热轧R 2入口导卫支架的划线与工艺分析

郭晶

（吉林省通化钢铁股份有限公司 机械厂，吉林 通化 134003）

0 引言

R2入口导卫是热轧板带的轧机备件，该件是由铆焊件组成尺寸较大并且形状复杂，而且工件尺寸精度要求非常高。该件不但在X轴上有大平面上需要加工出角度，在Y轴、Z轴上都需要加工出相应角度。由于该件尺寸大、形状复杂，涉及尺寸特别多，所以给划线加工带来很大的难度。按常规机电公司无法加工该备件，如果机电公司不能加工，该件就必须外委生产，外委费用每件20万元左右，这样加工费用比较高。机电公司为了能让通钢节约部分资金，决定克服困难加工该备件。下面就以R2入口导卫支架为例详细介绍该件的划线工艺及划线全过程。

1 划线难点与划线工艺分析

R2入口导卫支架如图1所示。

1）工件形状。该件外型尺寸长2380mm、宽1350mm、高942 mm，由于形状复杂属于大中型异形件，该件加工完成后是由88个单件组成。该件是由铆焊后组成，所以有些单件是先加工一部分周转到铆焊后焊接而成。而焊接后的R2入口导卫支架的所有尺寸都需要加工，就是说所有加工的部位都需要进行划线。有的部位需要多次划线才能完成该件的加工。

2）划线难点。由于该件形状特殊，超出设备加工能力，加工时不能一次装卡完成加工，而是加工一个面需要装卡移动2～3次才能完成这个面的加工，而且每一个单独平面与底面尺寸和角度的公差都必须保证。这就要求划线不但要准、考虑要全还要照顾到翻转掉个后相关联尺寸的划线等等，这是划线的难点与重点。如果不能同时保证大平面、侧面与底板的尺寸与角度公差，加工后的工件就是废品。要想后序加工出合格品就必须考虑每个尺寸的划线准确性。

3）划线工艺分析：a.划线首先要选择划线基准，合理地选择划线基准是做好划线工作的关键，只有划线基准选择的好，才能保证划线质量，提高劳动效率。因此，在选择划线基准时，首先仔细分析图纸，根据图纸考虑工件加工工艺、设计要求及划线所需工具综合起来分析，找出设计基准，原则是划线的尺寸基准即加工基准与设计基准一致，这样方便直接截取尺寸，省略其它多余步骤。该R2导卫支架的设计基准经过加工工艺分析可以作为划线基准即加工基准；b.根据图纸按照加工工艺的需求先画出大刨加工工件基准面的各部加工线、找正线（包括各部点、线，面尺寸的线），同时要考虑其它各部需加工的表面是否有足够的加工余量。如果没有足够的加工余量，就要考虑是否需要毛坯借料；c.基准面加工后以基准面为划线基准，然后再画出铣床各部加工线、找正线；d.待铣床完成各部尺寸加工后，还是以最原始的基准面画出镗床加工的加工线、找正线，即两个立辊孔加工线，两个立辊中心线的相关尺寸必须要准，如果尺寸不准，下部装配就会出现大问题；e.镗床加工完成后最后画出钻孔找正线、加工线。划线至始至终要记住基准一定要统一，这样可以最大限度减少划线加工误差。

2 划线过程中的工件理论尺寸计算

划线工艺路线具体如下：

图1 R2入口导卫支架

1）划线时，有很多尺寸不能直接从图纸上读出，这样就涉及工件理论尺寸的计算过程，计算这种大中型工件理论尺寸时必须有两组人同时计算，计算后两组人交换计算方法和计算数据，数值完全一致就可以进行划线，如果两组数值有出入，两组人要共同探讨找出两组数值不一致的原因。计算出正确的计算数据，确认无误后方可划线。

2）1.18°大板尺寸计算，该导卫件从入口侧开始至出口处止是一块与X轴方向带有1.18°的大板，划线前先计算出每个尺寸段Y轴方向的数值，作为划线的依据。起始点相对基准点坐标直接从图纸读取为O（0，302），坐标D直接从图纸中读取，D（2 180，347）。坐标 A、B、C 计算结果如下：A（280，307.78），B（434.11，316.74），C（2100，345.35）。计算过程：X轴数值直接从图纸中读取，只计算Y轴尺寸即可。A点处坐标计算：tan1.18°=对边/280，对边=280×tan1.18°=5.78 mm，Ay=302+5.78=307.78 mm。

B 点处坐标计算：tan1.18°=对边/434.11，对边=434.11×tan1.18°=14.74 mm，By=302+14.74=316.74 mm。

C 点处坐标计算：tan1.18°=对边/2100，对边=2100×tan1.18°=43.35 mm，Cy=302+43.35=345.35 mm。

入口1.18°底面有一块三角平面要旋转15°后加工，旋转后1.18°角度发生变化，不能按1.18°计算。计算结果如下：b=a/tan1.18°，c=a/cos15°，arctanα=a·tan1.18°·cos15°/a=0.020 6×0.965 9，得 α=1.14°。其他需计算尺寸按照 1.14°进行计算，由于篇幅关系此处其它须计算坐标尺寸计算略。

