于在洋， 侯建永， 呂明曉， 劉華敏

（北汽黑豹（威海）汽車有限公司，山東 威海264400）

0 引 言

某公司生產(chǎn)加工一種石油泵體管道，需使用一種珩磨機進行內(nèi)孔磨削加工。圖1所示為珩磨機動力部分結(jié)構(gòu)簡圖，該型式珩磨機主要技術(shù)參數(shù)為：加工孔徑范圍為φ88～φ199 mm；最大加工長度為10 m；標準夾具夾持外徑為φ70～φ480 mm；主軸轉(zhuǎn)速為10～350 r/min；沖程驅(qū)動為伺服鏈式驅(qū)動；沖程速度為1～40 m/min（調(diào)整速率為1 m/min）；冷卻液泵流量為100 L/min；冷卻液容量為500 L；電源要求為電壓380 V、3相5線、50 Hz，電壓允許波動幅度為10%；數(shù)控系統(tǒng)采用西門子控制系統(tǒng)；氣源要求為0.6 MPa。

圖1 珩磨機動力部分結(jié)構(gòu)簡圖

鋼管加工技術(shù)指標：鋼管內(nèi)徑尺寸精度要求達到H7，圓度要求達到0.01～0.02 mm，粗糙度要求達到Ra0.2～0.4 μm。鋼管直線度偏差要求達到國家標準《石油天然氣工業(yè)管線輸送用鋼管》GBT 9711—2011中9.11.3.4條的規(guī)定：鋼管全長相對于直線的總偏離應(yīng)不大于0.2%的鋼管長度；在每個管端1000 mm的長度上，相對于直線的局部偏離應(yīng)不大于0.4%[1]。

實際生產(chǎn)中，鋼管質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)不合格品，主要表現(xiàn)為鋼管全長范圍內(nèi)各處直徑不統(tǒng)一、鋼管端頭圓度超差。主要原因與磨桿的轉(zhuǎn)動精度有很大關(guān)系，磨桿的轉(zhuǎn)動精度與磨桿浮動支承相關(guān)。磨桿浮動支承成為產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

1 原浮動支承裝置存在的問題

圖2所示為原浮動支承裝置簡圖，通過實際使用發(fā)現(xiàn)存在如下問題：1）浮動支承裝置在往復(fù)運動過程中振動大，影響磨桿轉(zhuǎn)動精度；2）使用上、下螺桿調(diào)整磨套中心高度，易調(diào)整但不穩(wěn)定；3）磨套與磨桿組成一體，每次安裝磨桿必須卸開浮動支承裝置；4）浮動支承裝置不帶自動加油潤滑裝置，需人工定時加油潤滑磨套；5）浮動支承裝置只能沿磨桿縱向移動，檢測零件時，磨桿需縱向移出工作區(qū)。

圖2 原浮動支承裝置簡圖

2 對原磨桿浮動支承提出新的技術(shù)要求

1）磨削過程中，磨桿浮動支承裝置需往復(fù)運動，往復(fù)過程中會產(chǎn)生振動，振動強烈程度與浮動支承裝置的質(zhì)量成正比[2]。所以，在保證足夠的強度與剛度的前提下，盡量減輕磨桿浮動支承裝置質(zhì)量，降低甚至消除磨桿振動。

2）由于磨桿需若干浮動支承裝置共同支承，各浮動支承裝置需要統(tǒng)一高度，要求將浮動支承裝置的高度調(diào)整精度控制在0.1 mm之內(nèi)，且穩(wěn)定可靠。

3）操作過程中，不同系列的鋼管需更換相應(yīng)的磨桿，要求磨桿更換方便、快捷。

4）磨桿與浮動支承裝置中的支承套長時間處于高速滑動摩擦中，磨損是不可避免的，要求磨桿與磨套之間有良好的潤滑。

5）鋼管在精磨時需多次在設(shè)備裝夾下對孔徑進行檢測，每次檢測都需從鋼管端口插入專用量具。為檢測方便，需要磨桿便于快速移出，騰出檢測空間。這就要求所有的浮動支承裝置可隨磨桿橫向移動。

3 浮動支承裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

圖3為浮動支承裝置新方案結(jié)構(gòu)圖。

1）相同強度與剛度條件下，鋼板拼焊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比機加工件輕很多，新裝置主體全部采用鋼板拼焊結(jié)構(gòu)[3]。

