模擬胎具在連鑄彎曲段配管中的應(yīng)用

金華林

（中國第一重型機(jī)械股份公司重型裝備事業(yè)部表處管線分廠，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，特別是工業(yè)和基建建設(shè)的加速，促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。我國已成為世界上鋼鐵消費(fèi)和鋼鐵生產(chǎn)大國，粗鋼產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界總量的比例不斷上升。由于連鑄技術(shù)具有顯著的高生產(chǎn)率、高成材率、高質(zhì)量和低成本的優(yōu)點(diǎn)，近二三十年已得到迅速發(fā)展，導(dǎo)致連鑄設(shè)備近年需求量大增。而連鑄產(chǎn)品中彎曲段的配管工作一直以來是制約其產(chǎn)品質(zhì)量和裝配進(jìn)度的瓶頸，其管路復(fù)雜繁多，配制難度極大。尤其是在外方監(jiān)制人員提出同一型號(hào)、同一批次的連鑄彎曲段其配管噴淋架要能夠?qū)崿F(xiàn)任意進(jìn)行互換的要求后，噴淋架的預(yù)制和裝配難度更是大大的提高。下面就對(duì)模擬胎具在噴淋架預(yù)制過程中應(yīng)用加以分析討論。

1 方案的提出

連鑄設(shè)備國外監(jiān)制人員在檢查彎曲段配管噴淋架時(shí)提出，每一個(gè)噴淋架都要與其它同一型號(hào)噴淋架在裝配時(shí)能夠互換。由于噴淋架是由很多個(gè)支管及噴嘴組成，故將其預(yù)制到完全一樣的理想狀態(tài)有很大的難度。以往的噴淋架預(yù)制是由預(yù)制鉗工在預(yù)制平臺(tái)上將噴淋架的主進(jìn)水管用壓板按圖紙的尺寸及位置要求進(jìn)行固定，然后在主管路的下方配制支管及噴嘴。預(yù)制過程中用鋼線、角度尺等傳統(tǒng)輔助工具來校對(duì)噴淋架的實(shí)際尺寸與圖紙中理論尺寸的符合程度，如有偏差則需要鉗工逐一進(jìn)行調(diào)整。由于噴淋架的支管及噴嘴存在許多空間角度，如圖1所示，故使用傳統(tǒng)方法預(yù)制的噴淋架存在著費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、且精度無法保證等諸多問題。為解決上述問題，順應(yīng)公司快節(jié)奏的發(fā)展形式及越來越嚴(yán)格的國際化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，使噴淋架的制造向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，我們提出了使用模擬胎具作為彎曲段噴淋架的預(yù)制輔助工具來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)制輔助工具的設(shè)想。

2 模擬胎具的設(shè)計(jì)

每一臺(tái)連鑄彎曲段的配管都由若干個(gè)噴淋架組成，而各個(gè)噴淋架之間又有許多不同。因此要針對(duì)不同的噴淋架特點(diǎn)和尺寸設(shè)計(jì)相應(yīng)的模擬胎具。下面就其中一個(gè)噴淋架胎具的設(shè)計(jì)過程簡要加以說明。首先要認(rèn)真熟悉圖紙找到噴淋架上支管及噴嘴的角度及分布規(guī)律，然后在計(jì)算機(jī)中使用Solidworks等三維制圖軟件模擬出胎具的外形輪廓和定位每個(gè)噴嘴的直孔和斜孔，孔的直徑只需要略大于噴嘴的直徑，使噴嘴能夠順利插入又不至于左右竄動(dòng)即可，另外還需設(shè)計(jì)出用于固定噴淋架的支架。模擬胎具主要是由一張厚度約40-50mm的方形鋼板及焊接在其上的支架組成。鋼板的外形尺寸要略大于噴淋架最外側(cè)噴嘴的尺寸，以保證讓所有的噴嘴都在鋼板的范圍內(nèi)。厚度方面則要保證固定噴嘴用的斜孔加工后不會(huì)從鋼板后面露出，以確保模擬裝配后噴淋架在高度方向上完全符合圖紙尺寸。鋼板加工完畢后要按照?qǐng)D紙尺寸在鋼板的適當(dāng)位置焊接支架，用于固定噴淋架上的把合鋼板，以達(dá)到模擬真實(shí)裝配過程的目的。支架的焊接位置及方向要以不擋住噴嘴用孔，不影響噴淋架上支管及噴嘴的裝配為前提條件。如圖2所示

圖1

圖2

3 模擬胎具在實(shí)際生產(chǎn)中的作用

在使用模擬胎具對(duì)噴淋架進(jìn)行模擬裝配過程中，使噴淋架的預(yù)制準(zhǔn)確性大幅度提高，而且還大大縮短了生產(chǎn)周期，保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。下面就使用了模擬胎具后，噴淋架的預(yù)制工序進(jìn)行簡要說明：(1)將主管按圖進(jìn)行預(yù)制，焊接，焊接后進(jìn)行校型。(2)預(yù)制支管，并焊接在主管上。(3)將噴淋架酸洗，磷化。(4)將噴淋架放置于模擬胎具上，對(duì)管路進(jìn)行校型，調(diào)整。(5)壓力試驗(yàn)。通過以上說明，我們可以清楚地看到，使用了模擬胎具后，噴淋架的預(yù)制速度及產(chǎn)品質(zhì)量得到了極大的提升。以往圖紙中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和干涉情況只有在裝配過程中才能發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在采用模擬胎具對(duì)噴淋架進(jìn)行模擬裝配后，這些問題在預(yù)制過程中就得以解決，縮短了裝配周期。預(yù)制完成的噴淋架無論從橫、豎、斜哪個(gè)方向上看去都在一條直線上，無論從外觀還是實(shí)際性能上都達(dá)到了外方的可互換性要求，得到外方專家的肯定，被定為免檢產(chǎn)品。不僅節(jié)省了預(yù)制時(shí)間而且提高了裝配效率。目前產(chǎn)品銷往俄羅斯、比利時(shí)、烏克蘭、美國、英格蘭等國，得到了用戶的一致好評(píng)。

4 模擬胎具的不足之處

正如其它方法預(yù)制彎曲段噴淋架一樣，模擬胎具也不是一個(gè)十全十美的工具，它也存在著一些缺點(diǎn)。如其對(duì)噴淋架的針對(duì)性比較強(qiáng)，也就是說每一個(gè)模擬胎具只能適用于特定結(jié)構(gòu)形式的噴淋架，噴淋架的結(jié)構(gòu)尺寸稍有變化就得重新設(shè)計(jì)制作模擬胎具。對(duì)于單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)的企業(yè)來講會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)。

5 結(jié)語

通過近幾年對(duì)連鑄產(chǎn)品彎曲段配管模擬胎具的使用，使得彎曲段配管的效率增加了2~3倍，而且返修率也大大的降低。希望更多企業(yè)在今后連鑄彎曲段配管中應(yīng)用此類模擬胎具，使企業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)一步的提高。

[1]蔡開科.連鑄技術(shù)發(fā)展[J].山東冶金，2004，2.

[2]呂亞臣.重型機(jī)械工藝手冊(cè)[C].哈爾濱：哈爾濱出版社，1998，6.