宝钢连轧管机组机架的加工工艺

李剑飞

(太原重工股份有限公司，山西 030024)

1 连轧管机组的结构特点

宝钢机架是我厂与德马克公司合作制造的∅140 mm 连轧管机组中的基础部件。该连轧管机组采用八机架结构，轧管机的主要传动与地面成45°，减少了一对螺旋伞齿轮。轧辊与电机间无减速比，电机性能好，体积小，机架间距仅为1 000 mm。轧管机八机架的中心调整是在一个带轧辊机架的光学仪器装置上单独进行的，同心度偏差控制在±0.05 mm。该连轧管机组具有工艺先进、生产效率高、产量大等特点，生产的钢管质量好、壁厚均匀、品种范围广、生产实现了高速化和自动化。钢管在八机架连轧机的出口速度达到了7 m/s，在张力减径机的出口速度达到了18 m/s，经张力减径机后的钢管最小直径为21.3 mm，壁厚2 mm。该连轧机的年产量为自动轧管机(单机)的4 倍，全部生产过程采用电子计算机管理，达到了国际先进水平。

2 机架的加工难点

该机架对精度要求高，多处的同心度及同轴度加工要求严格，关联尺寸多。因此，加工前需认真核对相关尺寸，选取正确的基准位置，遵循基准统一原则，防止加工错误，为保证加工精度，还需辅以工装配合加工。

3 机架的加工工艺及攻关措施

3.1 加工注意事项

本工件为设备上的主要件及关键件，对加工精度要求很高，相关联尺寸要求严格，加工机床需满足以下精度要求:

X 轴方向水平精度为0.015 mm/m，Y 轴方向水平精度为0.015 mm/m，X 轴到Y 轴平面精度为0.01 mm/m，A 轴到Z 轴垂直精度为0.015 mm/m。

A 轴为立柱，Z 轴为主轴。A 轴和Z 轴到X轴和Y 轴的垂直度是随着加工而变化的，应随时检查A 轴和Z 轴是否倾斜，并及时调整。

精加工时应选用精光刀片，注意及时加注冷却液以减少刀片的磨损量和加工中的热变形，提高刀片耐磨度，并选择合理的切削用量。

每加工完一道工序，应按工艺要求进行检验，检验合格后方可继续进行后序加工。

每道工序须详细记录测量数值，以备查阅。

精加工各平面时应注意加工时间及温度应尽可能保持一致，以尽量减小温度对尺寸精度的影响。

对未标注公差范围的尺寸应严格按自由公差进行控制，对标注有公差要求的尺寸按中差进行控制。

加工螺孔时应严格校对相对尺寸，特别是第一点位置的确认。所用丝锥应经过检验达到标准要求后方可使用，加工中应加注适量的切削液并注意切削用量。

根据工件的材质选择合适的刀具。被加工工件的材料为铸件，使用浮动镗刀加工内孔，保证精度。

3.2 加工工艺

将工件平放，侧面向下，加工4 块等高块并定位，检测基准点尺寸为0-0，找正压紧，误差≤0.05 mm。工件加工找正见图1。

根据窗口半精加工尺寸分中(检查上下面孔的余量)。铣工件窗口面一侧尺寸加工至单边留余量0.5 mm。用千分表跑立柱测量此面总长及厚度方向误差，要求达到小于0.015 mm/m 方可进行后序加工，否则继续调试用光刀加工至达到要求。此加工法同样用于其他面的加工。

根据已加工好的侧面，跑数显铣另一侧面各处，方法及要求同上。窗口面尺寸要求按中差进行控制，按图1 倒圆角R25。

将工件平放，侧面向下，里面朝向镗头，找正窗口长度方向误差≤0.02 mm，找正外侧面垂直主轴误差≤0.02 mm。

将工件多次翻身，钻工件所有M≤12 的螺纹的底孔，并要求孔口倒角3×45°。钻工件所有M＞12 的螺纹，要求攻丝之前必须先在孔口倒角，攻丝时加入适当的润滑剂以保证加工精度。工件钻孔攻丝加工见图2。

在工件下面垫方箱，选择在支点和支撑处进行装夹，可利用千斤顶、拉压板进行辅助装夹，以减少零件在装夹过程中产生的变形。工件装夹方式见图3。

图1 工件加工找正图Figure 1 Correction and processing of the workpiece

图2 ∅250 mm 镗铣床加工工件图片Figure 2 Workpiece processed by ∅250 mm boring and milling machine

加工串孔时，使用专用胎具两件，并将一根4 m 长的镗杆穿过孔，过一趟孔。采用浮动镗刀对串孔逐个浮动加工，保证串孔的位置精度及内孔精度。使用专用工装加工串孔见图4。

通过该方法加工而成的机架，有时会因浮动刀装夹不合适，间隙不合理，致使镗杆受抗力不均匀，一侧受力偏大而造成镗杆别断的情况。所以，在机加工刀具装夹时要求镗工合理调整刀子位置，熟练掌握浮动刀加工技术。

4 结语

在对机架采取的加工工艺中，控制好加工精度，掌握好加工重点，可加工出质量好、精度高的机架。该加工技术可适用于所有对串孔同心度与同轴度精度要求高的工件的加工。