熱軋R 2入口導衛支架的劃線與工藝分析

郭晶

（吉林省通化鋼鐵股份有限公司 機械廠，吉林 通化 134003）

0 引言

R2入口導衛是熱軋板帶的軋機備件，該件是由鉚焊件組成尺寸較大并且形狀復雜，而且工件尺寸精度要求非常高。該件不但在X軸上有大平面上需要加工出角度，在Y軸、Z軸上都需要加工出相應角度。由于該件尺寸大、形狀復雜，涉及尺寸特別多，所以給劃線加工帶來很大的難度。按常規機電公司無法加工該備件，如果機電公司不能加工，該件就必須外委生產，外委費用每件20萬元左右，這樣加工費用比較高。機電公司為了能讓通鋼節約部分資金，決定克服困難加工該備件。下面就以R2入口導衛支架為例詳細介紹該件的劃線工藝及劃線全過程。

1 劃線難點與劃線工藝分析

R2入口導衛支架如圖1所示。

1）工件形狀。該件外型尺寸長2380mm、寬1350mm、高942 mm，由于形狀復雜屬于大中型異形件，該件加工完成后是由88個單件組成。該件是由鉚焊后組成，所以有些單件是先加工一部分周轉到鉚焊后焊接而成。而焊接后的R2入口導衛支架的所有尺寸都需要加工，就是說所有加工的部位都需要進行劃線。有的部位需要多次劃線才能完成該件的加工。

2）劃線難點。由于該件形狀特殊，超出設備加工能力，加工時不能一次裝卡完成加工，而是加工一個面需要裝卡移動2～3次才能完成這個面的加工，而且每一個單獨平面與底面尺寸和角度的公差都必須保證。這就要求劃線不但要準、考慮要全還要照顧到翻轉掉個后相關聯尺寸的劃線等等，這是劃線的難點與重點。如果不能同時保證大平面、側面與底板的尺寸與角度公差，加工后的工件就是廢品。要想后序加工出合格品就必須考慮每個尺寸的劃線準確性。

3）劃線工藝分析：a.劃線首先要選擇劃線基準，合理地選擇劃線基準是做好劃線工作的關鍵，只有劃線基準選擇的好，才能保證劃線質量，提高勞動效率。因此，在選擇劃線基準時，首先仔細分析圖紙，根據圖紙考慮工件加工工藝、設計要求及劃線所需工具綜合起來分析，找出設計基準，原則是劃線的尺寸基準即加工基準與設計基準一致，這樣方便直接截取尺寸，省略其它多余步驟。該R2導衛支架的設計基準經過加工工藝分析可以作為劃線基準即加工基準；b.根據圖紙按照加工工藝的需求先畫出大刨加工工件基準面的各部加工線、找正線（包括各部點、線，面尺寸的線），同時要考慮其它各部需加工的表面是否有足夠的加工余量。如果沒有足夠的加工余量，就要考慮是否需要毛坯借料；c.基準面加工后以基準面為劃線基準，然后再畫出銑床各部加工線、找正線；d.待銑床完成各部尺寸加工后，還是以最原始的基準面畫出鏜床加工的加工線、找正線，即兩個立輥孔加工線，兩個立輥中心線的相關尺寸必須要準，如果尺寸不準，下部裝配就會出現大問題；e.鏜床加工完成后最后畫出鉆孔找正線、加工線。劃線至始至終要記住基準一定要統一，這樣可以最大限度減少劃線加工誤差。

2 劃線過程中的工件理論尺寸計算

劃線工藝路線具體如下：

圖1 R2入口導衛支架

1）劃線時，有很多尺寸不能直接從圖紙上讀出，這樣就涉及工件理論尺寸的計算過程，計算這種大中型工件理論尺寸時必須有兩組人同時計算，計算后兩組人交換計算方法和計算數據，數值完全一致就可以進行劃線，如果兩組數值有出入，兩組人要共同探討找出兩組數值不一致的原因。計算出正確的計算數據，確認無誤后方可劃線。

2）1.18°大板尺寸計算，該導衛件從入口側開始至出口處止是一塊與X軸方向帶有1.18°的大板，劃線前先計算出每個尺寸段Y軸方向的數值，作為劃線的依據。起始點相對基準點坐標直接從圖紙讀取為O（0，302），坐標D直接從圖紙中讀取，D（2 180，347）。坐標 A、B、C 計算結果如下：A（280，307.78），B（434.11，316.74），C（2100，345.35）。計算過程：X軸數值直接從圖紙中讀取，只計算Y軸尺寸即可。A點處坐標計算：tan1.18°=對邊/280，對邊=280×tan1.18°=5.78 mm，Ay=302+5.78=307.78 mm。

B 點處坐標計算：tan1.18°=對邊/434.11，對邊=434.11×tan1.18°=14.74 mm，By=302+14.74=316.74 mm。

C 點處坐標計算：tan1.18°=對邊/2100，對邊=2100×tan1.18°=43.35 mm，Cy=302+43.35=345.35 mm。

入口1.18°底面有一塊三角平面要旋轉15°后加工，旋轉后1.18°角度發生變化，不能按1.18°計算。計算結果如下：b=a/tan1.18°，c=a/cos15°，arctanα=a·tan1.18°·cos15°/a=0.020 6×0.965 9，得 α=1.14°。其他需計算尺寸按照 1.14°進行計算，由于篇幅關系此處其它須計算坐標尺寸計算略。

