CN102873514B - 一种带有上下安装止口的结晶器铜管的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有上下安装止口的结晶器铜管的加工方法，其具体步骤为：（1）、将经过挤压成型的铜管半成品按成品管长度尺寸单边各留1～2mm作为加工余量；（2）、将组合夹具的安装底板固定在数控加工机床工作台上；（3）、将铜管用组合夹具进行安装固定；（4）、加工铜管的下端止口安装面、下口端面、外倒角、内倒角；（5）、加工铜管的上端止口安装面；（6）、加工铜管上口端面、上口环形槽。本发明改变了常规加工方法一直沿用的以铜管外表面作为各加工表面的参考基准的做法，而以铜管内腔表面作为加工所依据的基准，同时工序安排合理，工装器具使用得当，所以能够做到保证加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸机结晶器铜管的加工制造技术。
背景技术
结晶器铜管是连铸机的核心部件，它的制造精度和安装精度要求都很高，特别是制造精度，它是保证安装精度的重要基础。如果制造精度偏差过大，超过了规定的使用要求，就会对连铸机设备的性能带来严重的不利影响，影响产品质量、降低生产效率、甚至造成不能正常生产。
随着连铸技术的发展，工艺技术水平迅速提高，对设备性能的要求也越来越高，设备的结构和制造工艺都在不断改进，早些年使用的普通圆弧外形的结晶器铜管用的越来越少，取代之的是一种带有上下安装止口的结晶器铜管，见附图1。这种铜管的上下止口是结晶器的安装配合基面，因此，它的制造精度直接决定着铜管内腔相对于结晶器及整个机组的位置精度，直接影响着连铸机的工作性能。目前常规的加工方法大多是直接在机床上以铜管外形为基准进行加工，或有少量常规工装辅助进行加工，加工工序的安排，各厂家也各不相同，所以质量差异较大，铜管的加工质量很难达到设计要求。在这种背景下，需要对加工工序进行合理的安排，对需要控制的关键因素进行认真分析和对加工工艺进行必要的规范，对所需的工艺装备进行合理的设置。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对带有上下安装止口的结晶器铜管提供一种加工方法。此加工方法通过对加工工序进行合理安排，配置必要的工装器具，对操作过程进行规范，使其能够保证各加工表面相对于铜管内腔的各项位置精度要求，以保证结晶器铜管的加工制造精度，改进产品性能。同时，它提高了生产作业效率及经济效益。
本发明一种带有上下安装止口的结晶器铜管的加工方法，其具体步骤为：
（1）、将经过挤压成型的铜管半成品在锯床上切去两头多余部分，并在通用机床上加工出上下两端平面，按成品管长度尺寸单边各留1～2mm作为加工余量；
（2）、将组合夹具的安装底板固定在数控加工机床工作台上，并使组合夹具底板的各边与机床坐标轴保持平行或垂直；
（3）、将铜管用组合夹具进行安装固定：铜管在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置，将铜管的直面放置于组合夹具底板的平面上，两端相对夹具的伸出量相等，然后将铜管固定；
（4）、加工铜管的下口：先将机床刀具移至铜管下口端面，然后使用寻边器找出铜管下口内腔各边的坐标位置并以此确定铜管内腔下口端面中心的坐标位置，以铜管内腔下口端面中心点的位置作为铜管下端止口外形及其它各加工面加工的基准点（即工件零点），加工各面到成品尺寸，保证各加工面相对于此点的相对位置精度；
（5）、加工铜管的上口：将机床刀具移至铜管上口端面，用与步骤（4）中同样的方法找到铜管内腔上口端面中心的坐标位置，并以此点作为铜管上端止口外形加工的基准点，加工铜管上端止口安装面至成品尺寸；
（6）、将铜管从专用夹具上卸下，在机床工作台上采用两块等高垫铁将铜管上下止口等高垫起，圆弧面向上或向下，铜管上端面朝向机床主轴方向，将铜管直面调整到与机床主轴严格平行，铜管固定后撤下上口支承垫铁，铣铜管上口端面至成品尺寸，并以上端止口外形及上口端面为基准，加工环形槽至成品尺寸。
