对提高加工效率、减轻工作量起到关键作用。
2加工设备及辅助措施
此内外弧框架由于精度要求高,形位公差严,工作量大选在XK2130数控龙门镗铣床上加工,在此机床上加工要考虑多个方面的因素,以保证其精度[2]。1)垫铁。由于活件的外形处于机床Y、W、Z三个方向极限附近,经过细致的测量垫铁的高度为410±5mm;2)翻活难度大。由于活件较大,公差要求较严,轻度的碰撞都有可能引起活件的变形,公差难以保证,在翻活在过程中,为了避免引起碰撞,采用行车双钩在空中完成翻面;3)加工难度大,形位公差要求严。经过认真分析、研究、计算,把所加工的尺寸进行分组,分块加工,合理选择基准,以保证所有尺寸的形位公差。
3加工方案制定
采用基准先行原则,先加工625±0.05下平面,也就是装配基准面,然后加工625±0.05上平面、4-120×110、面4-485×90、4-435×90、625±0.05上平面各45P9槽、φ19.5H11孔成。对于625±0.05尺寸,采用互为基准原则,并且先行加工以便保证4-120×110面、4-485×90、4-435×90、625±0.05上平面各45P9槽、φ19.5H11孔尺寸的形位公差。在加工625±0.05尺寸时,先以625±0.05下平面为基准,先对625±0.05、1440±0.05上平面进行粗加工,留3mm余量,同时对4-120×110四个小块内侧面和外侧面见光,保证平面度,作为找正块使用,然后进行翻面,粗加工基准面、280H8槽型、60×175槽型、90×190槽型、2265两侧面,两边各留2mm量。翻活以基准面为基准,按找正块找正粗加工45P9槽型,该槽加工成槽宽40槽深14,加工(625-3)大平面(3mm为所焊不锈钢层厚度)、1440±0.05上平面留2mm量,然后转焊不锈钢层,焊完后以1440±0.05上平面为基准,加工625±0.05下平面、280H8槽型、60×175槽型、90×190槽型尺寸成,保证625±0.05尺寸下平面的平面度。再次翻活以625±0.05下平面为基准,加工4-120×110面、4-485×90、4-435×90尺寸成,然后加工各油孔、水孔、键槽。在加工各油孔、水孔、键槽时,在加工这么多孔和槽时,要保证各孔槽之间的位置精度,必须用同一个基准进行加工。由于机床内部只有四个坐标点,对那么多的孔与槽无法实现孔槽之间的位置精度。经过探讨,深挖机床潜力,我们采用基准统一的原则来加工140个孔与7个槽,也就是以625±0.05尺寸的下平面为基准,再以625±0.05尺寸上面多块上的一个孔为基准,利用坐标平移指令TRANS进行编程加工,也就是一种虚拟的坐标平移[3]。这样不仅所有的孔及槽形位公差得以保证,而且使编程简便。(对所有φ19.5H11的孔径用深度可以通过调整其相应的尺寸值来完成加工,从而保证这些孔尺寸的一致性)。
4结束语
通过此方法很好的完成了对内外弧框架的加工,各形位公差精度得到的保证,在生产线上进行了进一步的试验,各项指标均达到甚至超过工作要求。
参考文献:
[1]濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]王爱玲.机床数控技术[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]何月秋.电焊工技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
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