拉矫机弧形段上底座的数控加工

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NC Processing for Straightening Machine Arc Segment Upper BaseYANG Shuntian .HOU Zhongkun(1.Sichuan Engineering Technical Colege，Deyang Sichuan 6 1 8000，China；2.Siehuan Colege of Architectural Technology，Deyang Sichuan 6 1 8000，China)Abstract：In straightening machine arc segment upper base unilateral side，9 pairs 18 not-obvious uneven line surface envelop toform R1 1 085 mm great circle.Every line surface is used to bear and band taper of the roller bearing.There are centripetal require-ments to its position.The angle corresponding to each line surface is diferent，SO the bearing positions can be adjusted to meet the cen-tripetal requirements.It is the key part to decide the machining accuracy of the straightening machine，also is the processing dificultyof arc segment upper base.Aiming at these difficulties，the pin hole location，universal miling head C shaft section NC machiningmethod were adopted and good results were obtained。

Keywords：Straightening machine；Punch line surface；Process optimization；NC processing1 加工零件简介弧形段上底座是大板坯连铸设备拉矫机上的重要零件，由机架、上辊压紧装置、下辊调整装置、驱动辊、自由辊5个部分组成，并由外侧与内侧两件底座构成拉矫机，包括弧形段和水平段两段，如图1所示。零件外形尺寸5 050 mm×1 015 mm x 2 665 mm，毛坯为焊接结构件，质量10 845 kg。

上底座单侧由350、325、260 mm几种宽度尺寸，9对 18个不太 明显 的凸凹折线面包络形成半 径为R110 85 mm大圆弧面，每个折线段平面设计了-对b20H7的销孑L，用于加工时的定位与工件检测时的基准，其中的数字 19，37”、l8，36”等分别表示下排孔序号 19(18)、上排孔序号 37 (36)组成的-对销孔。其中内外侧各有-个缺lq，所在折线面就只有-个孔，因此拉矫机外侧上底座共有37个定位销孔，内侧上底座有 11个定位销孔 (图 1中没有表示出来)；图上用圆圈圈起来的3544表示在拉矫机弧形段上工作的辊子编号 (拉矫机直线段上辊子编号是 134)，因此又称多辊拉矫机。弧形段所包括的总角度为21。36 26”，每个折线段面与水平面所对销孔图 1 拉矫机弧形段上底座收稿日期：2011-12-11作者简介：杨顺田 (1962-)，男，硕士，高级工程师，教授，研究方向为机械设计、数控技术。E-mail：dyst###163.con。

第2期 杨顺田等：拉矫机弧形段上底座的数控加工 ·57·应的角度为 ：2。l4 51”、2。26 11 (图上没表示 )，并以此角度调整轴承座的位置，以满足各辊子轴承座的向心要求，这是决定拉矫机精度的关键部位，也是加工难度最大的地方。归纳起来，其加工内容主要有两项：(1)加工48个b20H7的定位销孔；(2)加工由18段折线面包络形成的半径为R1 1 085 mm的大圆弧面，如图2所示。

詹11 085图 2 由 l8个凸凹折线面构成的大 R弧面2 加工工艺分析该零件的特点是：所要加工的凸凹折线面在空间上与机床主轴不垂直。以往针对这类情况，通常的方法是将工件倾斜-定角度，使所加工的孔轴线与机床主轴-致，这就是通常所说的 摆活”方式。若用这种方法，装夹找正的次数就很多，也无法保证精度。经过分析研究，现在采用销孔定位、万向铣头 c轴分段数控加工的方法，单侧-次装夹，就可以完成全部折线面的加工。

由于工件刚性差 ，加工中使用临时加强肋以增强刚度，适度调整压板以减小变形，同时外侧各定位销孔空间位置变化也对机床的重复定位精度提出了更高要求 ，可以以弧形段上底座每个平面上布置的两个 b20H7的定位销孔作为机加、装配、安装、测量的共同基准。因此，定位销孔加工精度是决定各折线段加工精度的前提。

