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        焊接式扇形板變形量的控制

        2019-12-06 06:22:29程華
        科技風(fēng) 2019年32期
        關(guān)鍵詞:精加工

        程華

        摘 要:本文主要介紹了焊接式扇形板從毛坯制作到加工至成品過(guò)程中產(chǎn)生變形量的控制,在毛坯至成品的過(guò)程中采用了相關(guān)的措施和方法,最終保證了扇形板的設(shè)計(jì)要求。

        關(guān)鍵詞:焊前加工;焊接順序及方向;焊接工藝塊;加工扇形板內(nèi)腔;預(yù)組裝;精加工

        此種焊接式扇形板是使用在國(guó)內(nèi)某鋼廠(chǎng)檢查站開(kāi)卷機(jī)設(shè)備上的,鋁板的帶寬度在1000-2200mm之間,鋁板的厚度在02-8.0mm(最大厚度為10mm),鋁板的穿帶速度為300m/min,鋁板的屈服點(diǎn)為350N/mm,扇形板的總長(zhǎng)為3290mm,扇形寬度為395.64mm厚度為45mm根據(jù)設(shè)計(jì)要求扇形板的厚度公差只允許s≤2mm、真圓的跳動(dòng)在≤0.1mm范圍,本公司在制作的常規(guī)冷軋線(xiàn)上的扇形板總長(zhǎng)一般在1800mm左右,而毛坯形式一般為鍛件,對(duì)扇形板跳動(dòng)、厚度的要求沒(méi)有這么高,面對(duì)這樣的要求在從毛坯制作開(kāi)始到加工結(jié)束,采用了相關(guān)的措施和方法最后滿(mǎn)足了產(chǎn)品的要求。

        1 焊接式扇形板基本結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程

        扇形板材料為Q345D,內(nèi)腔有9擋斜面滑塊,斜面滑塊上安裝銅滑塊;頭部有一塊Φ230*145的凸臺(tái)(為主要受力部位),此凸臺(tái)主要用來(lái)固定十字頭;十字頭連接在拉桿的頭部,拉桿尾部連接旋轉(zhuǎn)油缸;通過(guò)旋轉(zhuǎn)油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)銅滑塊與芯軸斜面之間的滑動(dòng),實(shí)現(xiàn)扇形板最大圓、真圓、最小圓尺寸的變化。主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖:

        2 毛坯制作中變形量的控制

        2.1 毛坯成型過(guò)程

        由于扇形板單件夾角為90°采用此特性,將t=60的鋼板加熱后圈成半圓,然后將半圓通過(guò)火焰切割一剖為二,扇形板設(shè)計(jì)厚度為45mm,采用60mm的鋼板,外圓弧留10mm余量、內(nèi)圓弧留5mm余量。由于是采用鋼板加熱后圈圓,圈圓后將會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,火焰切割后將扇形板毛坯進(jìn)行回火處理,消除圈圓過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。

        2.2 焊前加工

        回火后的扇形板毛坯,先進(jìn)行根據(jù)焊前加工圖對(duì)毛坯進(jìn)行劃線(xiàn),保證外圓10mm、內(nèi)圓5mm的余量,將內(nèi)圓弧、Φ230、焊接滑塊的平面,按照焊前加工圖加工至要求,加工完為了消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工應(yīng)力,再次對(duì)扇形板進(jìn)行熱定型進(jìn)一步消除加工后產(chǎn)生的應(yīng)力。(附圖為焊前加工示意圖)

        2.3 焊接成形

        扇形板中的滑塊四周角焊縫的高度為10mm,外圓還有10mm余量,為了防止在焊接滑塊過(guò)程中產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形,而產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形主要是焊件在焊接過(guò)程中經(jīng)受了不均勻的加熱及冷卻,在焊接熱過(guò)程中的作用焊接構(gòu)件中產(chǎn)生了應(yīng)力狀態(tài)及形狀、尺寸的變化。采用合理的焊接順序及方向,在焊接過(guò)程中先將扇形板平放在平臺(tái)上,先焊收縮量較大和工作時(shí)受力大的焊縫,使其盡量能夠自由收縮和內(nèi)應(yīng)力合理分布,在焊接時(shí)焊縫收縮自由。焊接完扇形板做退火處理。

        3 加工過(guò)程的變形量控制

        3.1 毛坯劃線(xiàn)和焊接工藝塊

        扇形板加工前,先在外圓上焊接三擋工藝塊,這樣便于扇形板的定位與壓緊。

        3.2 扇形板機(jī)械加工過(guò)程

        先加工工藝塊,然后以工藝塊定位,粗加工扇形板內(nèi)腔及相關(guān)尺寸,粗加工完對(duì)扇形板做一次熱定形,重新劃線(xiàn)加工工藝塊再以工藝塊定位,精加工內(nèi)腔及相關(guān)尺寸,由于扇形板外圓余量為10mm,余量比較大,如果就這樣進(jìn)行預(yù)組裝后車(chē)外圓,將會(huì)產(chǎn)生很大的切削應(yīng)力從而引起扇形板的變形,先將工藝塊去除,然后將銅滑板安裝在扇形板的滑塊上,接著將四個(gè)扇形板與芯軸進(jìn)行預(yù)裝(不對(duì)銅滑塊面與芯軸斜面的進(jìn)行研配)上車(chē)床進(jìn)行粗車(chē)粗車(chē)完單邊留3mm余量,在粗車(chē)的過(guò)程中要嚴(yán)格控制好切削三要素(吃刀量、轉(zhuǎn)速、走刀量)粗車(chē)完,進(jìn)行解體重新組裝,這次組裝要對(duì)銅滑塊面與芯軸斜面采用紅丹粉進(jìn)行研配,研配完進(jìn)行組裝,在進(jìn)行粗車(chē)、精車(chē)、精磨等工序。

        4 結(jié)語(yǔ)

        經(jīng)過(guò)從毛坯成型開(kāi)始就通過(guò)熱處理來(lái)處理折彎產(chǎn)生的應(yīng)力,在焊接過(guò)程中采用合理的焊接順序及方向,在加工中合理選擇切削三要素,并在精加工前增加一道熱定形工序來(lái)進(jìn)一步的消除加工應(yīng)力,在加工外圓時(shí),考慮到外圓余量過(guò)大,通過(guò)兩次預(yù)組裝來(lái)減少在車(chē)削過(guò)程中帶來(lái)的加工應(yīng)力,經(jīng)過(guò)這些過(guò)程中控制最后使扇形板滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。

        參考文獻(xiàn):

        [1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2002(第四版).

        [2]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社,2013(第三版).

        [3]徐烈烜.工程力學(xué).同濟(jì)大學(xué)出版社,2008(第二版).

        [4]王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2005(第二版).

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