如图2所示。（注：此图没按比例画图只是示意图，1.18°与 15°不在同一平面内）

图 2 1.18°旋转 15°示意图

3）13°侧板尺寸计算。13°侧板经过 15°旋转后角度已经改变，如果还按15°角计算加工出来的尺寸肯定不符合图纸尺寸。计算如图3所示（此图没按比例画，只是示意图，13°与 15°不在同一平面内）。

图3 13°板旋转15°后示意图

e=d/tan13°，f=d/cos15°，

arctanβ=d·tan13°·cos15°/d=0.230 8×0.965 9，得 β=12.57°，其它尺寸计算按照12.57°进行计算。由于篇幅关系，此处其它坐标尺寸的计算略。

3 工件的划线过程

划线具体过程如下：

1）将毛坯R2导卫入口支架放在划线平台上进行毛坯划线。首先将工件底面水平方向放在划线平台上，按照图纸对照毛坯参照302 mm尺寸与347 mm尺寸用千斤顶将工件前后、左右、上下找正。画基准线时同时要考虑1.18°平面与13°上平面的加工余量，包括两个立辊的中心及加工余量。经过测量发现立辊高度方向上部没有加工量，需借料加工。经过测量计算实际毛坯尺寸可以向下部借10 mm。这样基准面整体向下移10 mm作为划基准线。基准线画出后，画出底部槽内各部所有尺寸加工线。然后将工件用天车吊立起来，绳子一直吊住，下部用垫铁、千斤顶等将工件垫起，利用之前画出的基准线找正，画出工件找正线，同时将工件在立面上的基准线画出，根据基准线画出各部加工尺寸线，将涉及到的立面尺寸全部画出，四面全部画出线，方便下部划线及加工找正用。

2）第一次划头遍线完成后，即可上刨床或龙门铣床加工基准面，按照基准面将工件底部能加工的地方一次加工完成。当工件基准面、底部槽内各部需加工尺寸加工完成后，开始第二次划线的划线工作。直接将基准面放在划线平台上，将偏沉侧用千斤顶支起，观察基准面是否都在水平面上，确认后开始划线。划线时根据之前计算的数据先将1.18°大平面加工线画出，然后将工件13°顶部加工线画出，然后再根据计算将旋转15°后的底面及侧面加工线画出，完成二遍线，上镗铣床加工。因为镗铣床可以参考划线尺寸进行加工，之前计算的各坐标点都是方便镗铣床加工使用。

3）第三次划线最重要的是两个立辊加工中心线，中心线要根据图纸给出的尺寸划线。图纸没有直接给出辊子中心，而是需要通过基准计算出辊子中心线尺寸，有一尺寸5.9 mm的尺寸一定要加上，即（914.1+5.9）mm是第一个辊子中心，第二个中心图纸已给出。然后根据辊子中心画出辊子相关的全部加工尺寸线。包括辊子上部螺孔全部画出，镗床加工时一起加工完成。

4）当所有加工面全部加工完成后，画孔线时一定要注意在1.18°大平面上的孔一定要垂直1.18°大平面，而不是垂直水平基准面，因为钻孔时，只能从下平面开始钻孔，而不能直接在1.18°大平面上钻孔，容易钻错，有些孔不能直接上钻床加工的只能用手电钻进行加工。

4 划线后的检验

1）加工前的检验：每部分尺寸加工线画好后，都要随时进行检验，一组划线的由二组进行检验，二组划线的由一组进行检验，并且车间技术人员与检查员跟踪指导并随时检验，发现问题及时纠正，一旦开始加工出现问题改正很困难，给加工带来不必要的麻烦；2）加工过程的检验：加工前检验没有问题后开始加工，大中型工件在加工过程中划线也要跟踪检验，每加工完成一个尺寸后，及时进行测量并同图纸尺寸及计算尺寸相对应，加工后实际数据与理论数据不符，就要查找原因，看是否是划线原因，如果是划线原因就需要马上进行返修，如果是操作原因就由操作者负责；3）加工后的检验：当所有尺寸全部加工完成后，由检查人员进行全面尺寸检验，如果发现问题立即进行合理返工返修，直到产品没有任何问题后方可装配出厂。

5 结论

经过上述方法划线加工的R2入口导卫支架加工后经过检验完全符合图纸技术要求，经过装配也没有出现任何问题，虽然此工件划线、加工难度都较大，但加工效果非常理想，经过用户一年多的使用没有出现任何问题，可以推广，节约加工成本。