楔横轧制导板粘料影响因素分析探究在楔横轧机上下两个轧辊中间左右位置各设一块导板,用以控制轧件,防止轧件歪斜,保证轧制过程的稳定,并可有效地控制产品的尺寸精度,有利于精密楔横轧工艺的实现,见图1。但在楔横轧制过程中,由于冷导板和热轧件接触产生摩擦力,经常会使轧件的表面材料被刮下粘到导板工作面上,这部分材料有的会掉落,重新粘到工件上,在抛丸时自工件脱落,形成表面坑,见图2,而粘到导板上的材料不掉落时,会在工件表面形成划痕,见图3,这两种情况,轻者影响表面外观,重者造成产品报废。长期以来,导板粘料造成的产品表面坑或表面划痕的废品占全部废品的50%左右,该缺陷一直困扰着我们,为解决此问题,我们进行了大量试验,终使该缺陷得到有效控制。pagenumber_ebook=35,pagenumber_book=51图1 楔横轧工作原理图1-轧辊 2-轧件 3-导板影响导板粘料的因素导板工作面粗糙度导板工作表面越粗糙,与轧件的有效接触面积越小,二者相对运动时,对轧件的压强越大,在接触点的凸峰微切削作用下将轧件表面材料刮下,形成导板粘料,见图4。pagenumber_ebook=36,pagenumber_book=52图2 导板粘料坑pagenumber_ebook=36,pagenumber_book=52图3 导板粘料划痕pagenumber_ebook=36,pagenumber_book=52图4 导板工作面粘料图导板工作面硬度导板工作面越软,在轧制时,越容易磨损,使导板表面变粗糙,产生粘料现象。导板工作面材料由于导板工作表面直接与热轧件接触,并且承受着很大压力下的切向和轴向的滑动摩擦。因此,如果导板材料高温耐磨性较差时,就容易磨损,磨损后会造成工作面不光滑,轧制时,高温轧件材料会粘到导板上。同时,导板工作面的显微组织晶粒大小对耐磨性和粘料也有影响。工件温度工件温度越高,塑性越好,强度越低,越容易被导板刮料。同时,温度高,还容易在工件表面产生氧化皮,氧化皮组织比正常组织疏松,容易脱落,粘到导板上。导板安装位置导板上下、左右位置对轧制工艺的稳定,产品质量影响很大。⑴导板上下位置。导板上下位置与轧辊的转动方向有关,如图5(a)所示,当轧辊逆时针旋转时,轧件顺时针旋转,轧件容易被左导板工作面的下部和右导板工作面的上部刮伤。所以在轧辊的径向调整好后,应将左导板调整至尽量贴向下轧辊,将右导板调整至贴向上轧辊,如图5(b)导板实线部分。如图6(a)所示,当轧辊顺时针旋转时,轧件逆时针旋转,情况正好相反,左导板应贴向上轧辊,右导板应贴向下轧辊,如图6(b)。⑵导板左右位置。pagenumber_ebook=36,pagenumber_book=52图5 轧辊逆时针旋转时导板上下位置确定图1-上轧辊 2-下轧辊 3-左导板;4-右导板 5-轧件pagenumber_ebook=36,pagenumber_book=52图6 轧辊顺时针旋转时导板上下位置确定图1-上轧辊 2-下轧辊 3-左导板 4-右导板 5-轧件1)导板间的距离。两个导板工作面之间的距离Q应为轧件热态直径kd加上一定的间隙δ,见图7,若该间隙δ过大,则容易使轧件左右摆动,产品尺寸精度差,甚至导致中心疏松,若该间隙过小,则不容易落料,甚至被卡住,或者刮料。因此,该间隙既不能过大,也不能过小。2)工作导板位置。导板的理想状态是轧制中心线(两导板工作面间的中心线)与轧辊中心连线重合,如图8(a),左右导板均不受力,但实际上轧件不是贴近左导板就是贴近右导板,或者来回交替贴左右导板,甚至出现轧件一端贴近一个导板,并不断地变化,贴近的导板就是工作导板,为确保轧制稳定,应尽可能使轧件始终贴近一个导板(即工作导板),这就要求轧制中心线(两导板工作面间的中心线)偏离轧辊中心连线一定距离△,见图8(b)。△越大,贴向右导板的力越大,但过大会加重导板磨损,形成粘料,因此应根据经验及公式合理选择△。pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=53图7 导板左右位置确定图pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=53图8 工作导板位置确定图pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=53图9 导板工作面宽度导板工作面宽度如图9所示,导板工作面的宽度(即导板厚度)应确保不与轧辊产生干涉。过宽,轧制时会碰到轧辊;过窄,容易刮料,因此,导板工作面宽度一般按热态轧件小直径kd加一定间隙的经验公式确定。试验过程为解决导板粘料问题,在确保导板尺寸精度、导板安装位置准确以及轧件温度合理的前提下,我们做了如下试验。⑴在导板工作面上镶嵌白钢条。白钢条是高速钢,硬度高、耐磨,正常情况下,可以减少导板粘料,但该材料非常脆,抗冲击能力差,一旦轧件卡住导板就会产生崩裂,安全风险也非常大。⑵H13组合导板。H13是热作模具钢,具有抗热裂能力,在高温时具有较好的强度和硬度,耐磨性好。为降低导板制作成本,又能提高导板工作表面硬度和耐磨性,我们用45#钢和H13材料做组合导板,H13做导板的工作面,热处理后磨床磨削使用,热处理硬度要求50~55HRC,实际硬度50HRC,该导板并未像想象的那样耐磨,轧制不足一个班,就磨损出深坑,出现了粘料现象,轧制800多件,出现了50多件粘料坑工件。⑶45#钢导板工作面喷涂热处理。喷涂工艺是近几年兴起的一种硬化零件表面的加工工艺,该工艺制作的导板工作面硬度高,表面粗糙度值小,耐磨,寿命长,使用效果不错,但因为喷涂热处理需要委外加工,加工时间长,成本高,一旦损坏,仍需委外处理,因此,这种导板也不太理想。⑷滚轮导板。滚轮导板是在导板工作面上安装数个一定长度能滚动的圆柱轮,使轧件和导板之间的滑滚动摩擦变为纯滚动摩擦,降低摩擦力,减少导板工作面的磨损,从而可以减少粘料现象,但由于这种方式是在并不很厚的导板工作面上挖洞,做转轴,安装转轮,转轴很细,承载能力差,一旦卡钢,就会将滚轮轴卡断,应用效果并不十分好。⑸D322焊条堆焊导板工作面后用手工磨削,见图10。随着工业技术的日益发展,堆焊的应用越来越广泛。已从单纯修复磨损零件工艺,发展成制造具有很高的耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能要求的双金属零件的重要手段,堆焊后的导板工作面硬度高达52~62HRC,但该导板使用一两个班后就开始粘料,一直靠人工捅导板(也就是每轧一件,由人工将粘到导板上的材料用铁棒捅下来)的办法缓解导板粘料缺陷。这种靠人工捅导板的方法是不可靠的,一是捅导板的人员不是专职人员,既负责上料、又负责捅导板,在上料期间,导板没人捅,就会粘料;二是粘到导板上的材料有时很结实,很难全部捅下来,剩余部分,仍然会造成工件表面缺陷,因此这种方法是不可靠的。pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=54图10 手工磨削的导板工作面⑹D322焊条堆焊导板工作面后磨床磨削,见图11。这种方法与试验5类似,硬度相同,只是对堆焊后的导板工作面用磨床磨削,提高了表面光洁度,表面平滑如镜面,使用30多个班才开始轻微磨损,出现轻微粘料现象,工件表面坑很浅,并未造成产品报废,是一种较为理想的加工方法,不仅延长了导板使用寿命,减少导板粘料,降低废品率,还节约了捅导板的人工成本。pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=54图11 机器磨削的导板工作面试验分析⑴试验1的白钢条硬而脆,只解决了耐磨问题,却未解决抗冲击能力。试验3的喷涂工艺,硬度高,耐磨,也具有抗冲击能力,但制作和维修成本均很高。⑵试验4由滑滚动摩擦变纯滚动摩擦,摩擦力减小,磨损程度降低,粘料现象减轻,但存在抗冲击能力差,易断轴的缺点,而且制作成本也较高。