弯窜辊抱紧装置移动座盲缸孔制造的工艺研究

刘小勇 冯 萍 陈 骁 甘 璇

(二重万信工程设备有限责任公司，四川 618013)

弯窜辊抱紧装置移动座盲缸孔制造的工艺研究

刘小勇 冯 萍 陈 骁 甘 璇

(二重万信工程设备有限责任公司，四川 618013)

通过对弯窜辊抱紧装置移动座盲缸孔制造的工艺研究，结合移动座结构特点及技术要求，选择适合移动座各盲缸孔的高效、高质量的加工方法。

盲缸孔;精密镗削;珩磨;豪克能技术

弯窜辊抱紧装置是液压弯辊板形控制技术中的重要装置，主要由弯辊系统、窜辊系统及接轴抱紧装置等组成。它直接影响着轧制成品的板形质量。而对其关键零件移动座加工质量的控制尤为重要。

为了实现我厂封闭生产弯窜辊抱紧装置，我公司对弯窜辊抱紧装置的关键件移动座、滑板等零件的制造进行了工艺研究及试制工作。以1 450 mm和1 750 mm轧机为例，一条轧线由7台轧机组成，一台轧机上有8个移动座，每个移动座上有3个缸孔。因此，一条轧线共有56个移动座，168个缸孔需要加工。如何高效、高质量地加工移动座的各缸孔是我们首先要考虑的问题。

1 移动座的加工难点

移动座是长方体结构的零件，见图1，材质为

42CrMo。有3个在空间上相互垂直的盲缸孔。一为阶梯式盲缸孔，尺寸为(Ø200H8×115)mm，另两个盲缸孔尺寸分别为(Ø200H8×331)mm和(Ø200H8×315)mm。三孔均为盲孔，无退刀槽，缸孔表面粗糙度为 Ra0.8μm，圆度为0.01 mm、圆柱度为0.015 mm。

如何高效、高质量地加工这3个盲缸孔是移动座的加工难点。

2 加工方案

针对移动座的加工难点，在试制阶段，我们采用了精镗和精珩磨技术来加工盲缸孔，并对两种加工方式分别做了切削试验。在投产阶段为了提高效率，我公司引进了乌克兰军工技术——“豪克能技术”精加工弯串辊抱紧装置移动座的缸孔。

2.1 试制阶段采用的方案

当缸孔孔深不大于115 mm时的工艺:粗镗—调质—半精镗—时效—精镗。当缸孔孔深大于115 mm时的工艺:粗镗—调质—半精镗—时效—精镗—珩磨。

2.1.1 精密镗削

在精镗工序中，我们利用伊斯卡精镗刀(调整精度Ø0.002 mm)及金属陶瓷刀片IC20N进行缸孔精镗加工，通过切削试验(改变切削参数)寻找能达到图纸要求的切削参数。试验结果表明:在数控镗床上加工孔深不大于115 mm的缸孔时，只要切削参数选择合理就能够较好的达到图纸要求的Ra0.8μm的表面粗糙度。但孔深加深后，表面粗糙度最好只能达到Ra1.6μm，圆度和圆柱度变化不大。一般圆度可以控制在0.005 mm以内、圆柱度可以控制在0.01 mm以内。所以对于孔深大于115 mm的缸孔我们采用传统的加工方法珩磨。

2.1.2 珩磨加工

珩磨加工是利用安装在珩磨头上的若干条油石，由胀开机构将油石向径向胀开，使其压向工作孔壁产生一定的面接触，同时使磨头产生旋转和往复进给的综合运动。由此实现对孔壁磨削一层极薄的金属。在适当的珩磨液作用下，可以达到改善表面质量、改善表面应力状态和提高被加工零件精度的目的，是一种多刃切削的精加工方法。

试制阶段在精珩磨工序中，我们设计制造了专用珩磨工装。珩磨盲孔的关键是如何保证孔的圆柱度要求。考虑到珩磨头的设计与制造，以及如何保证孔底精度与其它部位的精度一致，我们采用了长油石珩磨。根据移动座与相关件的装配使用情况，采用在半精镗孔时将孔底镗削加工出宽5 mm、深0.5 mm的浅退刀槽。通过珩磨试验得出:在孔底多驻留一段时间并提高转速可以保证珩磨后缸孔的圆度及圆柱度在0.01 mm以内。珩磨后的表面粗糙度达Ra0.3μm ～0.5μm，尺寸公差在0.01 mm以内，圆度及圆柱度在0.01 mm以内，均优于设计要求。