当加工工件内侧 11个孔时，需要进行第二次装夹，且外侧与内侧两件底座又有配对要求，所以，在加工中要采取措施防止工件变形，并注意找正，提高找正精度就非常重要 。

3 定位销孔的jn-r图3 在带C轴的数控镗床上加工弧形段上底座大板坯连铸机弧形段上底座放在TKJ6920落地平台上加工，如图3所示，内、外侧共有48个定位销孔，先加工弧形段上底座外侧的37个孔 (坐标点编号 1-37)，再将工件翻转，第二次装夹工件，加工内侧 11个定位销孔 (坐标点编号 3848)。内、外侧各定位销孔坐标已给出，见表 1。

表 1 内、外侧各定位销孔坐标坐标注：表中5为单个点的坐标根据定位销孔的作用，加工孑L时，-是要控制各孔的位置精度，二是要控制表面粗糙度。现制定如下工艺方案：用中心钻定位-钻各孔至619.8-铰孔至620，所用中心钻如图4所示，销孔精度达到 H7，Ra1.6 m (文中内侧 11个孔略去)。

3.1 加工主程序主程序如下所示：% 01011；钻37-b20H7中心孔· 58- 机床与液压 第 41卷NO5 M06 2；2中心钻Nl0 G90 G54 c00 x0.Y0.：N15 M03 SIO00 ：N20 G43 Z100.H02 ：N25 Z-5.1t5.FIO0 ；N30 G81 ；N35 P551；调用各孔坐标子程序N110 G43 Z20.H09 ：N115 Z-40.R5. ：N120 G82 1742 ；N125 P551：N130 G80 G91 G28 Z0.M05 ：N135 M30 ；3.2 定位销孔加工子程序定位销孔加工子程序如下：% o755 ：N05 G99 x0 Y70 ：NIO X-280.28 Y70 ：N15 X-552.63 Y188.08 ：N20 X-798.22 Y253.86 ：N25 X-1041.87 Y319.17 ：N30 X-1283.80 Y384.O0 ：N170 X -3639.85 Y2379.93 ：N175 X -3839.85 Y2414.63 ：N180 X -3861.63 Y2494.38 ：N185 G98 X-4081.66 Y2578.82 ；N190 M99 ；4 各折线段的加工选择TKJ6920带 c轴的犯00数控落地铣镗床来加工各折线段面，各折线面由下排孔分别对应各自的上排孔连线定位，即孔1对应于孔20、孑L2对应于孔21、孔3对应于孔22，并由上排孔定出各折线段位置，对应的下排孔定 c轴 (角度铣头)转动的角度，如图3所示，因成对孔构成了加工、装配等的共同基准，编程时，坐 标系 的旋转 就是通过 C轴(角度铣头转动)的角度来实现的。

折线段凹槽的加工选用 4，15o的三面刃铣刀，分两刀完成 ，如图4所示，各折线段凹槽所对应孔的坐标及连线旋转的角度值见表2，现秤工情景如图5所示。

1f - j/ 、 ～ ' -r。 - - f ，f/ /- 、L Z/- 、 f、1图4 各折线段凹槽加工走刀路线表2 各折线段凹槽所对应孑L的坐标及连线旋转的角度值点的编号 Y 点的编号 Y 角度增量 成对点的连线与y轴倾斜角度0 70- 552.63 188.08单个孔形成的缺口- 1 524.21 448.41- 2 041.14 586.92- 2 553.80 724.29- 3 064.07 861.01- 3 573.81 997.60- 4 084.86 1134.53- 4 599.09 1 272.3l2022O- 482.02- 1 582.08- 2 047.05- 2 508.32- 2 965.06- 3 416.43- 3 839.85- 4 081.661 800.001 810.481 913.481 990.652 087.522 203.912 339.612 414.632 578.820。

2。14 51”4。04 45”2。14 51”2。14 51”2。14 512。14 512。14 51”2014 51”2。14 510。