⑶试验2和试验6对比:加工工艺都是磨削,但材料不同,其硬度存在较大差异:H13热处理硬度仅达到要求的底限,规范要求硬度50~55HRC,实际硬度48HRC,硬度偏低;堆焊可提高耐磨性与耐蚀性,D322焊条含有Cr、Mo、W、V元素,这些元素使堆焊层具有较好的高温强度,并能在480~650℃时发生二次硬化效应,Cr使材料有很好的抗氧化性能,堆焊冷却速度很快,形成较多的马氏体,马氏体不仅硬度高(堆焊硬度高达52~62HRC),而且具有很高的屈服强度,使堆焊层经受中度的冲击;导板的磨损实际上是粘连磨损,即两个相对滑动的表面在载荷作用下使个别接触点发生焊合,焊合点在滑动时被撕裂,进而发生分离的过程,这种磨损受表面温度、硬度及光洁程度的影响,磨床磨削后的表面光滑,不易粘合。试验2和试验6相比,表面均为磨床磨削,除材料不同,存在晶粒大小差异外,其粗糙度相差无几,但二者耐磨程度相差很多,由此可见,导板粘料不仅与表面粗糙度有关,还与材料、表面加工工艺、表面硬度有关,从这两个试验可以推断,堆焊工艺比直接用模具钢热处理加工的导板表面耐磨。⑷试验5和试验6对比:二者均为D322焊条堆焊的工作面,表面硬度均在52~62HRC之间,只是磨削方式不同,一个是手工磨削,一个是机器磨削,手工磨削的表面有磨痕,见图10,粗糙度大,易粘料,机器磨削的表面光滑平整无加工痕迹,见图11,耐磨性提高约30倍,粘料现象得到有效控制,由坑造成的废品率减少85%左右。因此,表面粗糙度是磨损和粘料关键因素。总结总之,影响导板磨损和粘料的因素,除导板尺寸、安装位置及工件温度外,重要的是导板工作面的材料、加工工艺、组织状况、硬度及粗糙度。归根结底取决于导板工作面的硬度及粗糙度,因此,导板工作面的材料除具有较高的硬度,较小的粗糙度值,还应保证有一定的抗冲击能力。本文试验和生产实践证明,用D322焊条堆焊后磨床磨削是导板工作面加工的工艺,其硬度控制在55~62HRC,粗糙度Ra不大于1.6μm。一种大负角敞口零件成形工艺的研究本文对一种大负角敞口零件成形工艺进行研究,讨论了拉深成形、管式内高压成形和弯曲胀形三种工艺方法在典型零件上的应用。通过讨论终采用弯曲胀形工艺方法对此典型零件进行CAE分析和零件试制,试制结果满足预定要求。弯曲胀形工艺可作为该典型零件和其他类似零件的成形工艺。随着板材成形技术的发展,许多特种成形方式已经实现产业化。充液成形就是其中的一个代表工艺。充液成形按照成形方式可分为主动式充液成形(充液胀形)和被动式充液成形(充液拉深)。本文所介绍的零件采用的是弯曲胀形工艺,弯曲胀形工艺是主动式充液成形的一种,对成形深度大、带负角的敞口零件具有*特的优势。下面就分别从零件和材料简介、工艺方法研究、零件试制等方面进行介绍。零件和材料简介零件外形如图1所示,零件壁厚1.2mm,外形尺寸约为217mm×208mm×185mm。零件近似为两端没有底的3/5圆筒件,负角约15°。该零件材料为6A02铝合金,6A02是铝镁硅系可热处理强化的铝合金,耐腐蚀性较好,易于点焊及氢原子焊。材料在退火状态下拥有较高的塑性,淬火后拥有中等强度和塑性,但淬火后胀形易产生橘皮。该材料退火状态下力学性能参数详见表1。工艺方法研究仔细分析零件的形状特点,根据形状特点来研究采用何种成形工艺。该零件从轴向投影上看存在较大负角,如图2所示,红圈圈出部分即为负角部分,这部分是无法通过拉深成形出来的,且拉深深度很大,零件冲压方向的高度约185mm,再加上补充高度,拉深高度将达到220mm,近似拉深比约为3,拉深时零件会产生破裂。该零件从周向投影看也存在负角,如图3所示,红圈圈出部分即为负角部分,负角较小,可以采用充液拉深成形出来,但是拉深深度是图2所示冲压方向拉深深度的1.5倍,拉深比达到了4,拉深不到一半就会破裂。pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=44图1 零件外形pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=44图2 零件轴向投影视图通过对图2和图3的分析,可以得出该零件无法通过拉深这种工艺方法成形。pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=44图3 零件周向投影视图然后考虑一下管式内高压胀形,相对对拉深成形的判断,此零件能否采用内高压胀形的判断相对困难些。需要将零件补成封闭的管形零件,如图4所示,测量一下零件沿轴向的截面周长,约为687.4mm,小约为552.6mm,膨胀率达到了24.4%,且图4红圈处为局部凸起的小特征,后才能胀形到位,无法从其他地方补料,导致此处因减薄过大而产生橘皮或破裂,所以采用管式内高压胀形也是不可行的。表1 6A02-退火态材料力学性能pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=44pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=45图4 补充后的管形零件后考虑采用弯曲胀形工艺。弯曲胀形工艺是主动式充液成形的一种,由弯曲和胀形两个工步组成,两个工步在一套模具中实现。首先对板料进行弯曲,弯曲胀形中的弯曲与传统弯曲工艺有一定的不同,由于胀形工艺的存在,弯曲后的零件产生的轻微褶皱均可以在胀形工步中展开,零件弯曲后的形状较传统弯曲工艺可以较加复杂。弯曲工步完成后,对弯曲后的零件进行充液胀形。由于高压液体充当胀形凸模,充液胀形较传统胀形拥有很多优势,其中的优势就是充液胀形可以胀形出带大负角且拥有较多复杂特征的零件,本文所研究的零件即属于这一类零件,这样的零件采用充液胀形工艺为合适。图5所示为零件弯曲胀形工艺分析模型。模型由凸模、板料、凹模组成。工艺动作顺序为:首先凸模下行,将板料弯曲,直至与凹模合死;然后高压液体从凸模打入到零件上表面,在高压液体的作用下零件胀形直至完全与凹模相贴合。凸模的主要作用是对板料进行弯曲,凸模型面的形状决定了零件压弯后的形状。为了避免压弯后的零件产生破裂和严重的褶皱,要求凸模型面要有较大曲率且曲率变化不要过大。零件的凸模模型如图6所示。pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=45图5 弯曲胀形工艺分析模型pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=45图6 弯曲胀形凸模模型凹模的主要作用是使零件胀形后贴在凹模型面上,从而成形出零件终形状。凹模型面的形状是根据零件终形状进行回弹补偿后的形状。此零件的凹模模型如图7所示。工艺参数设置为:凸凹模摩擦系数0.125,板料网格1.2mm,凸模压力300t,液室压力10MPa,零件坯料尺寸800mm×500mm×1.2mm,弯曲高度228mm。采用CAE软件DYNAFORM对工艺进行分析,分析结果如图8所示。从分析结果可以看出零件的减薄为11.2 %。零件材料为6A02-O,根据以往经验材料减薄不**过13%就不会产生橘皮或破裂。零件增厚为4.4%,不会产生褶皱。综上可以得出弯曲胀形工艺可行。pagenumber_ebook=39,pagenumber_book=46图7 弯曲胀形凹模模型pagenumber_ebook=39,pagenumber_book=46图8 零件减薄云图零件试制根据工艺分析结果对零件进行试制。制件过程如下:首先利用剪板机进行下料;打磨料边缘的毛刺;将料与凹模相贴的地方贴上塑料膜,防止零件表面划伤。然后将料对中放在凹模上;凸模下行合模到底后加压至300t;加液压到设定压力10MPa;后卸掉液室压力,卸掉设备合模压力,开模取件,完成制件。pagenumber_ebook=39,pagenumber_book=46图9 零件实物终制造出的零件如图9所示。零件无起皱和破裂,轮廓度0.1mm,减薄约12%,与CAE软件分析结果相近且达到图纸要求。结论本文对一种大负角敞口零件的成形工艺进行了研究,讨论了拉深成形、管式内高压成形和弯曲胀形三种工艺方法在此典型零件上的应用。通过讨论终采用弯曲胀形工艺方法对此典型零件进行CAE分析和零件试制,终制造出的零件与CAE软件分析结果相近且达到图纸要求,证明了弯曲胀形工艺的可行性。