浅谈机械加工工艺编制的基本方法.pdf

第 42 卷第 1 期有色金属加工Vol.42No.12013 年 2 月NONFERROUS METALS PROCESSINGFebruary 2013浅谈机械加工工艺编制的基本方法吕广优(洛阳有色金属加工设计研究院，河南 洛阳 471039)收稿日期:2012 03 05摘要:本文以张力辊组制造过程为例，结合生产实际，详细介绍了机械加工工艺编制的过程及其基本方法。关键词:机械加工;工艺编制;张力辊组;制造工艺;基本方法中图分类号:TH162文献标识码:A文章编号:1671 6795(2013)01 0036 02制造工艺即是将设计图纸转化为实体产品的指导性文件，是工人按照一定方法步骤将原料转化为图纸要求的形状、性能的零件，将不同的零件按照一定的方法和顺序组装成能完成功能的部件和设备的指导书。作为机械制造工艺人员要想通过工艺设计实现设计图纸规定的各项技术性能指标，制造出符合图纸要求的设备，又要尽可能地节约制造成本，就必须理解各项性能指标的意义以及图纸提出这些指标的目的，合理取舍，编制出合理的工艺方案。本文通过张力辊组工艺的编制过程，介绍机械加工、制造过程工艺编制的基本方法。1分析图纸确定关键件张力辊组是铝箔加工精整机组中的关键设备之一。现代高速精整系统要求张力辊组既能为带材提供足够的矫直张紧力，又要保证带材能高速运行，这就需要张力辊组在高速转动中提供平稳的牵引力。要满足这种需求，就必须在保证各张力辊自身制造精度同时，保证各辊间位置的精度。因此张力辊组在设计时对制造提出了很严格的技术要求(图 1)。图 1张力辊组Fig 1Tension roller unit通过分析图纸各项技术要求，针对辊子平行度0.05mm/m，水平度 0.05mm/m，辊系具有良好的互换性等因素，确定出张力辊组的关键件为:辊子(决定互换性、设备性能)、轴承座(决定互换性、平行度、水平度)、辊系底座(决定平行度、水平度)。2确定关键件加工工艺流程编制关键件加工工艺编制加工工艺之前，需要对零件各个指标的实际影响进行深入的分析，以确定必要的工艺流程来保证零件最终达到使用要求。2 1辊子的圆柱度、同轴度对带材的影响机械加式过程中，由于机床误差以及刀具在加工过程中发生的磨损，辊面的实际状态并非是理想中的圆柱，而是轴向上一系列大小不等的圆、椭圆的集合，这些曲线到轴线半径 R 之差的最大值称为该辊子的圆柱度误差。图 2 所示为几种常见的辊形。图 2几种常见的辊形Fig 2Some common roll shapes通过公式(1)计算可以看出圆柱度误差对带材的影响。=dn/min(1)式中 v 辊子表面某一点线速度，mm/Minn 辊子转速，r/mind 辊子直径，mm常数，本式取 3 142。由于存在圆柱度误差 R，辊子表面实际线速度必然存在差值 V=2*R*n，且 V 会随辊子转速第 1 期有色金属加工n 的增大而增大。在高速运行的情况下，V 将相当可观，假定 n=150r/min，R=0 1mm，则此时V2*3 142*0 1*150=47 13mm/min这必然造成带材跑偏(锥辊)、鼓肚(凸辊)、撕裂(凹辊)，对带材质量产生很大影响。同样，辊面相对于辊轴的不同轴(如图 3)也可以看作是辊子园柱度的周期性变化，这种变化达到一定数值，则会在带材高速运行的过程中形成明显的波浪纹甚至导致断带。a)轴线偏移b)轴线交叉图 3不同轴的两种形式Fig 3Two forms of different axis因而辊子的表面必须通过高精度磨削，使圆柱度误差 R 达到尽可能小，同时在辊子精磨时安排辊面与轴颈轴承安装位置同磨，以保证辊面与辊轴的同轴度。2 2辊子动平衡余量对带材的影响由于毛坯尺寸、材料均一性等因素的影响，机械加工过程中很难保证辊子的质心位于辊子轴线上，这就产生了辊子的动平衡余量。由于动平衡余量的存在，辊子高速旋转时产生的不对称向心力会使辊子产生定向的机械桡度，这种桡度同样可以看作是辊子圆柱度发生了变化。而这种桡度并非固定数值，在实际生产中表现为带材张力的周期性变化，且辊子转速越高，变化幅度越大、频率越快。张力的剧烈变化很容易导致断带。因而辊子自身的动平衡余量必须通过动平衡实验配重，将其控制在一定范围内。通过以上分析制定出辊子的加工工艺路线为:备料焊前坯料粗加工(定位止口等)制坯(焊)退火(消应力)粗车时效半精车配重精车挂胶半精车(胶面)精车(胶面、轴颈轴承安装位、精修顶尖孔)配重半精磨精磨(辊面，轴承安装位)铣(轴头传动键槽)采用以上工艺制造出的辊子精度可达同轴度0.05mm，圆柱度 0 05mm，辊面圆度 0 05mm 以内，动平衡余量 200g*m(100 转 2 5 级精度以上)。同样，按照上述方法可制定出轴承座、辊系底座的加工工艺。3编制非关键件加工工艺对于非关键件可以按照常规零件编制加工工艺，达到图纸要求即可。这样可以大大提高的 生产效率，有效降低生产成本。4确定装配流程 编制装配工艺根据装配作业条件，确定合理的装配顺序，既可以有效保证产品质量、提高装配作业效率，减少现场作业时间，又可以降低零部件过早进入装配现场引起损坏的风险。例如张力辊组装配时，要等底座安装完毕、水平交检合格、轴承座到达现场后才安排辊子、轴承等进场参与装配，装完交检合格后立即包装，从而降低辊子、轴承因现场条件恶劣引起损坏的可能性。5结论通过分析设备性能要点，明确理解机械设备设计过程中的各项技术要求的含义，并确定设备关键所在，才能在编制制造工艺时采用合理的加工技术，做到从产品制造源头入手控制产品质量，才能在制造出合格设备的同时，提高生产效率，有效节约制造成本。参考文献1 中国重型机械工业协会 重型机械标准，昆明:云南科技出版社 20072 吕亚臣 重型机械工艺手册，哈尔滨:哈尔滨出版社1998The Basic Method of Working out Machining ProcessThe Basic Method of Working out Machining ProcessLv Guangyou(Luoyang Engineering and Research Institute for Nonferrous Metals Processing，Luoyang，henan，471039，China)Abstract:This paper expounds the procedure of working out machining process which is used in the tension roller unitmanufacturing The basic method of working out machining process has been introducedKeywords:machining;process planning;tension roller unit;manufacturing process;basic method73