三輥連軋機(jī)組限動(dòng)齒條制造探討
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論文導(dǎo)讀：限動(dòng)齒條作為產(chǎn)品功能和工藝要求上不可替代的關(guān)鍵部件。此類部件國(guó)內(nèi)尚無廠家制造成功。新工藝，三輥連軋機(jī)組限動(dòng)齒條制造研究。
關(guān)鍵詞：限動(dòng)齒條，新工藝，制造
1. 前言
Φ180 FQM三輥連軋機(jī)組成套設(shè)備是我國(guó)首條自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的隧道式連軋管機(jī)組，限動(dòng)齒條作為產(chǎn)品功能和工藝要求上不可替代的關(guān)鍵部件，是連軋管機(jī)的重中之重。
該部件外形龐大，精度要求高，此類部件國(guó)內(nèi)尚無廠家制造成功，一直依賴進(jìn)口，在我國(guó)屬首次設(shè)計(jì)制造，產(chǎn)品的加工難度較大。
設(shè)備制造中需解決鍛件材料成分精確控制、超大齒條井式爐調(diào)質(zhì)的熱變形控制和矯正、合金材料齒條的組焊探傷及焊后變形量控制、齒條組焊前后工序控制和最終齒形控制和等一系列關(guān)鍵工序加工難點(diǎn)。論文大全，新工藝。
2. 限動(dòng)齒條結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
限動(dòng)齒條部件總長(zhǎng)27.8米，寬370mm，由八段各約7米長(zhǎng)的M22大模數(shù)齒條組焊聯(lián)接，每上、下兩件等長(zhǎng)齒條為一組，中間以鋼板焊接成一體，形成一組上、下雙排的齒列，要求上、下齒距同步對(duì)正，各組齒條端部加工凹狀連接槽，裝配時(shí)以啞鈴狀連接桿聯(lián)接鎖緊，通過電熱棒加熱使連接桿長(zhǎng)度膨脹后裝入兩端齒條連接槽恢復(fù)常溫后縮緊實(shí)現(xiàn)預(yù)緊功能。（如圖1）
（圖1）
3. 限動(dòng)齒條加工難點(diǎn)
3.1 工件長(zhǎng)度長(zhǎng)，齒形的模數(shù)大（22×2.25）且深度達(dá)50mm，如何控制熱處理變形以及如何保證最終齒面硬度HB280－302；
3.2 合金材料焊接需預(yù)熱至250°～300°，如何控制預(yù)熱引起的變形；
3.3 由于齒條的上下齒與齒輪箱的上下兩個(gè)齒輪同步嚙合，如何保證已開出的齒焊后能上下對(duì)正，誤差≯5mm，且有足夠的加工余量；
3.4 焊后加工時(shí)，必須考慮刀具磨損和機(jī)床誤差對(duì)齒形的影響，也必須考慮裝卡方式引起的工件變形，齒距累積誤差≯0.2mm；
3.5 每段齒條裝置的兩端齒形均為半齒，拼接處半齒的尺寸公差必須嚴(yán)格控制，保證兩件齒條裝置連接后為一完整齒形；
4. 工藝方案及措施
4.1 調(diào)質(zhì)處理前粗開齒，可以保證最終齒面硬度；在調(diào)質(zhì)處理時(shí)，利用專用卡具將每2件齒條背靠背卡在一起，并用卡塊撐起內(nèi)部空隙以提高剛性，進(jìn)井式爐進(jìn)行熱處理，控制了工件的變形方向和變形量。
4.2 由于齒條的材質(zhì)特殊（40CrNiMo），焊接性（或可焊性）差，上下齒條與中間框架焊接時(shí)，采取措施如下：
4.2.1 利用專用工具充分固定住齒條；
4.2.2 焊前充分預(yù)熱至250°～300°；
4.2.3 選擇合適的焊材，焊時(shí)兩人同時(shí)從中間向兩側(cè)施焊；
4.2.4 焊后進(jìn)行熱處理消除應(yīng)力、磁粉探傷；
4.2.5 針對(duì)齒條變形情況進(jìn)行校直。