如圖2所示。（注：此圖沒按比例畫圖只是示意圖，1.18°與 15°不在同一平面內）

圖 2 1.18°旋轉 15°示意圖

3）13°側板尺寸計算。13°側板經過 15°旋轉后角度已經改變，如果還按15°角計算加工出來的尺寸肯定不符合圖紙尺寸。計算如圖3所示（此圖沒按比例畫，只是示意圖，13°與 15°不在同一平面內）。

圖3 13°板旋轉15°后示意圖

e=d/tan13°，f=d/cos15°，

arctanβ=d·tan13°·cos15°/d=0.230 8×0.965 9，得 β=12.57°，其它尺寸計算按照12.57°進行計算。由于篇幅關系，此處其它坐標尺寸的計算略。

3 工件的劃線過程

劃線具體過程如下：

1）將毛坯R2導衛入口支架放在劃線平臺上進行毛坯劃線。首先將工件底面水平方向放在劃線平臺上，按照圖紙對照毛坯參照302 mm尺寸與347 mm尺寸用千斤頂將工件前后、左右、上下找正。畫基準線時同時要考慮1.18°平面與13°上平面的加工余量，包括兩個立輥的中心及加工余量。經過測量發現立輥高度方向上部沒有加工量，需借料加工。經過測量計算實際毛坯尺寸可以向下部借10 mm。這樣基準面整體向下移10 mm作為劃基準線。基準線畫出后，畫出底部槽內各部所有尺寸加工線。然后將工件用天車吊立起來，繩子一直吊住，下部用墊鐵、千斤頂等將工件墊起，利用之前畫出的基準線找正，畫出工件找正線，同時將工件在立面上的基準線畫出，根據基準線畫出各部加工尺寸線，將涉及到的立面尺寸全部畫出，四面全部畫出線，方便下部劃線及加工找正用。

2）第一次劃頭遍線完成后，即可上刨床或龍門銑床加工基準面，按照基準面將工件底部能加工的地方一次加工完成。當工件基準面、底部槽內各部需加工尺寸加工完成后，開始第二次劃線的劃線工作。直接將基準面放在劃線平臺上，將偏沉側用千斤頂支起，觀察基準面是否都在水平面上，確認后開始劃線。劃線時根據之前計算的數據先將1.18°大平面加工線畫出，然后將工件13°頂部加工線畫出，然后再根據計算將旋轉15°后的底面及側面加工線畫出，完成二遍線，上鏜銑床加工。因為鏜銑床可以參考劃線尺寸進行加工，之前計算的各坐標點都是方便鏜銑床加工使用。

3）第三次劃線最重要的是兩個立輥加工中心線，中心線要根據圖紙給出的尺寸劃線。圖紙沒有直接給出輥子中心，而是需要通過基準計算出輥子中心線尺寸，有一尺寸5.9 mm的尺寸一定要加上，即（914.1+5.9）mm是第一個輥子中心，第二個中心圖紙已給出。然后根據輥子中心畫出輥子相關的全部加工尺寸線。包括輥子上部螺孔全部畫出，鏜床加工時一起加工完成。

4）當所有加工面全部加工完成后，畫孔線時一定要注意在1.18°大平面上的孔一定要垂直1.18°大平面，而不是垂直水平基準面，因為鉆孔時，只能從下平面開始鉆孔，而不能直接在1.18°大平面上鉆孔，容易鉆錯，有些孔不能直接上鉆床加工的只能用手電鉆進行加工。

4 劃線后的檢驗

1）加工前的檢驗：每部分尺寸加工線畫好后，都要隨時進行檢驗，一組劃線的由二組進行檢驗，二組劃線的由一組進行檢驗，并且車間技術人員與檢查員跟蹤指導并隨時檢驗，發現問題及時糾正，一旦開始加工出現問題改正很困難，給加工帶來不必要的麻煩；2）加工過程的檢驗：加工前檢驗沒有問題后開始加工，大中型工件在加工過程中劃線也要跟蹤檢驗，每加工完成一個尺寸后，及時進行測量并同圖紙尺寸及計算尺寸相對應，加工后實際數據與理論數據不符，就要查找原因，看是否是劃線原因，如果是劃線原因就需要馬上進行返修，如果是操作原因就由操作者負責；3）加工后的檢驗：當所有尺寸全部加工完成后，由檢查人員進行全面尺寸檢驗，如果發現問題立即進行合理返工返修，直到產品沒有任何問題后方可裝配出廠。

5 結論

經過上述方法劃線加工的R2入口導衛支架加工后經過檢驗完全符合圖紙技術要求，經過裝配也沒有出現任何問題，雖然此工件劃線、加工難度都較大，但加工效果非常理想，經過用戶一年多的使用沒有出現任何問題，可以推廣，節約加工成本。