關(guān)于鍍鋁鋅線卷取機(jī)卷筒加工工藝的研究及討論

王丹

摘 要：該文以25萬噸級的鍍鋁鋅線卷取機(jī)卷筒為例，首先針對卷筒的實(shí)際加工難點(diǎn)進(jìn)行了分析，進(jìn)而針對其加工工藝從具體的幾個(gè)細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了闡述，最后針對扇形板的加工從工藝難點(diǎn)及解決辦法等層面分別進(jìn)行了表述。卷取機(jī)是精整生產(chǎn)線中的重要設(shè)備之一，而卷筒則是卷取機(jī)的核心部件。在機(jī)組待機(jī)時(shí)可縮小直徑，方便機(jī)組上料或者卸料，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，卷筒可脹大至工作直徑，將帶材頭部緊緊夾住，以便卷取機(jī)與其它設(shè)備（如軋機(jī)、張立機(jī)等）建立張力，實(shí)現(xiàn)整齊穩(wěn)定的卷取。因此卷筒的加工精度對最后成品的質(zhì)量有很大影響。

關(guān)鍵詞：鍍鋁鋅線 卷取機(jī) 卷筒加工 工藝

中圖分類號：TG174.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0110-01

25萬噸級卷取機(jī)所應(yīng)用的卷筒相比于一般的卷筒在結(jié)構(gòu)的形式上存在很大的區(qū)別，對于卷筒、鉗口壓板、鉗口斜楔、空心芯軸、扇形板以及鉗口下壓板等各種零部件的具體精度要求都非常高，在進(jìn)行這一類零部件的加工時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)加工工藝性較差或者是外形相對單薄等問題。這些零部件是否能夠到達(dá)要求精度在很大程度上決定著卷筒整體的裝備精度。下面針對這種卷筒在設(shè)計(jì)階段所需要注意的一些工藝上的難點(diǎn)進(jìn)行了具體的分析。

1 主軸的加工難點(diǎn)及解決辦法

主軸的零件：主軸總長度：1609 mm，內(nèi)花鍵的長度：520 mm，距右端589 mm，距左端500 mm。進(jìn)行主軸加工時(shí)的難點(diǎn)主要在于當(dāng)前的實(shí)際加工技術(shù)很難真正滿足內(nèi)花鍵的設(shè)計(jì)要求，一方面沒有行程為1200 mm的插床；另一方面還沒有理想的花鍵拉床。在進(jìn)行花鍵位置設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常將其加工在工件整體的中間位置，因此其具體的加工工況很難有效控制，與此同時(shí)，現(xiàn)有的測量技術(shù)并不能滿足花鍵加工后的測量需求，因此加工的實(shí)際結(jié)果不能很好地實(shí)現(xiàn)有效掌握。

結(jié)合已有的一些實(shí)踐加工經(jīng)驗(yàn)，針對以上這些加工的難點(diǎn)可以采取刨床沖花鍵這種加工形式，在刨床刀架處安裝設(shè)計(jì)好的刀桿，將刀桿的方向控制和導(dǎo)軌相互平行，然后借助于工件在導(dǎo)軌上的平行移動來完成整個(gè)沖削的過程，這種加工原理和插床的原理相類似，區(qū)別在于運(yùn)動方向上的不同。

采用這種工藝最主要的問題是讓刀的多少。一旦吃刀量大、工件行程過長亦或是刀體、刀桿的剛度較差，都會造成工件沖削量出現(xiàn)不同程度的差異。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)相對合理的刀桿、解決讓刀、測量等問題就變得非常重要。

1.1 刀桿的設(shè)計(jì)

（1）通常情況下，刀桿本身直徑和其長度的比值對刀體的工作效果會產(chǎn)生非常大的影響，如果具體工件的長度被確定下來，那么相應(yīng)的刀桿長度和其最佳的直徑長度也就能確定下來。如果刀桿的直徑過小，就很容易導(dǎo)致刀體在加工過程中發(fā)生過多的振動，這一方面影響了刀體的使用壽命，另一方面影響了工件的加工粗糙程度。而反之，刀桿的直徑過長，就會導(dǎo)致刀桿本身的質(zhì)量增大，如果超出了整個(gè)設(shè)備所能承載的范圍，就會出現(xiàn)刀桿很難被帶動的問題。

（2）在實(shí)際的加工過程中，刀體在回程時(shí)不能和工件發(fā)生硬性的接觸，這會導(dǎo)致刀體劃傷工件已經(jīng)加工好的光滑表面或者引起刀桿振動。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以在刀桿上連接設(shè)計(jì)一個(gè)彈簧，這樣就能起到很好的緩沖作用，即便是發(fā)生碰撞也不會產(chǎn)生幅度較大的振動。