本发明改变了常规加工方法一直沿用的以铜管外表面作为各加工表面的参考基准的做法，而以铜管内腔表面作为加工所依据的基准，同时工序安排合理，工装器具使用得当，所以能够做到保证加工质量，使以往加工超差严重甚至出现废品的现象基本得以杜绝。因此本发明加工方法在很大程度上降低了制造成本、提高了工效、改进了产品性能。同时，由于铜管的加工制造精确度大为提高，当铜管安装到机组上后，内腔工作表面相对于连铸机组的安装精度要求就得到了可靠的保证，产品性能大为改善。另外，由于铜管制造精度的提高，使铜管在结晶器中安装非常方便，很容易进行装拆工作，因此提高了生产作业效率及经济效益。
附图说明
图1是带有上下安装止口的结晶器铜管；
其中：1是铜管的上端止口安装面；2是铜管上口环形槽；3是铜管的下端止口安装面。
图2是铜管在组合夹具上安装固定的示意图；
其中：4是铜管；5是组合夹具的底板；6是组合夹具的侧面夹紧装置；7是组合夹具的上部夹紧装置；8是机床刀具（铣刀）。
图3是加工上口端面及环形槽的安装调整示意图；
其中：4是铜管；9、10是等高垫铁；11是机床刀具（铣刀）。
图4是铜管在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置的示意图。
具体实施方式
本发明一种带有上下安装止口的结晶器铜管的加工方法，其具体步骤为：
（1）、将经过挤压成型的铜管半成品在锯床上切去两头多余部分，并在通用机床上加工出上下两端平面，按成品管长度尺寸L单边各留1～2mm作为加工余量；
（2）、将组合夹具的安装底板5固定在数控加工机床工作台上，并使组合夹具底板的各边与机床坐标轴保持平行或垂直；
（3）、将铜管4用组合夹具进行安装固定：铜管4在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置，将铜管4的直面放置于组合夹具底板5的平面上，两端相对夹具的伸出量相等，然后将铜管4固定；
（4）、加工铜管的下口：先将机床刀具8移至铜管下口端面，然后使用寻边器找出铜管下口内腔各边的坐标位置并以此确定铜管内腔下口端面中心的坐标位置，以铜管内腔下口端面中心点的位置作为铜管下端止口外形及其它各加工面加工的基准点（即工件零点），加工各面到成品尺寸，保证各加工面相对于此点的相对位置精度；
（5）、加工铜管的上口：将机床刀具8移至铜管上口端面，用与步骤（4）中同样的方法找到铜管内腔上口端面中心的坐标位置，并以此点作为铜管上端止口外形加工的基准点，加工铜管上端止口安装面1至成品尺寸；
（6）、将铜管从专用夹具上卸下，在机床工作台上采用两块等高垫铁9、10将铜管上下止口等高垫起，圆弧面向上或向下，铜管上端面朝向机床主轴方向，将铜管4直面调整到与机床主轴严格平行，铜管固定后撤下上口支承垫铁10，铣铜管上口端面至成品尺寸，并以上端止口外形及上口端面为基准，加工环形槽2至成品尺寸。
其中，步骤（1）中所述的通用机床为卧式铣床或镗床。步骤（2）-（5）中所述的机床为数控铣床。步骤（3）中铜管的固定是依靠组合夹具的侧面夹紧装置及上部夹紧装置。步骤（4）中，铜管的加工顺序依次为下端止口安装面1、下口端面、外倒角、内倒角。步骤（5）中，不加工上口端面及环形槽。
步骤（3）中将铜管在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置，如图4所示。其优点是：铜管圆弧侧向安装，铜管靠紧夹具中间的立板后，铜管圆弧方向的中心平面就与夹具的中心一致。这样就能保证铜管的上下两个端面加工出来是平行的，跟中心平面也是对称的。
步骤（6）中将圆弧面朝上或朝下，使两侧面作为校正的基准面。这样校正时，可以保证铜管中心线与加工机床刀具的轴线平行，铣出的端面与中心线也是垂直的，从而保证了加工精度要求。
下面结合具体实施例对本发明的加工方法做进一步详细的说明：
一种200×200×800结晶器铜管的上下端面及止口的加工实例如下：
1、将挤压成型的铜管半成品在锯床上切去两头多余部分，保留铜管长度820 mm，上下端面各留加工余量10mm；在通用卧式铣床或镗床上进行上下端面的粗加工，长度尺寸达802~804 mm。
2、将组合夹具的安装底板5水平安装在数控加工机床工作台上，并使底板5的各边与机床坐标轴保持平行或垂直。