4.3 齒條裝置穿過齒輪箱時(shí)，齒條上的車輪上下定位，上下齒條與齒輪箱的上下兩個(gè)齒輪同步嚙合，焊接時(shí)上下齒條的齒必須對(duì)正，車輪必須與齒面平行，采取措施如下：
4.3.1 在焊前加工時(shí)，在工件全長(zhǎng)方向分4段各銑出5個(gè)齒，各段位置每2件工件對(duì)應(yīng)，作為上下對(duì)正基準(zhǔn)；
4.3.2 在工件銑出的4段齒沿齒頂兩交點(diǎn)引線至齒條兩側(cè)面，以便裝焊時(shí)齒部對(duì)正；
4.3.3 修起吊孔，保證每2件工件的起吊孔到齒頂距離相等，防止裝焊后消除應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生偏差；
4.3.4 在焊接時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)工件上下齒的對(duì)正情況。論文大全，新工藝。論文大全，新工藝。
4.4 由于工件長(zhǎng)度長(zhǎng)，在焊后加工齒形時(shí)必須考慮到機(jī)床的積累誤差和由刀具磨損引起的影響，同時(shí)也要考慮到工件的裝卡方式可能引起的變形。針對(duì)這種情況，我們采取了以下措施：
4.4.1 焊后的加工過程分為粗加工、半精加工和精加工，并在加工過程中多次檢測(cè)工件變形情況，焊后半精加工中間振動(dòng)時(shí)效，振動(dòng)后精加工，以便充分釋放應(yīng)力，減小工件變形對(duì)齒形的影響；
4.4.2 加工時(shí)用齒形樣板控制齒形、用量棒對(duì)正上下齒形并用量棒和齒距樣板檢查齒距，每加工10個(gè)齒后數(shù)顯歸零，然后再繼續(xù)加工，以消除機(jī)床積累誤差對(duì)齒形的影響；
4.4.3 在加工過程中準(zhǔn)備了多柄專用齒形刀具，并在加工一段齒形后，用齒形樣板對(duì)齒形進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)刀具磨損量對(duì)機(jī)床進(jìn)行刀具補(bǔ)償；
4.4.4 由于工件長(zhǎng)度長(zhǎng)，必須兩次裝卡才能加工完整個(gè)工件，在工件二次裝卡后，用量棒嚴(yán)格找正工件兩端齒，誤差≯0.05mm，防止因?yàn)槎窝b卡工件引起的誤差；
4.4.5 準(zhǔn)備了專用加工齒底的片銑刀和成型指形銑刀。
4.5 限動(dòng)齒條部件為4段齒條裝置拼接而成，每段齒條裝置的兩端齒形均為半齒，拼接處半齒的尺寸公差必須嚴(yán)格控制，保證兩件齒條裝置連接后為一完整齒形。論文大全，新工藝。采取措施如下：數(shù)控鏜按坐標(biāo)分齒距，齒端樣板檢測(cè)，嚴(yán)格保證端面到第一個(gè)齒中心線尺寸公差。論文大全，新工藝。加工時(shí)用量棒對(duì)正上下齒形；加工完第1個(gè)齒后，記錄齒中心到端面的距離尺寸，用來和另一段相連接的齒條裝置相配。端面局部圖如圖2。論文大全，新工藝。
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5. 結(jié)論
通過上述一系列工藝手段的嚴(yán)格執(zhí)行，保證了限動(dòng)齒條的加工質(zhì)量，使得該產(chǎn)品在廠內(nèi)一次試車成功，極大的擴(kuò)展了公司的綜合研發(fā)能力，使我公司在軋機(jī)設(shè)備制造系列中增加一個(gè)新結(jié)構(gòu)、新規(guī)格的產(chǎn)品，為我公司擴(kuò)大軋管設(shè)備市場(chǎng)提供新的有利條件，提高了國(guó)產(chǎn)化的水平。
參考文獻(xiàn)：
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[2]夏立芳.金屬熱處理工藝學(xué)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.
