沖天爐前爐爐殼兩端法蘭孔鉆削工藝分析

沖天爐是鋼鐵冶煉廠機(jī)修分廠的一座重要設(shè)備。它擔(dān)負(fù)著機(jī)修生產(chǎn)重?fù)?dān)，而前爐爐殼又是其關(guān)鍵部件，如果長(zhǎng)期使用，多次修補(bǔ)，殼體已沒有修補(bǔ)價(jià)值，需要重新制造新的爐殼（如圖1所示）。在制作過程中，倘若采取先鉆法蘭孔后組焊，熱變形將會(huì)導(dǎo)致法蘭孔超出圖紙規(guī)定公差。因此，可以采用先組焊后鉆孔，在無大鉆床的情況下，利用小鉆床鉆削大型工件的工藝方法，順利完成本爐殼的制作任務(wù)，能夠完全達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)將此鉆削工藝做如下分析。

一、現(xiàn)有設(shè)備能力分析

機(jī)修分廠金工車間擁有的最大鉆床是Z3080x25鉆床。它的最大切削直徑為80mm，主軸端面至底座工作面最大距離為2000mm，考慮鉆夾套和鉆頭工作長(zhǎng)度及退刀距離，實(shí)際加工工件高度不得大于1800mm，現(xiàn)設(shè)備配套地坑直徑為1250x1250x1000，如若工件直徑超過直徑1250mm，則地坑不能容納。

根據(jù)設(shè)備現(xiàn)狀分析得出，該設(shè)備加工大型工件最大尺寸列于表1。如超出最大尺寸界限，便超過了設(shè)備加工能力。

二、解決問題的方法

為解決上述問題，在工作實(shí)踐中，筆者提出了這樣的方法，利用小鉆床鉆削大型工件前爐殼體的工藝方案。

（一）Z32K小搖臂鉆床加工能力分析

機(jī)修分廠金工車間維修工使用的Z32K鉆床，最大鉆孔直徑25mm，最大跨距815mm，主軸端面至底座工作面距離870mm，工作臺(tái)面至鉆床底面最大尺寸500mm，主軸孔莫圓錐3號(hào)，最大夾持鉆頭直徑31.5mm。

（二）前爐爐殼形體尺寸分析

爐體材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，易切削。高度2020mm，最大直徑1793mm，兩端面法蘭要求鉆出兩種不同的孔，即?27mm，?20mm，凈重791.3Kg。

根據(jù)前爐爐殼形體分析可知，在Z3080搖臂鉆床上無法加工。因?yàn)閆3080鉆床，裝夾?27mm，?20mm鉆頭后，鉆頭切削端部至工作臺(tái)面實(shí)際尺寸僅有1770mm，而爐殼高達(dá)2020mm，相差250mm，地坑直徑1250mm殼體直徑1793mm，在地殼也不能加力。

（三）安裝加工方法

將Z32K鉆床固定安裝于B1016A六米刨床工作臺(tái)長(zhǎng)6米，寬1.4米，完全可固定小鉆床Z32K。由于鉆床高度不夠，加墊增加高度，墊鐵高度用X表示。加工件——外殼高度用Y表示，鉆頭刀部頂端至地面最大距離用Z表示。在加工時(shí)，必須滿足Z>A+B+X，其中：a=835（6m刨工作臺(tái)高度）b=1000（Z32K鉆床當(dāng)搖臂上升到最高極限時(shí)鉆尖地面的距離），Y=2020mm，所以：a+b+X>Y，X>Y-a-b，X>185，從墊鐵系列中找出了四個(gè)高度為200mm的墊鐵，這樣一來便達(dá)到了工藝要求（鉆床用T形螺栓緊固），如圖2所示。

（四）爐殼、鉆床的找正

爐殼置于地面，用框式水平儀找正，加斜墊鐵調(diào)整。鉆床調(diào)整底部四個(gè)調(diào)整絲杠，搖臂上置水平儀找正水平，以確保鉆頭中心與水平面垂直度。

（五）爐殼的受力分析

切削過程中，爐殼受軸向力P，扭矩M0，手動(dòng)進(jìn)給鉆孔進(jìn)給量≤0.15毫米/轉(zhuǎn)，此軸向力P=4540N，扭矩M0=53300N·mm。

取鋼與水泥面摩擦系數(shù)F=0.35，摩擦力矩=0.357913mm/2=23

43166.9N·mm摩擦力矩遠(yuǎn)大于切削扭矩，爐殼不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)。

根據(jù)以上分析，依照劃線，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)工件可依次加工各孔。

三、結(jié)語(yǔ)

從加工結(jié)果來看，完全滿足了圖紙加尺寸精度的要求，說明此種加工方法的可行、合理。根據(jù)筆者的計(jì)算，利用此臺(tái)小鉆床最大可以加工40mm的孔徑，大型工件甚至可將小鉆床置于其上進(jìn)行加工。

在冶金企業(yè)中，經(jīng)常會(huì)遇到超大超重工件的加工，而加工設(shè)備能力有限，超出設(shè)備具有的加工尺寸，充分開發(fā)現(xiàn)有設(shè)備的潛力，應(yīng)作為一種好的途徑與方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]沖天爐技術(shù)手冊(cè)編委會(huì).沖天爐技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010

【作者單位：河南省工業(yè)學(xué)校機(jī)電系】