CN105643212A - 轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，包括钢板下料、箱体焊接、分箱体加工和合箱加工等步骤，其中分箱体加工包括粗加工、半精加工和精加工，在粗加工后进行去应力退火，在半精加工后进行时效处理，精加工后进行箱体检查；箱体在工作台上的安装采用找正法，利用箱体上的三个点确定定位平面；粗加工将箱体配合面作为定位粗基准，精加工将配合面的相对面作为定位基准；采用分层分组移动加工法，依次将相邻的箱体配合进行加工，通过移动和校正基准来保证不同孔之间的同轴。本发明通提高了轧机用集成式重载减速机箱体的加工效率和良率。

Description

轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法

技术领域

本发明属于减速机加工领域，尤其是涉及一种轧机用集成式大型重载减速机箱体的加工工艺。

背景技术

大型无缝钢管的生产能力的大小决定着一个国家冶金工业的实力和水平的高低。其中决定无缝钢管生产能力重要的一个因素是钢管牵引用的减速机，由于该减速机的牵引力大，因此需要配备大型的重载减速机。制约减速机发展的重要因素之一就是齿轮箱体的制造。对于大型箱体来说一般是通过焊接方式组装而成，箱体焊接时的工序较为复杂，并且大型齿轮箱体主要加工部位分为面和孔，面主要是上下箱体的结合面，孔主要是安装轴承的轴承孔，对于面和孔来讲，加工精度一般要求为7级精度，且要保证孔之间的同轴度、平行度和位置度，但是对于细长型的箱体来说，在加工的过程中如何保证箱体不产生变形，以及保证孔和孔之间的形位公差，是至今难以克服的困难。

本发明所涉及的减速机主要是为轧机配套的重载减速机，是由7台与5台两组共12台单独的二级传动齿轮减速机组和在一起，集成具有12组输入/输出运动，新减速机机长约8米，宽约2.2米，高约3米，整机重约100吨。在轧钢过程中会承受交变载荷，故对减速机箱体的要求较高。

由于该箱体由于体积较大，只能通过钢板焊接成形，箱体加工为成品后重约50吨，由于该箱体尺寸和重量都大，容易引起各个部位的变形，且变形部位难以控制；另外箱体需要加工的部位较多，共有5个分箱体的10个安装配合面、数百个箱体的圆柱孔/螺纹孔/定位销孔、以及将近150个7级精度的轴承孔加工，图1为轧机用集成式大型重载减速机箱体的结构示意图。为确保加工后的粗糙度、同轴度、平行度、位置度等精度技术要求，并保证箱体加工后不变形，需要严格制定其机加工工艺方案。

发明内容

发明目的：集成重载式减速机箱体是采用不同厚度的钢板利用焊接的方式组合在一起，在焊接和加工过程中存在一些特点：第一点，由于箱体的体积大，重量大导致箱体变形严重，第二，其箱体是由不同厚度的钢板焊接在一起，钢板受热的变形不一致，导致变形控制的难度加大；第三，箱体需要加工的部位较多，轴承孔和箱体结合部位的加工精度要求较高，并且加工的难度大。为了克服以上现有技术中存在的不足，本发明提供一种轧机用重载减速机箱体的加工方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，包括以下步骤：

步骤1，钢板下料；

步骤2，箱体焊接；

步骤3，分箱体加工；

步骤4，合箱加工；

所述步骤3包括粗加工、半精加工和精加工，在粗加工后进行去应力退火，在半精加工后进行时效处理，精加工后进行箱体检查；箱体在工作台上的安装采用找正法，利用箱体上的三个点确定定位平面；粗加工将箱体配合面作为各分箱体的定位粗基准，精加工将配合面的相对面作为定位基准；采用分层分组移动加工法，依次将相邻的箱体配合进行加工，通过移动和校正基准来保证不同孔之间的同轴度。

具体地，所述步骤1中还包括对下料后的钢板进行正火处理。

具体地，所述步骤2中还包括对焊接后的钢板进行去应力退火。

具体地，所述去应力退火的温升速度(85±5)℃/h，在第一保温温度(350±5)℃保温4h，然后在第二保温温度(670±5)℃/h保温20h后降温，出炉温度为100℃。

具体地，所述步骤3与步骤4之间还进行箱体二次去应力退火和时效处理。

具体地，所述二次去应力退火的温升速度≤85℃，在第一保温温度(350±5)℃保温3h，然后在第二保温温度(600±5)℃/h保温7h后降温，出炉温度为100℃。

使用时，可以采用以下具体的工艺流程：下料→钢板正火→焊接→去应力退火→箱体粗加工→去应力退火→箱体半精加工→时效处理→箱体精加工→检查→合箱检查→合箱加工→拆箱→内部涂耐油漆→检验合格后入库。

有益效果：本发明通过对工艺流程的改进，降低了箱体在加工过程中的变形，对加工精度及同轴度实现了可靠的控制，提高了轧机用集成式重载减速机箱体的加工效率和良率。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的轧机用减速机箱体的结构示意图；

图2是焊接钢板厚度大于等于50mm时，T型焊缝的接头形式及焊接顺序；

图3是焊接钢板厚度在30mm～50mm之间时，T型焊缝的接头形式及焊接顺序；

图4是焊接钢板厚度小于等于80mm时，平接焊缝的接头形式及焊接顺序；

图5是焊接钢板厚度大于80mm时，平接焊缝的接头形式及焊接顺序；

图6是本发明实施例中去应力退火时的工艺曲线。

具体实施方式

实施例：

本发明的轧机用减速机箱体的结构如图1所示，包括依次连接的上箱体1，第一中箱体2，第二中箱体3，第三中箱体4和下箱体(机座)5。其加工工艺的流程为：下料→钢板正火→焊接→去应力退火→箱体粗加工→去应力退火→箱体半精加工→时效处理→箱体精加工→检查→合箱检查→合箱加工→拆箱→内部涂耐油漆→检验合格后入库。

