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      摘要：闡述了在實(shí)踐中對(duì)矯直設(shè)備及直線度檢測(cè)過程中可能出現(xiàn)的缺陷及盲區(qū)，提出自己的見解與解決辦法，為今后工作提供借鑒。

     矯直工作指圓鋼棒材和模具扁鋼的矯直及直線度檢測(cè)，以滿足工件熱處理調(diào)質(zhì)前后兩次機(jī)械加工的要求，最大限度降低材料切削量，提高材料利用率。我公司是國內(nèi)最早擁有SXP-65型1400t臥式旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)和20m鐘罩式熱處理爐的公司，長期生產(chǎn)鉆鋌、方鉆桿、限動(dòng)芯棒等超長工件，矯直工作是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。投產(chǎn)初期擁有一臺(tái)由第二重型機(jī)器廠仿前蘇聯(lián)生產(chǎn)15MN立式油壓矯直機(jī)（同期生產(chǎn)兩臺(tái)，第二重型機(jī)器自用一臺(tái)）。多年來隨著公司快速發(fā)展，先后與德國MAE公司、天津鍛壓機(jī)床廠、燕山大學(xué)、洛陽弘洋公司等單位合作生產(chǎn)引進(jìn)多臺(tái)設(shè)備，作為這項(xiàng)工作的參與者，現(xiàn)將工作中的心得體會(huì)與大家分享（見圖1~圖3）。

       圖1 天津鍛壓機(jī)床廠10MN油壓矯直機(jī)（矯直四方鉆桿）

       圖2 洛陽弘洋公司參與制造16MN油壓矯直機(jī)（矯直限動(dòng)芯棒）

       圖3 第二重型機(jī)器廠15MN矯直機(jī)（矯直鉆鋌）

     矯直相關(guān)設(shè)備

     壓力機(jī)與額定壓力的選擇由產(chǎn)品規(guī)格、性能范圍決定無異議。在理想的矯直設(shè)備中兩錘砧墊鐵間距應(yīng)可以自由調(diào)整，以適應(yīng)不同規(guī)格、強(qiáng)度的變形工件。工件變形彎曲呈曲線，矯直施壓后呈直線，曲線長度大于直線長度，因此施壓矯直時(shí)兩錘砧墊鐵受向外張力，產(chǎn)生位移。當(dāng)墊鐵用絲杠傳遞時(shí)絲杠會(huì)彎曲損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮。長工件在臥式爐加熱調(diào)質(zhì)，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力雙重作用變形嚴(yán)重，矯直翻轉(zhuǎn)時(shí)只能同時(shí)使用兩個(gè)翻轉(zhuǎn)輪，超過兩個(gè)必定有一個(gè)起阻擋作用。對(duì)于翻轉(zhuǎn)輪和傳動(dòng)輥，可設(shè)計(jì)多個(gè)但翻轉(zhuǎn)輪不可同步控，必須分別控制，工作時(shí)根據(jù)工件長度和所處位置選擇最佳兩輪使用。適合矯直工作的最小最大長度取決于傳動(dòng)輥間距，最小長度大于輥距兩倍，小于兩倍工件會(huì)失控落地，最大長度取決于壓力機(jī)一側(cè)輥?zhàn)涌傞L。從理論上來講，工件總長51%小于一側(cè)輥?zhàn)涌傞L即可，但考慮到安全性建議工件懸空量不大于總長1/3。設(shè)計(jì)時(shí)考慮產(chǎn)品長度，合理設(shè)計(jì)輥數(shù)量、間距，合理使用場(chǎng)地。
 

      矯直與檢測(cè)
 

     實(shí)際工作中矯直與檢測(cè)是相輔相成、密不可分，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)問題，矯直解決問題，再檢測(cè)驗(yàn)證結(jié)果滿足要求。

     傳統(tǒng)矯直工作是依靠裸眼觀測(cè)來進(jìn)行，最后用劃針（百分表）來驗(yàn)證。隨著公司快速發(fā)展與材料對(duì)矯直溫度要求，實(shí)現(xiàn)矯、檢同步和自動(dòng)化控制一直是公司努力方向，直到引進(jìn)德國MAE公司生產(chǎn)15MN自動(dòng)矯直機(jī)（見圖4）才得以實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備雖然采用了電子測(cè)距、伺服電動(dòng)機(jī)、傳感器實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全程控制，最大工件達(dá)28m，但對(duì)工件變形量要求在40mm以下，其傳感器所測(cè)量采集的依然是變形工件在旋轉(zhuǎn)過程中偏離軸線部分的起伏和跳動(dòng)，相當(dāng)于劃針（百分表），矯直原理是樸素原始的。用劃針檢測(cè)是點(diǎn)檢測(cè)，在長工件上任選幾點(diǎn)正好檢測(cè)到最大彎曲點(diǎn)是小概率，需要多點(diǎn)交叉檢測(cè)。

