大型筒體在數控龍門銑床上的加工工藝

方月桂

（南寧廣發重工集團有限公司，廣西 南寧 530001）

Φ 4.2 m×14 m滾動軸承水泥磨機，是南寧廣發重工集團有限公司2010年開發生產的用于圈流粉磨各種水泥熟料的首臺且是規格最大的新產品。2011年6月15日，該系列水泥磨產品及其主要零件“滾動軸承”均獲得了國家實用新型專利。首臺產品自2010年6月使用至今，一直運轉正常。

該水泥磨機筒體最大直徑4.296 m，總長度14.45 m，總質量約91.2 t。其主要加工尺寸是筒體兩端法蘭的端面及止口，公差精度要求較高。兩端止口的同軸度及平行度，對整機的正常運行十分關鍵。受公司設備客觀條件的限制，原來一直都是在大車床上加工，現改為安排在數控龍門鏜銑床上加工，筆者對加工工藝做了如下的探討和實踐。

1 加工工藝分析

該磨機與傳統產品的最大區別，在于不用大、小齒輪傳動，而是采用中心傳動的形式?；剞D部分是磨機的主體，由進、出料螺旋筒與進、出料中空軸和筒體等部件組成，筒體是整臺水泥磨機的關鍵件，如圖1所示。

圖1 筒體零件加工示意圖

2 加工技術要求及難點

（3）筒體直徑Φ 4.296 m，總長度14.45 m，凈質量約91.2 t。筒體超長超重，公司沒有適用的大型車床進行加工。如果想在車床上加工，只能委托廣西區外的大型企業。

（4）由于沒有專用的大車床設備，在北京龍門鏜銑床上加工工件需調頭，在兩次裝夾的情況下，要求按圖紙的公差尺寸加工。

（5）數控龍門銑床加工工件的最高尺寸為5 m，根據工藝加工需要，設計的兩件等高的筒體支承V型塊，能承受約100 t總質量的重力，且與筒體組裝后的高度≤5 m。

3 加工過程工藝設計

由于沒有專用的大車床設備，在數控龍門鏜銑床上加工，工件需調頭，在兩次裝夾的情況下，要求按圖紙的尺寸進行加工，其制造工藝技術難度是相當高的，同時在加工過程中，也需要設計專用的工藝裝備，給工藝、工裝的安排實施，提出了新的要求。

為了解決筒體的加工難題，工藝人員根據理論上的可行性要求，編制了該筒體的加工過程實施辦法，并進行了相關的工裝設計，具體如下：

3.1 車削加工

先加工筒體法蘭。外圓、內孔分別按工藝要求的尺寸加工，外圓內孔其余均按圖紙要求的尺寸加工到成品，再轉鉚焊車間組焊。

3.2 銑削加工之一

（1）按圖2所示，將兩件等高的筒體支承V型塊，放置于北京龍門銑床設備工作臺上，兩V型塊中心距之間的距離為14 300 mm，并校正兩件V型塊的V型斜面，使2個V型斜面在同一平面上。

圖2 筒體裝夾、工藝塊焊接意圖

（2）將整體組焊后的筒體放置于兩件筒體支承V型塊上，利用北京龍門銑床，用百分表校正筒體兩端序號2端板的內孔Φ 2 140 mm，用液壓千斤頂調整，使兩端內孔的同軸度≤Φ 0.3 mm，并利用機床作如下操作：

一是劃出工件十字中心線，如圖2、圖3所示的水平中心線（兩端）與垂直中心線，打明顯樣沖孔；

二是在B端序號2端板上按藍圖劃出Φ 3 200 H9內孔止口加工位置線，打明顯樣沖孔；三是工件不移動。

圖3 筒體零件端面示意圖

3.3 鉗焊加工

按圖2、圖3，在工件上各焊接2件工藝塊1、工藝塊2。

3.4 銑削加工之二

（1）壓緊工件。按圖2所示，用鋼帶、壓板壓緊工件；

（2）校正工件。用百分表復校Φ 2 140 mm內孔，圓度允差≤Φ 0.05 mm，利用數控編程作如下操作：

一是加工B端序號2端板上的Φ 3 200 H9內孔止口至成品，并記錄此時內孔中心的坐標數值；

二是通知檢查員檢查。

3.5 銑削加工之三

（1）按圖2加工工藝塊的C面、D面、，銑平即可。

（2）將工件調頭180°后，放置于兩V型塊上，用液壓千斤頂調整，按圖2所示作如下操作：

一是調整工件，用百分表校正工藝塊上的C面、D面，要求在筒體兩端的位置上允差≤0.05 mm；

二是移動主軸，用百分表校正已加工好的B端Φ 3 200 H9內孔止口，允差≤Φ 0.10 mm，并記錄此時機床的坐標數值；

三是移動機床主軸到筒體未加工的A端，利用數控記錄的數據計算，使機床主軸中心與已加工的B端Φ 3 200 H9內孔止口同心；

四是加工A端序號2端板上的Φ 3 200 H9內孔止口至成品，并記錄此時內孔中心的坐標數值；

五是通知檢查員，檢查兩端法蘭的止口同軸度及平行度要求。

4 加工過程的工裝設計

數控龍門銑床加工工件的最高尺寸為5 m，根據工藝加工需要，設計兩件等高的筒體支承V型塊，要求兩件V型塊能承受約100 t總質量的重力，且與筒體組裝后的高度≤5 m。如圖4所示。

圖4 支承工裝示意圖

根據筒體的結構、加工及承受的重力要求，經過受力校核分析，將V型塊設計為組焊件，結構簡單，由4種零件組焊而成，每件V型塊工裝總質量為、210 kg，加工前要求整體進行退火，加工過程中分別支承在筒體的兩端。

5 經濟效益分析

（1）筒體在數控龍門銑床上的成功加工，節省了委外加工的往返運費成本約為32萬元。因為筒體總質量為91.2 t，需辦理零件運輸超重通行證，費用約為28萬元，加上過橋過路費約為3萬元，還有4元/km的運輸費。

（2）節約了工裝方面的制造成本。因為如果在大車床上加工該筒體，兩端還需設計總質量約為8 t的心軸工裝，而在北京龍門銑上加工，只需2件V型塊，工裝總質量約0.42 t，節省工裝材料7.58 t，節約工裝材料費及加工費約5萬元。

6 結束語

Φ 4.2 m×14 m滾動軸承水泥磨機大筒體的加工工藝方案，成功解決了沒有大型車床加工筒體的技術難題，筒體的支承V型塊結構簡單，制造成本低，能保證工件正常平穩地加工。對于只需加工端面及端面上的孔類、不需加工外圓的各種同類筒體或零件，在數控龍門銑床允許承載范圍內，需要調頭加工的方法，均可參照該工藝方法實施生產，加工工藝適用范圍廣泛，具有推廣應用價值。

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