具体实施过程如下：

第一步，下料，箱体材料采用Q235A热轧钢板，钢板厚度为30～110mm，为了保证箱体的质量，焊接前要对钢板进行内部探伤。

第二步，焊接前对钢板进行正火处理，正火温度控制在880℃。

第三步，箱体焊接，由于该箱体体积大，焊缝长，焊接时焊缝需要全部焊透，为了预防焊接裂纹及焊接带来的缺陷，均采用氩弧焊，焊接时需要对工件及焊接部位进行预热，预热的温度控制在100℃左右，焊接方式要采用两侧对称、多层多道次、由内到外分步骤焊接，由于不同部位钢板的厚度不同，焊接时要根据钢板的厚度来确定焊道的顺序。由于该箱体由五部分集成在一起的，因此各部分钢板的厚度大小不一，那么不同厚度的钢板焊接时，其接头样式以及焊接道次也是不同的。接头形式及焊接顺序如图2～5所示。

第四步，箱体焊接后去应力退火。主要是为了防止箱体产生变形及焊接裂纹。热处理采用的设备为地下炉，加热方式为电加热。箱体进炉温度为室温，整个退火过程分为三个阶段进行，每个阶段的工艺参数如表1所示。图3为去应力退火时的工艺曲线。

第五步，分箱体加工，主要包括分箱体粗加工、分箱体半精加工和分箱体精加工，粗加工以后要进行去应力退火。半精加工以后要进行时效处理，精加工以后，要进行箱体检查。

箱体的安装方式将直接影响的变形，为了减少箱体的变形，箱体安装方式必须合理。箱体在工作台上的安装是通过找正法，利用箱体上的三个点确定定位平面。机加工时，要采用坐标轮换法进行加工，不要把箱体集中在一个坐标位置进行加工，可以防止切削热过量地在一个部位输入而引起变形。

在各个分箱体加工过程中，定位基准遵循“基准重合”、“基准统一”及“自为和互为基准”的原则。粗加工时，各分箱体的定位粗基准均选择箱体配合面，精基准选择配合面相对面。对于第一中箱体2到第三中箱体4而言，上下两面结尾配合面，可以互为基准；下箱体5只有一面为加工面，而相对面为非配合面，不需要加工，为了方便后面的定位，利用该处设计好的工艺快作为后面加工的定位基准。

本工艺特采用分层分组移动加工法，原理是首先将相邻的下箱体5跟第三中箱体4配合进行加工，然后是第三中箱体4和第二中箱体3配合进行加工，以此类推。加工的时候为了保证不同孔之间的同轴度，通过移动和校正基准的方法来实现，加工时采取特质的刀具一次性把孔镗出来，确保同轴度。加工时每一组箱体孔之间的中心距要严格控制，而组和组之间的中心距可不受误差的影响，不必严格控制。

第六步，箱体二次去应力退火，主要安排在箱体粗加工后。热处理采用的设备为地下炉，加热方式为电加热。箱体进炉温度为室温，整个退火过程分为三个阶段进行，每个阶段的工艺参数如表1所示。图3为去应力退火时的工艺曲线。

第七步，时效处理，半精加工后要对箱体重要部位进行时效处理。通过时效处理可以减小该部分应力。时效处理的方式主要采用谐波振动方式进行。

第八步，合箱加工。箱体合箱前，要查看接合面间的间隙大小，间隙要控制在再0～0.08mm之间。该到工艺主要是针对合箱后各轴承端面的半精铣和精铣，各个轴承孔的半精镗和精镗。钻轴承孔四周的螺纹底纹、油道孔和所有的通孔。

第九步，打磨内外表面，上底漆，合箱入库。

第十步，箱体进行时效处理，主要是进行自然时效。

第十一步，渗漏检查并进行抛丸处理，使箱体表面质量强化。

表1去应力退火工艺参数

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，包括以下步骤：

步骤1，钢板下料；

步骤2，箱体焊接；

步骤3，分箱体加工；

步骤4，合箱加工；

其特征在于：所述步骤3包括粗加工、半精加工和精加工，在粗加工后进行去应力退火，在半精加工后进行时效处理，精加工后进行箱体检查；箱体在工作台上的安装采用找正法，利用箱体上的三个点确定定位平面；粗加工将箱体配合面作为各分箱体的定位粗基准，精加工将配合面的相对面作为定位基准；采用分层分组移动加工法，依次将相邻的箱体配合进行加工，通过移动和校正基准来保证不同孔之间的同轴度。

2.根据权利要求1所述的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，其特征在于：所述步骤1中还包括对下料后的钢板进行正火处理。

3.根据权利要求1所述的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，其特征在于：所述所述步骤2中还包括对焊接后的钢板进行去应力退火。

4.根据权利要求4所述的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，其特征在于：所述去应力退火的温升速度(85±5)℃/h，在第一保温温度(350±5)℃保温4h，然后在第二保温温度(670±5)℃/h保温20h后降温，出炉温度为100℃。

5.根据权利要求1所述的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，其特征在于：所述步骤3与步骤4之间还进行箱体的二次去应力退火和时效处理。

6.根据权利要求5所述的轧机用集成式重载减速机箱体的加工方法，其特征在于：所述二次去应力退火的温升速度≤85℃，在第一保温温度(350±5)℃保温3h，然后在第二保温温度(600±5)℃/h保温7h后降温，出炉温度为100℃。