不锈钢冷轧机活动梁加工工艺研究

董文忠

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618000)

1 产品简介

活动梁是1450不锈钢五连轧冷轧机主机装配上的径向调整装置中最重要的一个零件，通过它将侧辊装配部分与侧推油缸连接，通过侧辊，对上下工作辊传递轧制力，调整辊缝，给定压下量的作用。因此活动梁加工精度的高低直接影响到轧制钢板的轧制精度。

每条1450不锈钢轧线上，活动梁数量多，每组牌坊有4件，五连轧要20件；零件为42CrMo锻件，外形为长条状，形状复杂，尺寸精度、粗糙度、形位公差精度要求高，如图1所示。

2 主要技术要求

(1)材料42CrMo，整体调质处理，286～321HBW。

(2)斜度64.5°±0.5°，H面粗糙度Ra0.8 μm，平面度0.03 mm。

(3)4-∅63H8孔圆度0.01 mm，粗糙度Ra0.4 μm，与H面垂直度0.025 mm。

(4)∅63H8孔的孔口端面粗糙度Ra3.2 μm，平面度0.02 mm，与H面平行度0.025 mm。

(5)150H7×1340H7长方槽粗糙度Ra1.6 μm，槽侧面与H面垂直度0.03 mm，槽底面平面度0.03 mm。

3 加工难点分析及措施

3.1 活动梁加工难点

如何保证加工质量，缩短加工周期，是工艺要解决的主要问题。

由于活动梁的形状不规则，加工时毛坯去除量大，工件易变形，并且尺寸精度及形位公差要求高，加工的主要难点是64.5°角度斜面，长方槽150H7×1340H7和4-∅63H8油缸孔尺寸的粗糙度及形位公差的控制，140P7槽形位公差的控制，18个密封环槽的加工，这些主要加工面可安排在一道工序上进行。

首先，从大方向来看，教育部颁发的《中等职业学校语文教学大纲》中明确规定语文教学的任务是“加强语文实践，培养语文的应用能力，为综合职业能力的形成，以及继续学习奠定基础”。而在教育教学内容与要求基础模块中，第3条专门突出“语文综合实践活动，根据校园生活、社会生活和职业生活确定活动内容，设计活动项目，创设活动情境。通过搜集资料、小组合作、交流展示、总结评价等步骤，围绕活动主题开展语文实践活动，运用有关的语文知识和技能，提高语文应用能力，培养职业理想和职业情感。”

3.2 调整加工工艺

由于工件形位公差要求严，为了消除粗加工后的切削应力，在调质半精加工后安排人工时效工序，并且精加工时，合理安排各加工面的加工顺序及加工余量，防止精加工时切削应力导致工件变形。

图1 活动梁Figure 1 Walking beam

图2 加角度垫块的活动梁Figure 2 Walking beam with angle spacer block

由于主要加工工序是斜面及槽、孔的加工，为了方便加工斜面、方槽和油缸孔，提高装卡找正及加工效率，保证角度面的角度公差一致性，需专门设计角度垫块工装，将工件底面作为基准面，利用斜面两端31 mm宽的缺口面作为定位基准，将工件斜面垫垂直，以方便机床主轴加工。

4-∅63H8孔为油缸盲孔，加工后要求粗糙度达Ra0.4 μm，为了达到粗糙度要求，一般采用钻床珩磨加工，考虑到油缸孔的数量多，珩磨效率低，为了提高生产效率，专门定制了∅63H8直径的滚压刀，精镗后直接对内孔进行最后滚压加工一到两次，达到粗糙度及尺寸要求，生产效率比珩磨内孔高，并且在滚压刀上的滚针磨损后可以进行更换，可有效降低滚压刀具成本。

4 制造工艺流程

工艺流程如下：锻件→正火→粗加工→超声检测→调质处理→粗加工→超声检测→半精加工→人工时效→精加工。

5 关键工序分析

5.1 加工方案

5.1.1 粗加工

调质前进行粗加工，目的是加工去除多余的加工余量，满足超声检测及热处理要求。

5.1.2 半精加工

半精加工的目的，是在调质超声检测合格后，去除工件外形、工件长方槽及缸孔的大部加工余量，主要在卧式镗床上进行，加工后再进行一次人工时效，消除工件的内应力及加工应力，防止精加工后产生工件变形。

5.1.3 精加工

根据活动梁的外形特点及技术要求，要用工装将工件64.5°斜面垫垂直，以利于加工，为此，选取工件底面B面、斜面两端宽度为31 mm的直面缺口作为工装的定位基准面。精加工时，需要先加工出B面，再加工斜面及缸孔面。为了防止先加工好B面后，再加工其余各面时由于余量过大而引起基准B面变形，采用先半精铣外形各面、270×200方槽、150H7×1340H7长方槽、140P7键槽各留量2 mm，再精加工出厚度300 mm的平行两面，平面度达到0.03 mm。作为精加工基准面，并且同时精加工出255 mm深垂直侧面，与B面垂直，再精加工斜面、长方槽、缸孔、密封环槽等精加工尺寸面。最后在∅130 mm落地镗床上对各油孔进行加工，这样安排工序能够较好地保证加工质量。

由于精加工面的精度要求高，选择数控龙门铣床进行精加工。在机床上精加工前，应对机床各方向的运动精度进行调校检修，以满足加工要求。然后转到数控镗床上，用枪钻对油孔及螺纹孔进行加工。

精加工主要加工工序为：

(1)在精铣厚度面时，先将各主要加工面按留量2 mm进行半精加工，再精铣出厚度300 mm的两面平行，平面度达0.02 mm。精铣出255 mm深槽底面与厚度B面垂直，平面度达0.03 mm， 作为垫角度垫块的找正基准，同时铣出主视图总长两端斜面处端500 mm尺寸缺口面，并保证在同一平面上。

(2)在工作台上放两块角度工装垫块，定好开档位置，将角度垫块找正在0.015 mm以内，以底面B面为基准面，将工件放在角度工装垫块上，如图2所示，并找正255 mm槽底面跳动在0.02 mm，再重新找正工件厚度面，符合角度公差的要求后，压紧。

b)半精铣、精铣出150H7×1340H7长方槽及槽底面，控制槽深度35±0.05，保证槽底面平面度要求。

图3 滚压刀Figure 3 Rolling tool

d)精铣斜面上18个密封环槽，由于环槽宽度只有3.8 mm，粗糙度达Ra3.2 μm，用直径3 mm的铣刀直接铣圆加工，效率低，加工时间长，刀具消耗大，为此，改用键槽铣刀改制成3 mm宽的环槽铣刀，先进行粗加工，再用∅3 mm的铣刀精铣出环槽，加工效率提高了2倍，各加工面完成后进行临床检验，满足了图纸要求。

(4)按以上方法加工后，将工件平放，以B面为基面，打表找正，检测64.5°角度面公差及平面度，均能满足图纸要求。

(5)在以上工序完成后，工件转数控镗床加工其余的丝孔及油孔。

6 结论

按上述加工方案加工，完成了44件活动梁的加工，均达到了技术要求。对活动梁的批量化生产，能够很好地满足技术要求，特别是采用角度垫块工装及用滚压刀代替珩磨头，降低了内孔的粗糙度，节约了生产周期，保证了产品的装配要求。