（3）在確定刀體尺寸時(shí)需要考慮吃刀量大小和加工效率等。如果刀體設(shè)計(jì)過大，雖然提升了加工的效率，但同時(shí)也會增大吃刀量，進(jìn)而使得刀桿（在）發(fā)生振動時(shí)很容易出現(xiàn)打刀的情況進(jìn)而影響到刀體的使用壽命，這樣反而降低了工作的效率。而相反的話就會造成加工效率整體下降，通過實(shí)踐表明，刀體的最佳尺寸在14 mm左右，材質(zhì)以白鋼最佳。

1.2 讓刀

所謂的讓刀問題是指如果刀桿的長度過長的話，就很容易在進(jìn)行加工時(shí)出現(xiàn)花鍵加工行程過大的問題。要想有效避免或是盡可能地減少讓刀問題的出現(xiàn)，首先需要對刀桿進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，在保證刀桿在一定荷載能力基礎(chǔ)上最大程度地提高刀桿本身的直徑。其次，還需要合理地考慮吃刀量的大小，如果吃刀量處于一個(gè)較小范圍的話，那么出現(xiàn)讓刀問題的概率就會非常小，但與此同時(shí)，設(shè)備的加工效率也會隨之降低。所以說，為了同時(shí)保證加工的效率和加工的效果，應(yīng)該在最大合理吃刀量的基礎(chǔ)上進(jìn)行讓刀的減小。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行粗加工時(shí)，最佳的吃刀量是3 mm，在進(jìn)行精加工時(shí)，最佳的吃刀量是1 mm。

1.3 測量方法

對花鍵進(jìn)行測量時(shí)可以借助花鍵樣板進(jìn)行測量，具體在實(shí)際的加工過程中，每加工出一個(gè)新的鍵槽，就制作出一個(gè)對應(yīng)的鍵槽樣板。在進(jìn)行樣板的匹配時(shí)要著重強(qiáng)點(diǎn)位置的一致性，這樣可以有效避免受力不均和接觸不均的問題出現(xiàn)。

2 扇形板加工難點(diǎn)及解決辦法

扇形板由于需要和鉗口壓板、鉗口斜楔以及鉗口下壓板等進(jìn)行裝配，因此結(jié)構(gòu)比較單薄，對應(yīng)的壁厚差也大，這就使其在進(jìn)行加工或者是氮化處理工藝時(shí)很容易發(fā)生變形。為了解決這種問題，在進(jìn)行扇形板的具體加工時(shí)，一方面要利用時(shí)效來消除機(jī)械加工產(chǎn)生的應(yīng)力；另一方面要最優(yōu)化地選擇工藝參數(shù)和工藝流程，尤其是氮化處理工藝參數(shù)（特別是出爐溫度）直接關(guān)系到變形的具體程度。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐可以得出：當(dāng)出爐的溫度超過300℃時(shí)，扇形板變形量會超出1.5 mm，當(dāng)出爐溫度小于100℃時(shí)，扇形板的實(shí)際變形量會小于0.1 mm。

對扇形板進(jìn)行的組合切削同樣是加工時(shí)需要注意的一個(gè)主要問題，對于這一問題可以事先利用模擬好的設(shè)計(jì)輔具進(jìn)行扇形板的模擬組合裝配，當(dāng)其符合工作狀態(tài)的具體要求時(shí)在進(jìn)行磨削和切削。

3 結(jié)語

卷取機(jī)的卷筒加工主要涉及到一些具體主要零部件的加工，實(shí)現(xiàn)其有效、科學(xué)的加工為整個(gè)設(shè)備的精確工作奠定了重要的基礎(chǔ)。在具體的工藝設(shè)計(jì)上我國還相對比較落后，需要結(jié)合具體的實(shí)踐操作去逐漸摸索，相信在未來通過不懈的努力一定會實(shí)現(xiàn)高精度鍍鋁鋅線的成套生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文博，侯云峰.轉(zhuǎn)盤卷取機(jī)活動支承的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及分析[J].一重技術(shù)，2012（4）：16-18.

[2] 羅威，鄭玉福，夏汝濱.鍍鋅線卷取機(jī)優(yōu)化改造[J].中國重型裝備，2011（1）：2-23.

[3] 王清亮，盧興華，張陵.熱連軋卷取機(jī)動力學(xué)行為研究及數(shù)值仿真[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2003（2）：209-211，271.

[4] 王先云，董相連，閻雪峰.熱軋卷取機(jī)卷筒頭部軸承異常損壞的分析與處理[J].重型機(jī)械，2011（3）：31-35.

[5] 牛艷美.脫脂生產(chǎn)線卷取機(jī)的傳動設(shè)計(jì)簡介[J].制造業(yè)自動化，2009（9）：40，201.

[6] 彭邦遠(yuǎn)，周勇生.新鋼熱連軋卷取機(jī)卷形優(yōu)化措施的應(yīng)用[J].工業(yè)計(jì)量，2010（S1）：84-85，87.