一种改进的开卷机加工工艺方法

王晓丽

（山西省工业管理学校，山西 太原 030006）

0 引言

在如今的机械生产中，如何提高零件加工质量和劳动生产率是企业不断追求的目标，机械产品质量的优劣和机械加工工艺采用的得当与否，直接影响着产品的数量、制造效率、生产成本，最终决定着产品的市场份额，可以说工艺选用的恰当与否直接影响到企业的发展。因此，各家企业经过市场的残酷竞争，逐渐认识到机械制造加工工艺在产品生产制造中的作用是非常重要的。本文以开卷机为例，介绍了一种改进的加工工艺方法。

1 开卷机的功能

开卷机是带钢卷的折卷设备，亦称为折卷机，其主要形式有转盘式、箱式、单筒式、双筒式和双锥式等。开卷机将纵剪后的带卷逐渐松开，供给成型生产线中的后续设备，因而要求它具备以下3个基本功能：

（1）转动松卷性能：转动松卷分自由从动转动松卷和主动转动松卷两种，自由从动转动松卷由成型机组中其余设备牵动带卷在开卷机主轴上转动而开卷，该方式使开卷机简化，但对于表面质量要求较高的带卷容易造成表面擦伤。而主动转动松卷可克服这一缺陷，但设备投资增加。

（2）制动性能：可防止辊卷设备突然停机或加减速运转时带卷过度放卷，此外还可以通过此性能调整带卷上的后张力。

（3）防止松弹性能：当带卷开卷接近完成时，带卷尾部的弹性变形将产生急剧的回弹松弛现象，因此需要设置滑动的压头装置。

2 开卷机弧板原有的加工工艺

图1～图4为钢卷开卷机的钢卷支撑部分弧板，每台设备中有4块相同的弧板。开卷机芯轴通过4个端面上带斜度的燕尾槽连接4块弧板，在卷筒轴尾端连接有旋转油缸，油缸活塞杆通过卷筒轴中心的拉杆驱动前端四棱轴轴向滑动，从而实现弧板以弧形圆点为圆心的涨缩运动，达到支撑钢卷的作用。

图1 开卷机弧板主视图

图2 俯视图

以原有工艺方法制作，其流程如下：铸造－退火－粗加工－调质－精加工－表面淬火。在这里对以上流程做详细阐述。

2．1 铸造

（1）首先制作消失模（以雕料泡沫为原料）：制成泡塑模型，涂挂特制耐高温涂料，待其干燥，费用约600元，时间约4d。

（2）制作砂箱：制作时间耗费约4d，费用约7 424元。

（3）退火、喷砂处理：制作时间耗费4d，费用为928元。

毛坯的费用约为8 952元，时间为12d。

图3 左视图

图4 局部视图

2．2 粗加工

（1）铣削：由于零件为4件，其外圆弧半径一样，且4件可拼接为一个整圆筒，因此第一步可以选出基准将尺寸为“85”的部分铣削加工后，合整为一个整圆筒。需要工时10d，费用为3 000元。

（2）车床做外圆车削加工：工时2d，费用为600元。

2．3 调质

因调质热处理后会使工件变形，所以粗加工后先调质。需要工时3d，费用为696元。

2．4 精加工

调质后就可以进行精加工，如键槽、螺孔、沉孔，因为淬火后，其表面硬度提高，普通刀具不能完成切削加工，需要特殊刀具，所以一定要先完成加工，虽然也会有热处理变形，但此时工件的变形不会对使用影响太大，因此外圆弧仍然采用整体加工。需要工时2．5d，费用750元。

2．5 外圆弧的表面淬火

因为工件不封闭所以外圆变形很大。虽然这不影响工件的功能性使用，但对产品的品质会造成一定的影响。需要工时3d，费用870元。

需要注意的是此前一直未对R235部分的加工做说明，由于此部分并不是工件装配的结合面，因此并不会对产品的使用造成影响，可以不做加工，但对产品的外观会有影响。如要加工，则需要用成形刀具或多轴联动加工中心，这样费用会大幅度提高，此处不再赘述。

总之，原加工工艺的生产成本为14 868元，加工工时为32．5d。

3 改进后的开卷机弧板加工工艺

经过一段时间的运行，笔者认为原工艺还有待于提高，因此尝试采用新的工艺方法，以达到节时、提效的结果。观察图1，结合工件在产品中的使用，采用先整体再分解的办法。

首先购买规格为Φ580mm×Φ460mm×920mm的45钢无缝管，然后加工内外径到Φ570mm×Φ470 mm×900mm，经热处理后，将整筒用火焰切割出“85”后，分块铣削加工出190mm×30mm凹槽；下板料规格为190mm×40mm×900mm，材料为45钢，放入刚刚铣削好的190mm×30mm凹槽内焊接，最后加工剩余部分。

其工艺流程为：无缝钢管下料－调质－内外圆粗加工－键孔－淬火－火焰分割－铣削－焊接－铣削。

（1）下料：无缝管为Φ580mm×Φ460mm×920 mm，费用为5 700元；45钢板为200mm×40mm×910 mm，费用为1 026元。共需工时3d（包含购料时间）。

（2）调质：费用为988元，需要工时3d。

（3）粗车内外圆孔：车削圆筒内外径尺寸到Φ570 mm×Φ470mm×900mm，需要工时1d，费用为300元。

（4）铣削钢板四周尺寸为190mm×40mm×900 mm，工时0．5d，费用为150元。

（5）键槽、螺孔、沉孔的加工：工时为1．5d，费用为450元。

（6）淬火：只作圆筒Φ570mm×Φ470mm×900 mm内外处理，其余不做处理，费用为864元，工时3d。

（7）数控火焰切割“85”：工时1d（包括画线），费用300元。

（8）铣削190mm×30mm凹槽：工时1．5d（包括画线），费用为1 800元。（9）焊接（包括焊渣清理）：工时2d，费用为600元。（10）铣削：工时2d，费用为600元，最后用铰磨机清理所有毛刺。

改进后的工艺生产时间为18．5d，成本为12 778元。

4 结论

通过以上两种工艺的分析比较，得出以下结论：原加工工艺总费用为14 868元，耗时32．5d；改进后的加工工艺总费用为12 778元，耗时18．5d，比原工艺节约费用2 090元，节约工时14d。