     德國MAE公司全自動(dòng)矯直機(jī)用工件的快速連續(xù)翻轉(zhuǎn)和縱向高速往返運(yùn)動(dòng)來彌補(bǔ)。同時(shí)點(diǎn)檢測(cè)也會(huì)對(duì)矯直產(chǎn)生誤導(dǎo)的趨勢(shì)，稍加彎曲整體就偏離軸線都需矯直，實(shí)際只需矯直兩關(guān)節(jié)處。工件變形是三維空間的彎曲翹起，平面展示僅代表傾向與趨勢(shì)。如圖5所示，當(dāng)工件以A、B 兩點(diǎn)為軸線（置于翻料機(jī)上）時(shí)，工件整體都偏離軸線都需施壓矯直，實(shí)際上只需矯C、D兩點(diǎn)即可。這也是德國MAE公司對(duì)工件原始變形量有要求的原因，工件變形越大，不良效果的趨勢(shì)越大。加壓矯直時(shí)若壓力過大造成工件反向變形彎曲，要隨即將工件翻轉(zhuǎn)180°加壓矯直確保各受力點(diǎn)和最大變形點(diǎn)重合，避免出現(xiàn)小公差內(nèi)的波峰波谷現(xiàn)象。實(shí)際生產(chǎn)中更多采用裸眼觀測(cè)達(dá)到一定范圍后，再使用劃針檢測(cè)矯直，第一點(diǎn)選在距工件端部0.5m處，以后每隔1m檢測(cè)一點(diǎn)進(jìn)行矯直，合格后再返回前一點(diǎn)復(fù)檢復(fù)矯，確保有足夠量重合。確保A、C、D和C、D、B分別在一直線上則A 、B 、C 、D 在同一直線上。空心管矯直主要是避免壓扁形成橢圓和局部凹陷破壞現(xiàn)象。

      圖4 德國MAE公司15MN精校機(jī)C型結(jié)構(gòu)壓機(jī)與傳統(tǒng)三梁四柱式

     長期實(shí)踐認(rèn)為可壓矯的條件為工件壁厚和內(nèi)孔直徑比大于1:10時(shí)可進(jìn)行，但兩支點(diǎn)（錘砧）間距要大于工件外徑8倍，錘頭不可接近錘砧形成剪切。臺(tái)階軸矯直主要是指汽輪機(jī)主軸之類的多臺(tái)階長軸，采用“先兩端后中間”的對(duì)稱式矯直，克服檢測(cè)的不足，提高效率。厚壁管內(nèi)孔定位的矯直需要在工件兩端放置反光板，觀測(cè)內(nèi)孔明暗光差來進(jìn)行。如圖6所示，B點(diǎn)凸起阻擋會(huì)反射成亮點(diǎn)，A 點(diǎn)凹陷光源照射不到形成暗點(diǎn)，判斷彎曲部位施壓矯直。
 

      最終檢測(cè)

     （1）用劃針檢測(cè) 第一點(diǎn)選在距端部0.5m處，以后每隔1m檢一點(diǎn)，最大限度接近最大彎曲變形點(diǎn)，條件允許時(shí)盡可能將工件兩端置于翻轉(zhuǎn)輪上，否則可能造成不準(zhǔn)確。如圖7所示，當(dāng)A、B 兩點(diǎn)置于翻轉(zhuǎn)輪（即以AB 為軸線）檢測(cè)最大形變量為L 1（E點(diǎn)）；當(dāng)C 、D 兩點(diǎn)置于翻轉(zhuǎn)輪上（即以CD為軸線）檢測(cè)則E 點(diǎn)變形量為L 2，B 點(diǎn)變形量為L 3；顯然L 2、L 3均小于L 1、沒有反映工件真實(shí)變形量。

     當(dāng)工件變形不在一個(gè)方向形成波峰波谷（俗稱“S”彎）時(shí)，如圖8所示，當(dāng)翻轉(zhuǎn)輪置于A 、B 兩點(diǎn)（即以AB 為軸線）時(shí)，C 、D 兩點(diǎn)變形分別為L 1、L2，當(dāng)翻轉(zhuǎn)輪置于C、B兩點(diǎn)（即以CB為軸線）時(shí)在A 、D 兩點(diǎn)變形均大于L 1、L 2。深孔鉆床夾位不在工件兩端易出現(xiàn)類似現(xiàn)象。

      （2）拉線 圓鋼應(yīng)置于長度相當(dāng)平臺(tái)，線繩置于工件兩端垂直切線的切點(diǎn)盡可能拉直。對(duì)稱相隔90°拉四面，線繩與工件最大距離即為最大變形量；對(duì)模具扁鋼平面檢測(cè)可在兩端放等高磁鐵（或機(jī)加件）線繩與工件不接觸，線繩與工件距離與磁鐵（機(jī)加件）高度差即為變形量。對(duì)帶錐度或三角的工件拉其中線，中線到兩邊輪廓線距離差的一半即為變形量。