而对于和本文所述零件相类似,拥有较大负角、零件轴向两端敞口且采用内高压成形胀形量很大的零件,可以采用本文所述弯曲胀形工艺作为零件成形工艺。掘进机配件厂讲述掘进机的特点掘进机配件厂阐述掘进机是矿山上用的一种重要的采煤设备,节省了人力物力。掘进机是一种能够实现截割、装载运输、自行走及喷雾除尘的联合机组。随着回采工作面综合采煤机械化的快速发展,煤矿对巷道掘进速度要求越来越高。为了提高采准巷道的速度,悬臂式掘进机被大力研制并逐步发展完善。切割头应转动灵活,不得有裂纹或开焊。截齿座严重磨损,影响其强度或内孔变形过大,影响使用时应更换。在更换过程中不得损坏切割体的其它部位。可伸缩切割臂应伸缩灵活、可靠;伸缩距离应符合技术文件要求。更换截齿时应首先保证与原设计的几何位置相同,然后采用预热或保护焊等特殊工艺,保证焊接强度,且齿座应具有互换性。同轴度要求较严的箱体,涨套等应按对角线顺序逐级拧紧螺钉,重要联接螺栓,应按设计要求采用力矩扳手操作。掘进机配件厂介绍掘进技术仍然会在钻爆破岩掘进、悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚联合机组以及全断面掘进机五个方向持续发展。在全硬岩巷道的掘进中,钻爆破岩掘进在很长一段时间内仍会是一种主要方式,但在一些重要领域,全断面掘进机会逐步取代钻爆破岩掘进;在硬度较低的全岩巷道和半煤岩巷道,悬臂式掘进机会得到大力发展,逐步成为主要的掘进方式;在一些条件时宜的煤巷掘进中,掘进效率较高的连续采煤及和掘锚联合机组将会得到推广应用。采煤机配件下放由运输队负责,并责成专人放置阻车器。装料前装料工应检查平板车各部件是否合格,不合格的车辆不得使用。装料时必须在平车前后各放一个阻车器,并掌握材料车的重心,严禁**宽**高。下放采煤机顺序为机身→左摇臂→右摇臂→左滚筒→右滚筒。绞车司机开车前对所有绳头进行认真检查,绳头不符合规定要求的要及时反映,待处理完毕后方可开车。绞车司机在上班过程中严禁擅自离岗、脱岗。运料过程中要严格执行“一坡三挡”制度。同时作业地点矿车停车点下方必须放置两个阻车器,在有坡度变化的地段,阻车器由当班负责人安排专人放置,并有记录。信号工发现材料车掉道或材料偏移时,要及时发出停车信号,停车后进行处理问题,待问题处理完毕确认安全后,方可发出开车信号开车。运料过程中工作人员严禁扒车和乘坐矿车。卸料时,要轻拿轻放,必须**人员安全和设备完好。采煤机配件装车后必须用导链或紧线机把设备牢固,并标明人员姓名、物料名称等做以记录。在运送材料过程中要严格执行“行车不行人,行人不行车”制度。绞车司机在开车前,首先检查绞车各部件是否齐全、牢固完好,地锚和压柱是否牢固,通讯信号是否灵敏可靠,严格执行“一停、二开、三倒车”的信号制度,确认无误后,再发出信号,听到信号并打回铃,再次听到信号后方准开车,绞车司机必须持证上岗,严禁**拉**挂。
河南亚兴精锻股份有限公司创建于2003年,公司位于国家文化名城—郑州市文化路航天商务大厦,生产厂区位于黄河之滨、中原福地的平原新区,占地37.5亩,规划生产车间面积12000平方米。亚兴公司是研发制造、生产销售各种型号矿用刮板运输机配件及各行业所需的精锻件的主要骨干企业和供货商。公司建有现代化生产基地,拥有高、中级技术人员20多名和模具制造、锻造、机加工、热处理、装配等标准化生产单元;拥有**业中的电动螺旋2500吨、1600吨、1000吨压力机和1250kw、750kw、500kw中频感应透热炉三条生产线,台式电阻炉热处理生产线三条,加工中心、数控机床10余台及光电线切割机、数控锯床、钻床、拉床、预处理喷丸机、产品检测仪等设备,年生产能力**万吨。主营产品:各类刮板、E型螺栓、哑铃销、驱动链轮、横梁、齿轮、链条等几十种矿用机械配件、上百种型号,同时还生产加工综合机械锻造配件等。全部产品严格按照国家和行业标准研发设计、生产制造,并荣获郑州市“重质量守信用良好单位”称号等,2004年通过国家矿用产品安全标志检验证书,2009年通过了ISO9001:2000**质量体系认证,2011年国家工商总局颁发了“YX亚兴”注册商标认证。