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        克服牌坊在精加工過程中的撓度

        2012-02-02 03:51:10萬會會
        有色金屬加工 2012年2期
        關鍵詞:影響

        萬會會

        (洛陽有色金屬加工設計研究院,河南洛陽471039)

        牌坊是軋機最主要的零件之一,其鑄造、加工要求都非常高,牌坊的形位公差和幾何精度直接影響到產品的質量。在生產制造過程中為了滿足設計要求、提高產品質量,需要不斷改進機加工工藝,創(chuàng)新加工方法。由于牌坊特殊的幾何形態(tài),在加工中容易產生撓度,撓度是機械制造中不可忽視的因素,撓度可影響到零部件的機加精度和工作中的性能,在加工過程中必須克服撓度,才能更好的提高產品質量。

        一些噸位小、長度較短的牌坊,自身產生的撓度小,對軋機的裝配和軋機的工作幾乎不產生影響。但噸位大,長度比較長的牌坊,在加工中產生的撓度值大,這樣就會影響到牌坊的形位公差和幾何精度,從而影響軋機的精度。近幾年,我院設計的軋機向大型化邁進,其中設計的2400毫米熱軋機,牌坊單片重大183噸,長度達11米,這種超重型大牌坊所產生的撓度非常大,而在工作狀態(tài)下,牌坊是豎立起來的,如果在加工中不能克服撓度,牌坊在工作中就會呈現彎曲狀態(tài),如圖1所示。

        圖1

        1 撓度影響牌坊的加工

        自由狀態(tài)下牌坊的底角面與把合連接梁的面要求是垂直的,如圖2所示。

        圖2

        基準面A面與基準面B面垂直,在水平放置時是垂直的,如果不克服撓度,豎立起來后就會產生形變。隨著客戶對產品的要求越來越高,很多監(jiān)造師要求牌坊在裝配過程中,在不受任何輔助力的情況下,有一個好的姿態(tài),即加工完成后最原始的狀態(tài)。一個好的姿態(tài)對軋機精度和以后的使用非常重要。因為有很多零件把合在牌坊上,如果牌坊姿態(tài)不好,會直接影響到其他零件的配合精度。

        2 從力學角度講撓度影響軋機的使用壽命和工作精度

        軋機工作過程中,由于兩軋輥對板材的擠壓,工作輥軸承座產生反方向的力,如圖3所示。如果牌坊在工作狀態(tài)下是彎曲狀態(tài),這個力對軋機會產生一個微小的震動,長時間使用會影響軋機的壽命并造成精度的喪失。

        圖3

        3 針對不同類型的牌坊解決撓度的幾種方法

        3.1 變換方向克服撓度

        一些細長的牌坊,噸位不大,截面不大,這種牌坊剛性差,在平放時產生很大的撓度,將中間頂起時,又會產生局部撓度。針對此類牌坊,在加工過程中可先讓其側立裝卡,消除撓度,加工多個點,再平放,以多個點為基準找到同一水平面進行加工,如圖4所示。

        圖4

        圖5

        3.2 杠桿原理找撓度(原理如圖5所示)

        一些自身比較重的牌坊,可先用三點裝夾,再用四點找平,使支撐點完全接觸,均勻受到零件的重力,如圖6所示。

        圖6

        3.3 通過計算得出撓度值

        一些超重超大的牌坊,用杠桿原理找撓度難度比較大。第一,中心點不好找;第二,費時費力;在這種情況下,可通過計算的方法得出撓度值。例如把牌坊看做一個簡單的簡支梁,梁上作用力為均布載荷。

        ①E、F之間可看成如圖7所示梁的簡圖:

        田青青當即組織了一支突擊隊。按郝浮萍提供的線索,突擊隊員手持棍棒,分乘兩臺手扶拖拉機,連夜向十里開外的柳家營進發(fā)。我無法阻止她的行動,只好囑咐幾個心細的人暗中周旋,盡力避免發(fā)生流血沖突。

        圖7

        式中:

        q-均布載荷;

        x-總長上任意一處的長度變量;

        E-材料的彈性模量;(可從機械手冊中查出:鋼材的彈性模量E=200GP=200×109N)

        ②F與中心線M處的局部載荷可單獨計算,同樣可簡化為如圖8所示。

        其中l(wèi)1與l2處的均布載荷可簡化為力F1、F2

        圖8

        撓度疊加法 ymax2=yFe+yf2

        ③ 最后得出:ymax總=ymax1+ymax2

        計算得出的為理論撓度值,由于實際當中支撐面大,工件不規(guī)則,實際值應小于理論值,一般小于0.15。

        4 結束語

        本文介紹了我公司在牌坊加工過程中解決牌坊撓度的幾種方法,通過對撓度的解決,保證了牌坊的加工精度,從而優(yōu)化和提高了產品的質量。

        [1]王信義機械制造工藝學北京理工大學出版社1989

        [2]范欽珊工程力學清華大學出版社2005,8

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