扇形段框架机械加工工艺分析论文
摘要：通过对机械加工工艺的研究，并对基准的确定、路线的选择、程序的编排进行分析，保证了扇形段框架的形位公差，提高了生产效率，满足了产线需求，保障公司主要产线重点设备顺行。
关键词：扇形段；加工；基准
扇形段框架分为水平段、矫直段、弯曲段和0号段，每组包含外弧框架和内弧框架两种，是连铸机上的关键部件，支撑着铸流导辊、驱动辊、液压夹紧装置等部件，对连铸的生产顺行起到关键作用。因此，保证扇形段框架的内在质量，是实现扇形段功能的关键，鉴于此需要对机加工工艺进行深入研究。
1工艺路线
1.1拟定工艺路线的一般原则
1）先加工基准面：加工作为定位基准的表面，以便为后续各工序的加工提供统一的基准；2）划分加工阶段：分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段，保证加工质量、提高效率、安排热处理以及及时发现毛坯缺陷等；3）先孔后面：保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便；4）主要表面的光整加工，应放在最后，以免加工后的表面，由于后续工序间的转运和安装而受损[1]。
1.2确定工艺路线的具体原则
1）为了保证加工精度，将粗、精加工分开进行。由于粗加工时余量大，外表比较硬，其所受切削力和夹紧力都比较大，加上切削不均匀，易产生大量热量，在工件表面形成硬化现象。该硬化层直接对工件内部形成较大的应力，使工件变形。如果粗、精加工连续进行，那么精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。为减少应力集中，在粗加工后应进行低温退火或者时效处理来消除内应力，减少工件变形；2）在机械加工工艺中，在加工前先要对毛坯零件进行热处理，以达到改善金属的切削加工性能，为消除内应力；3）合理选用设备。粗加工不要求有较高的加工精度，所以应在功率较大、精度不太高的机床上进行，如重型车床、端面铣床等。精加工工序则要求用较高精度的机床加工，如数控车（镗）床、线切割等。这样既能充分发挥设备能力，又能延长精密机床的使用寿命，对提高加工效率、减轻工作量起到关键作用。
2加工设备及辅助措施
此内外弧框架由于精度要求高，形位公差严，工作量大选在XK2130数控龙门镗铣床上加工，在此机床上加工要考虑多个方面的'因素，以保证其精度[2]。1）垫铁。由于活件的外形处于机床Y、W、Z三个方向极限附近，经过细致的测量垫铁的高度为410±5mm；2）翻活难度大。由于活件较大，公差要求较严，轻度的碰撞都有可能引起活件的变形，公差难以保证，在翻活在过程中，为了避免引起碰撞，采用行车双钩在空中完成翻面；3）加工难度大，形位公差要求严。经过认真分析、研究、计算，把所加工的尺寸进行分组，分块加工，合理选择基准，以保证所有尺寸的形位公差。
3加工方案制定
采用基准先行原则，先加工625±0.05下平面，也就是装配基准面，然后加工625±0.05上平面、4-120×110、面4-485×90、4-435×90、625±0.05上平面各45P9槽、φ19.5H11孔成。对于625±0.05尺寸，采用互为基准原则，并且先行加工以便保证4-120×110面、4-485×90、4-435×90、625±0.05上平面各45P9槽、φ19.5H11孔尺寸的形位公差。在加工625±0.05尺寸时，先以625±0.05下平面为基准，先对625±0.05、1440±0.05上平面进行粗加工，留3mm余量，同时对4-120×110四个小块内侧面和外侧面见光，保证平面度，作为找正块使用，然后进行翻面，粗加工基准面、280H8槽型、60×175槽型、90×190槽型、2265两侧面，两边各留2mm量。翻活以基准面为基准，按找正块找正粗加工45P9槽型，该槽加工成槽宽40槽深14，加工（625-3）大平面（3mm为所焊不锈钢层厚度）、1440±0.05上平面留2mm量，然后转焊不锈钢层，焊完后以1440±0.05上平面为基准，加工625±0.05下平面、280H8槽型、60×175槽型、90×190槽型尺寸成，保证625±0.05尺寸下平面的平面度。再次翻活以625±0.05下平面为基准，加工4-120×110面、4-485×90、4-435×90尺寸成，然后加工各油孔、水孔、键槽。在加工各油孔、水孔、键槽时，在加工这么多孔和槽时，要保证各孔槽之间的位置精度，必须用同一个基准进行加工。由于机床内部只有四个坐标点，对那么多的孔与槽无法实现孔槽之间的位置精度。经过探讨，深挖机床潜力，我们采用基准统一的原则来加工140个孔与7个槽，也就是以625±0.05尺寸的下平面为基准，再以625±0.05尺寸上面多块上的一个孔为基准，利用坐标平移指令TRANS进行编程加工，也就是一种虚拟的坐标平移[3]。这样不仅所有的孔及槽形位公差得以保证,而且使编程简便。（对所有φ19.5H11的孔径用深度可以通过调整其相应的尺寸值来完成加工,从而保证这些孔尺寸的一致性）。
4结束语
通过此方法很好的完成了对内外弧框架的加工，各形位公差精度得到的保证，在生产线上进行了进一步的试验，各项指标均达到甚至超过工作要求。
参考文献：
[1]濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]王爱玲.机床数控技术[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]何月秋.电焊工技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
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