3、将铜管按图2所示的方式在组合夹具上进行安装固定：铜管4在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置（如图4所示），将铜管的直面放置于专用组合夹具的底板5的平面上，两端相对夹具的伸出量相等，然后利用此夹具的侧面夹紧装置6及上部夹紧装置7将铜管固定。
4、将数控机床刀具8移动至铜管下口端面，使用寻边器找出铜管下口内腔各边的坐标位置并以此确定铜管内腔下口端面中心的坐标位置，以此中心点为0点，刀具中心向外弧侧移动1.15mm，先加工下端止口安装面237 mm×237 mm至成品尺寸，再精铣铜管下口端面达长度尺寸，接着加工下端止口安装面的外端面4mm×45°倒角至成品尺寸，然后刀具中心移回0点，加工内腔7 mm×15°倒角至成品尺寸。
5、机床刀具移至铜管上端面，同样的方法找到铜管内腔上口端面中心的坐标位置，以此中心点为0点，刀具中心向外弧侧移动1.15 mm，加工上端止口安装面237mm×237 mm至成品尺寸。
6、铜管从专用夹具上卸下，在机床工作台上采用两块等高垫铁9和10将铜管已加工好的上下止口面1、3等高垫起，圆弧面向上或向下，铜管上端面朝向机床主轴方向，将铜管直面调整到与机床主轴严格平行，铜管固定后撤下上口支承垫铁10，铣铜管上口端面至成品尺寸800 mm，以上端止口安装面及上口端面为基准，加工上口环形槽13mm×6 mm至成品尺寸。
其中，由于铜管内腔的中心与其外形的中心之间有偏移量，所以在步骤4、5中需要将刀具中心向外弧移动一定的距离，其距离变等于偏移量，从而保证外形的加工。
Claims (6)
1. 一种带有上下安装止口的结晶器铜管的加工方法，其具体步骤为：
（1）、将经过挤压成型的铜管半成品在锯床上切去两头多余部分，并在通用机床上加工出上下两端平面，按成品管长度尺寸单边各留1～2mm作为加工余量；
（2）、将组合夹具的安装底板固定在数控加工机床工作台上，并使组合夹具的安装底板的各边与机床坐标轴保持平行或垂直；
（3）、将铜管用组合夹具进行安装固定：铜管在组合夹具上安装时，铜管圆弧面侧向放置，将铜管的直面放置于组合夹具的安装底板的平面上，两端相对夹具的伸出量相等，然后将铜管固定；
（4）、加工铜管的下口：先将机床刀具移至铜管下口端面，然后使用寻边器找出铜管下口内腔各边的坐标位置并以此确定铜管内腔下口端面中心的坐标位置，以铜管内腔下口端面中心点的位置作为铜管下端止口外形及其它各加工面加工的基准点，加工各面到成品尺寸，保证各加工面相对于此点的相对位置精度；
（5）、加工铜管的上口：将机床刀具移至铜管上口端面，用与步骤（4）中同样的方法找到铜管内腔上口端面中心的坐标位置，并以此点作为铜管上端止口外形加工的基准点，加工铜管上端止口安装面至成品尺寸；
（6）、将铜管从组合夹具上卸下，在机床工作台上采用两块等高垫铁将铜管上下止口等高垫起，圆弧面向上或向下，铜管上端面朝向机床主轴方向，将铜管直面调整到与机床主轴严格平行，铜管固定后撤下上口支承垫铁，铣铜管上口端面至成品尺寸，并以上端止口外形及上口端面为基准，加工上口环形槽至成品尺寸。
2. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：步骤（1）中所述的通用机床为卧式铣床或镗床。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：步骤（2）-（5）中所述的机床为数控铣床。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：步骤（3）中铜管的固定是依靠组合夹具的侧面夹紧装置及上部夹紧装置。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：步骤（4）中，铜管的加工顺序依次为下端止口安装面、下口端面、外倒角、内倒角。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：步骤（5）中，不加工上口端面及环形槽。
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