2）新結(jié)構(gòu)中設(shè)有調(diào)整墊片，調(diào)整墊片總厚3 mm，分別由2個1 mm的墊片、1個0.5 mm的墊片、2個0.2 mm的墊片、1個0.1 mm的墊片組成，可保證調(diào)整精度達到0.1 mm。

3）浮動支承裝置采用可開啟的鉸接裝置，配合2個半圓聚四氟乙烯套，方便磨桿的快速安裝及更換。

4）浮動支承裝置頂部設(shè)有油杯，2個半圓聚四氟乙烯套設(shè)有油道，可實現(xiàn)磨桿自潤滑。

5）浮動支承裝置下部設(shè)有導(dǎo)軌、導(dǎo)套，使磨桿及磨套能橫向移動，方便零件檢測。

圖3 浮動支承裝置新方案結(jié)構(gòu)圖

4 浮動支承裝置操作工藝過程

操作過程：第一步，使用檢測心軸及高度尺測量所有支承裝置的中心高，對于有誤差的支承裝置通過調(diào)整墊片10進行調(diào)整，保證中心高誤差在0.1 mm以內(nèi)；第二步，拔出連接插銷4，打開上組合體5，將珩磨機磨桿用吊車放入，關(guān)閉上組合體5，鎖緊連接插銷4；第三步，檢查油杯油量，開動磨床進行磨削；第四步，關(guān)閉磨床，退出磨頭，拔出固定插銷2，橫向移開磨頭，使用專用量具檢測工件孔徑；第五步，檢測完后橫向移回磨頭，鎖緊固定插銷2進入下一個循環(huán)。

5 改進后效果評價

新浮動支承裝置投入使用后，效果主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）操作簡單、方便實用，節(jié)省工作時間。原支承裝置更換磨桿需打開支承裝置，每套支承裝置需拆卸4個螺釘，更換一次需30 min；新支承裝置更換磨桿只需插拔插銷，每套支承裝置只有1個插銷，更換一次需15 min。

原支承裝置沒有自動潤滑機構(gòu)，工藝文件要求每20 min進行一次人工潤滑，每次人工潤滑需3 min；新支承裝置設(shè)有自動潤滑機構(gòu)，不需人工操作。

原支承裝置不能橫向移動，每次檢測時必須將磨桿縱向退回；新裝置只需拔出插銷進行橫向移動，每次檢測可節(jié)省1 min時間。

車間原來每人操作2臺機床，每人每天的定額是32根，經(jīng)實際操作測算，使用新裝置后每人每天可將定額調(diào)整為36根。

2）精度穩(wěn)定，調(diào)整可靠，方便維修保養(yǎng)。原支承裝置使用螺桿調(diào)整精度，調(diào)整方便但極不穩(wěn)定。為保證機床精度要求，原工藝文件要求機床在每天使用前或更換磨桿后必須由維修人員對機床磨桿支承裝置精度進行校驗調(diào)整。新浮動支承裝置使用墊片調(diào)整精度，精度非常穩(wěn)定。通過維修記錄及質(zhì)量狀態(tài)分析后，新工藝文件要求每批次加工前或累計10個工作日必須由維修人員對機床磨桿支承裝置精度進行校驗調(diào)整。

3）工作環(huán)境明顯改善。新支承裝置質(zhì)量減輕，潤滑及時，使機床工作時噪聲明顯降低。取消人工潤滑后，磨桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的油飛濺現(xiàn)象消除。

4）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，減輕修復(fù)工作量。使用原支承裝置時，由于磨桿的精度不穩(wěn)經(jīng)常造成管件端頭直徑產(chǎn)生橢圓，為減少上述情況產(chǎn)生的損失，工藝文件中增加特殊規(guī)定：工人實際測量尺寸確定磨削量時必須留有10%的安全余量，保證產(chǎn)生端口橢圓現(xiàn)象可修復(fù)。這樣使工人每根產(chǎn)品必須多測量一次，另外車間還專設(shè)一名經(jīng)驗豐富的老師傅進行修復(fù)工作。新支承裝置可靠保證了磨桿精度的穩(wěn)定，以上情況基本清除，經(jīng)實際使用統(tǒng)計，新裝置使產(chǎn)品合格率達到99%。

6 結(jié) 語

新裝置操作簡單方便，調(diào)整準確穩(wěn)定，生產(chǎn)效率提高10%；機床振動明顯改善，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高，合格率提高2個百分點，達到99%。該技術(shù)具有很高的推廣價值。