此方法珩磨头结构设计简便，工人操作方便。但是加工效率低，加工一个缸孔需要10 h～12 h，且油石易磨损，油石的更换和修正需大量的辅助时间。

图1 移动座Figure 1 Mobile base

2.2 投产阶段的方案

通过对试制阶段加工情况的分析，制约生产效率的关键工序是精加工阶段的精镗缸孔和精珩磨缸孔工序。为此我们引进了“豪克能加工技术”，购买了在镗床上使用的豪克能表面加工设备，加工孔的范围是Ø195 mm～Ø230 mm，可加工500 mm的孔深。

豪克能技术是乌克兰军工技术，前苏联曾广泛用于发电、动力、飞机及造船、潜艇等军民设备的制造中。豪克能金属表面加工技术是光整加工金属表面的一种辅助专用设备，可以安装在车床和镗床上使用。经过豪克能刀具加工过的工件表面粗糙度有明显改善，可使被加工工件表面粗糙度达到Ra0.2μm以下，加工效率也大幅提高。可替代传统的磨床、滚压、镗滚、珩磨、抛光机、砂带机等加工方式。该设备由豪克能表面加工设备控制柜、豪克能表面加工刀具总成、豪克能表面加工工具座、豪克能表面加工工具头滚珠、连接电缆、油管、电源电缆等构成。

为了使镗床和豪克能加工设备有效连接，我们与豪克能设备厂家共同设计了适合我公司T110数控镗床使用的连接接口。

安装好后做了切削试验。采用豪克能表面加工设备精加工一件移动座缸孔(Ø200 mm×365 mm)走刀一次只需30 min左右，加上安装该设备，精加工一件移动座的两个长盲缸孔最多需要2 h。表面粗糙度很容易达到Ra0.8μm以下。试验件缸孔走刀一次表面粗糙度就达到了Ra0.6 μm。一条7连轧轧机的56个移动座至少能减少1 008 h的加工时间。

3 镗、珩磨及豪克能技术加工缸孔的优缺点

3.1 镗缸孔工艺

优点:装夹次数最少，辅助时间少，效率高，加工质量易控制，盲孔有无退刀槽对精镗工艺来说，影响不大。

缺点:对设备精度、刀具要求较高，适合加工表面粗糙度要求Ra0.8μm，孔深不大于115 mm的较浅缸孔。

3.2 珩磨缸孔工艺

优点:对设备要求不高，普通钻床上就可以安装，相对与镗缸孔来说，对孔深的要求不高，加工精度高，表面粗糙度好，质量稳定。

缺点:加工时需换珩磨油石，辅助时间长，效率低。孔的直线性必须由前道工序保证，同时对前道工序也有一定的精度要求，否则不易保证能珩磨出很高的尺寸精度和几何精度。对于盲孔无退刀槽的零件，珩磨盲孔前，需预先加工出一段深度小于或等于珩磨余量的退刀槽，以便提高盲孔加工效率。

3.3 豪克能技术工艺

优点:对使用设备精度要求不高，加工时间和辅助时间少，加工质量容易保证，加工精度和效率高。对加工缸孔深度没有过多的限制。

缺点:与珩磨工艺一样，受豪克能加工设备工具头的限制，为保证质量，精加工盲孔前，也需预先加工出一段深度小于或等于珩磨余量的退刀槽。

4 结论

通过对移动座盲缸孔制造的工艺研究及切削试验的对比，分别采用两种方法精加工弯串辊抱紧装置移动座的盲缸孔。对孔深不大于115 mm的盲缸孔采用精镗工艺，孔深大于115 mm的盲缸孔采用“豪克能技术”在镗床上用豪克能表面加工设备进行精加工。生产效率得到了大幅提高。采用“豪克能技术”彻底解决了大型工件不能上磨床的技术难题，提高了此类工件的加工质量。该工艺方法具有广泛的实用性。

编辑 傅冬梅

Process Research on Manufacture of Blind Cylinder Bore for Bending String Roll Hold Device Mobile Base

Liu Xiaoyong，Feng Ping，Chen Xiao，Gan Xuan

Bymeans of research on blind cylinder bore manufacturing of bending string roll hold device mobile base and combing with structural characteristics and technical demands ofmobile base，the effective and high quality processingmethods have been selected thatwere applicable for blind cylinder bores ofmobile base.

blind cylinder bore;precious boring;honing;Hauck technology

TH16

B

2013—09—01