高速線材軋機因為是線速高、連續生產、產品品種和規格種類眾多,成品尺寸精度要求高,所以對設備性能和加工精度要求也非常嚴格,特別是對零部件材料的選擇、尺寸加工精度、幾何形狀、熱處理狀態、裝配精度等都有很高要求,關鍵部件在國外引進的圖紙上大部分是沒有標注的,只是反應在制造工藝資料和檢驗資料上,我國軋鋼企業通過攻關,成功制造了關鍵設備。如西安航空發動機公司制造的閩鋼高速線材精軋機組、出口菲律賓的高速線材設備、太鋼一百一十七米每秒精軋機、通化鋼廠高線精軋機、海南洋浦高線精軋機等。
(1) 預精軋、精軋和飛剪箱體攻關
這些箱體尺寸和形位公差要求很嚴,焊接箱體用藥性焊絲進行焊接,用染色滲透法對全部焊縫進行檢驗,鑄造箱體用煤油進行滲漏試驗。在粗加工、半精加工和精加工之間增加了兩道自然時效工序,防止了箱體加工后的變形,收到了很好的效果。
(2) 齒輪材料的選擇、熱處理及機加工攻關
原設計的硬齒面齒輪材料多為十五鉻鎳六,由于我國此種材料缺乏,選擇了性能高于十五鉻鎳六的二十鉻二鎳四材料,這種材料經滲碳淬火,基本硬度很高,機加工很困難,但經過熱處理、冷熱加工銜接和加工性方面攻關,取得了成功成果和經驗,齒輪經精密磨齒和修緣修形,精度可達DIN五級,用戶反映很好。在生產摩根型齒輪箱中,還對應原設計牌號選用了硅十七鉻鎳鉬六或四三二零,此材料成本較低,加工性較好,并取得了成功的加工經驗。
(3) 預精軋、精軋的偏心套和錐形套攻關
偏心套是零件加工的一個技術難關,用一般的加工方法其表面質量和偏心量很難保證,在攻關摸索中,制造廠采用了兩種加工方法,較大的偏心套,在立式車床上設計了專用的磨頭和滾壓頭,車削后精磨內外圓或精車削后滾壓加工。較小的偏心套采用上偏心芯軸的方法進行加工,用類似的方法也解決了錐形套的加工關鍵。
(4) 吐絲機的制造攻關
① 吐絲管的材料選擇,MDS和SMS采用十二鉻鉬九一零或十鉻鉬九一零,對應我國材料相當于鉻五鉬,由于該規格的管材國內市場上稀缺,選用了一鉻十八鎳九Ti無縫管為選代用材料,還可以用P二十、P十八、三十五鉻鉬熱軋無縫管,雖然使用壽命較原設計短些,但解決了國產化問題。
② 平衡問題。由于吐絲機回轉直徑大,回轉件上的對稱零件多,在動平衡機上設計工裝作主體動平衡,然后用便攜式動平衡儀進行精密平衡。目前國內可以對三米長、直徑一米的工件和裝配件進行動平衡,解決了吐絲機高速旋轉動平衡問題。
③ 吐絲機的彎管機,是吐絲機的成型設備,按國外要求,胎具的空間曲線需要在大型五坐標或七坐標加工中心進行加工,我國目前這樣的高精尖設備很少。為了解決這些問題,采用段曲線胎具整體鑄造成型,人工按樣板打磨,末段曲線胎具按樣板劃線點焊,彎出根管,在吐絲機上安裝定型(火煨)后,再在彎管上調整胎具,終定位焊接,取得了很好效果。
(5) 各種油容器的鑄造箱體制造攻關
各種油容器鑄造箱體內部表面質量直接影響到油的清潔度和后部處理及涂漆,為了解決該項難題,對鑄造內芯使用表面樹脂砂造型及熱化學清理,可以得到較好的內腔鑄造表面,而成本提高不大。
(6) Stelmor線運輸輥材質問題
Stelmor線分為普通型和延遲型,其運輸輥既要耐高溫又要耐磨。目前使用3種材料,即十五鉻鉬熱軋管焊接空心輥、三鉻二十四鎳七SiRe離心鑄管焊接空心輥和中硅耐熱鑄鐵實心輥。空心輥的加工難度很大,加工廢品較多,耐熱鑄鐵實心輥經生產實踐檢驗是個實用經濟材料。
其它如活套輥、導衛輥的高耐磨耐溫材料的堆焊工藝和加工工藝國內也有成熟的經驗。
(7) 裝配是確保產品質量的重要一環
零件加工好后,只有經過精心裝配,才能達到優良的性能。國外高線設備設計中,大量采用了無鍵聯接方式,給裝配帶來較大工作強度和風險。創造了過盈量配合件采用冷裝和熱裝相結合的方法:對剪機的齒輪輪齒和孔鍵槽的對中問題,采用回轉臂裝配定位劃線并測量后加工鍵槽的方法予以保證終精度;在齒輪箱裝配中,用偏心套調整輪齒的接觸面積和接觸區(補償箱體孔加工和齒輪加工的綜合積累誤差),使之確保設計要求。
中國在加工設計能力和水平方面,主要是關鍵技術和加工工藝及質量管理與國外比還有一定差距,因此,要想高線軋機設備國產化,先要建立起一套完整的從設計、工藝、材料準備、毛坯投入、加工,到裝備管理、工序管理、檢驗等全過程質量控制體系,嚴格執行加工規范和工序質量跟蹤及檢驗制度,明確經濟責任制,確保成套設備的制造高質量。