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摘要：針對起重設備主要受力件折線卷筒的加工難點，通過確定加工基準、以工裝找正定位，調(diào)整工藝流程等改進措施，摸索出一條使用通用機床即可保證制造精度的加工工藝。卷筒是起重設備主要受力件之一，其結構為帶繩槽的卷筒體外圓兩端處各有一外法蘭，內(nèi)孔內(nèi)距兩端一段距離處各有一內(nèi)法蘭。原卷筒采用球墨鑄鐵件，常在其法蘭處產(chǎn)生砂眼、渣眼等缺陷，且在使用過程中，此卷筒經(jīng)常出現(xiàn)亂繩現(xiàn)象，不但鑄件報廢率高，而且還要花費大量的時間處理折線過渡處。為了解決這一問題，卷筒改為焊接結構件，取得了良好效果。
1.焊接結構件加工難點
卷筒加工主要工作量為繩槽、出繩孔加工，內(nèi)法蘭孔、端面加工及外法蘭端面加工。其加工量與普通焊接卷筒比較并沒有增加很多，但因其結構原因，無法實現(xiàn)焊接成整體結構后，一次性加工完成，導致增加了加工難度，在加工過程中有如下難點：①對于卷筒整體結構，卷筒體與外法蘭相接處的繩槽因折線半繩槽加工及退刀原因，無法加工。②卷筒體內(nèi)孔與繩槽有同心度要求，同時卷筒體內(nèi)孔與聯(lián)接螺栓孔（見圖1）有同心度要求。而繩槽、內(nèi)孔及螺栓孔無法在同一機床上同時加工到位。③卷筒內(nèi)法蘭端面及外法蘭端面與繩槽有距離要求，但加工繩槽時，因需要兩端留夾頭量及退刀量，而繩槽的加工、卷筒內(nèi)法蘭端面的加工及卷筒外法蘭端面的加工在不同的工序及機床上完成，因為多道加工，會出現(xiàn)基準被前道工序加工掉的情況，導致后續(xù)加工無基準，無法保證相關尺寸。
2.確定加工基準
將出繩孔作為基準，加工繩槽時出繩孔為起刀點，加工內(nèi)外法蘭端面時，將端面與繩槽相關尺寸轉換為端面與出繩孔相關尺寸進行加工，來保證繩槽與內(nèi)外法蘭距離要求，同時出繩孔也可作為后續(xù)焊接楔套的工藝孔，輔助定位。
3.傳統(tǒng)工藝方案
傳統(tǒng)工藝方案為：先上鏜床加工出卷筒體上出繩孔，以出繩孔為基準焊接內(nèi)法蘭及楔套，再上鏜床以出繩孔為基準加工出內(nèi)法蘭孔及端面，內(nèi)孔內(nèi)裝悶頭，上車床兩端頂悶頭用中心孔定位，以出繩孔為起刀點加工卷筒體外圓繩槽及外法蘭（見圖2）定位止口，以止口定位，在卷筒體兩端焊外法蘭，內(nèi)孔內(nèi)裝悶頭，上車床兩端頂悶頭用中心孔定位，以出繩孔為基準加工外法蘭端面。
4.制造問題分析
很長一段時間一直采用傳統(tǒng)工藝對卷筒進行加工，一直能滿足要求，但隨著新產(chǎn)品的研發(fā)，產(chǎn)品結構有些改變，相應卷揚減速機選型更換，導致卷筒結構進行更改，由原來內(nèi)法蘭距離卷筒體兩端尺寸為330mm，更改為內(nèi)法蘭距離卷筒體兩端尺寸為106mm。繼續(xù)按原加工工藝方案先加工內(nèi)法蘭內(nèi)孔后再焊接外法蘭，發(fā)現(xiàn)內(nèi)孔超差。分析原因為此卷筒內(nèi)法蘭板端面距外法蘭板端面距離較近，在焊接外法蘭板時，焊接熱影響區(qū)會引起已精加工內(nèi)孔處變形，造成已精加工完成的內(nèi)孔尺寸公差超差，嚴重影響卷筒制造精度。
5.工藝改進
（1）工藝改進難點 為了避免因焊接引起已精加工內(nèi)孔尺寸超差，就必須先焊接外法蘭，再進行卷筒內(nèi)法蘭內(nèi)孔的加工，因為繩槽與內(nèi)孔有同心度要求，而焊接外法蘭之前因繩槽加工原因，必須先將繩槽加工到位，且因繩槽形狀的原因，后續(xù)加工外法蘭及內(nèi)法蘭內(nèi)孔時無法用繩槽找正，會出現(xiàn)焊后加工內(nèi)孔，沒有內(nèi)孔加工基準，容易引起內(nèi)孔與繩槽不同心。（2）以工裝找正 為解決上述問題，在內(nèi)法蘭內(nèi)孔內(nèi)焊接工藝軸，在工藝軸上加工出中心孔，先加工繩槽和外法蘭，再加工內(nèi)法蘭，后續(xù)加工繩槽時以工藝軸上的中心孔為基準，加工完焊接外法蘭后，同樣以工藝軸上的中心孔為基準，加工外法蘭端面及外圓，后續(xù)加工內(nèi)法蘭內(nèi)孔時，將工藝軸割掉后，以外法蘭外圓及端面為基準，加工內(nèi)法蘭內(nèi)孔及螺栓孔，達到基準統(tǒng)一，保證同心度，且可焊后加工內(nèi)孔，保證加工精度。（3）調(diào)整工藝流程 改進工藝方案為：先上鏜床加工出卷筒體上出繩孔，以出繩孔為基準焊接內(nèi)法蘭及楔套，并在內(nèi)法蘭內(nèi)孔中焊接工藝軸，上鏜床在工藝軸上加工出工藝孔，上車床兩端頂工藝軸上中心孔定位，以出繩孔為起刀點加工卷筒體外圓繩槽及外法蘭定位止口，以止口定位，在卷筒體兩端焊外法蘭，上車床兩端頂工藝軸上中心孔定位，以出繩孔為基準加工外法蘭端面及外圓。筒體吊下機床轉焊接，將工藝軸割掉，上鏜床，將卷筒放置于機床旋轉工作臺上，用V形墊鐵架裝卷筒兩外法蘭，按已加工外法蘭端面及外圓找正，壓緊。加工內(nèi)法蘭內(nèi)孔及螺紋孔（見圖3）。
6.改進效果
1）按照改進工藝加工卷筒，檢測內(nèi)法蘭內(nèi)孔尺寸公差滿足要求，保證了卷筒的制造精度，滿足了產(chǎn)品使用性能要求，有效地控制了產(chǎn)品質(zhì)量。2）通過由悶頭中心孔定位改為工藝軸中心孔定位，工裝加工難度有所降低，工裝材料等級有所降低，同時對于不同結構及尺寸的卷筒，工藝軸尺寸易于標準化、統(tǒng)一化，在工藝軸割下后也可以反復利用，節(jié)約了成本。3）此次改進工藝的順利實施，為加工各類型折線卷筒提供了成功經(jīng)驗，證明其是采用通用機械加工折線卷筒的有效工藝。
參考文獻：
[1]張少紅．普通重型車床加工平行折線卷筒的原理和方法[J]．起重運輸機械，2008（11）：46-47.
作者：任潔 魏志鵬 單位：太原重工工程機械分公司