恒天重工股份有限公司 栗磊 /文

1 前言

W系列新型圓網(wǎng)烘燥機是恒天重工無紡布生產(chǎn)線中重要設(shè)備之一，其運行效果決定了用戶的產(chǎn)品品質(zhì)。該新型圓網(wǎng)烘燥機轉(zhuǎn)速高，烘干效果好，在節(jié)能環(huán)保、高效性能方面比以往圓網(wǎng)烘燥機有很大提高，市場競爭力強,是恒天重工目前主推機型。其中，不銹鋼板圓網(wǎng)是烘燥機的核心零部件，其制造精度直接影響著整機的烘干效果和設(shè)備運行效率，所以不銹鋼圓網(wǎng)的零件制造質(zhì)量是決定烘燥機品質(zhì)的重中之重。

不銹鋼圓網(wǎng)零件結(jié)構(gòu)及安裝位置結(jié)構(gòu)（如圖1），材料為06Cr19Ni10鋼板，厚3mm,沖Φ3.7孔，網(wǎng)板透氣率44%。圓網(wǎng)直徑Φ1500mm，長度3800mm，設(shè)計要求圓網(wǎng)跳動≤3mm（兩端面跳動≤2mm），直線度≤2mm。

圖1 圓網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

2 加工技術(shù)難點分析

圓網(wǎng)按板材展開凈尺寸為3＊3800＊4700mm，按常規(guī)不銹鋼板材標準寬度1219mm計算，需要四塊鋼板拼接。根據(jù)圓網(wǎng)類零件的加工經(jīng)驗及常規(guī)冷作加工設(shè)備資源，本不銹鋼圓網(wǎng)有如下加工難點：

2.1 網(wǎng)板的平整問題

網(wǎng)板沖孔后會產(chǎn)生應(yīng)力分布不均，引起網(wǎng)板變形，如果不消除網(wǎng)板應(yīng)力，板材沖過的孔會影響網(wǎng)板的平面度及后續(xù)卷圓加工成形的難度。

2.2 網(wǎng)板孔去毛刺問題

網(wǎng)板沖孔成形后，網(wǎng)板表面和網(wǎng)板孔內(nèi)會產(chǎn)生大量毛刺，如果采用傳統(tǒng)機械拋光工藝方案，雖能去除網(wǎng)板表面毛刺，但不能清除沖孔孔內(nèi)毛刺，影響零件質(zhì)量及圓網(wǎng)烘干效果。

2.3 網(wǎng)板的圓弧成形問題

大直徑網(wǎng)板面積大，厚度薄，剛性差，難以控制成形精度。

2.4 網(wǎng)板的焊接問題

圓網(wǎng)板拼接焊縫長，焊接工作量大，拼接時的焊接變形大。

2.5 圓網(wǎng)成形后的圓跳動和直線度修正

圓網(wǎng)壁薄，成形剛度差，圓網(wǎng)的圓度修正及定型保持困難，圓網(wǎng)的直線度修正困難。

2.6 圓網(wǎng)的動平衡

圓網(wǎng)為薄壁圓筒，不利于高速旋轉(zhuǎn)，且圓網(wǎng)直徑較大，吊裝及安裝困難，不利于做動平衡。

3 采取的工藝措施

對上述問題逐條分析后，制定工藝措施如下：

3.1 網(wǎng)板平整

網(wǎng)板沖孔后，由于孔多、密度大，網(wǎng)孔區(qū)受沖孔應(yīng)力的作用，變形伸長，整個網(wǎng)板形成中間松周邊緊的狀態(tài)，凸凹不平，波浪紋多，且板材表面加工硬化嚴重。采用十三輥平整機（中厚板用）效果不好，平整困難，經(jīng)充分論證，采取了多種工藝試驗如下：

3.1.1 利用三輥卷圓機進行輾平試驗（如圖2）。在上下輥之間放一塊70mm厚的鋼板，然后在鋼板上放上網(wǎng)板進行反復碾平。由于設(shè)備本身是均勻加壓，不能針對無孔區(qū)單獨進行加壓，達不到無孔區(qū)延伸的目的，該區(qū)域平面度5～6mm，效果不理想。

圖2 卷圓試驗工裝

3.1.2 制作簡易工裝和試驗件（如圖3），根據(jù)工藝方案需要設(shè)計制作一套簡易壓模和400mm寬網(wǎng)板試驗件一件，利用壓模將網(wǎng)板拉伸，以達到無孔區(qū)延伸的目的，效果稍有改善，平面度4～6mm，但由于試驗件本身寬度窄，且工裝兩端和網(wǎng)板聯(lián)接用螺栓固定，網(wǎng)板長度長，工作量大，效率低，不易批量生產(chǎn)。

圖3 拉伸模工裝

3.1.3 為更好解決網(wǎng)板平整問題，尋求外協(xié)資源，利用瑞士平整機碾平多次，鋼板效果較好，網(wǎng)板效果不理想，網(wǎng)板平面度3～4mm。

3.1.4 最后使用自行研制的松邊機反復多次松邊，使網(wǎng)板兩邊的無孔區(qū)伸長，先解決網(wǎng)板中間松周邊緊的問題，再配合十三輥平整機多角度反復碾平，網(wǎng)板平面度1～2mm，達到了預期效果。

3.2 網(wǎng)板去毛刺

目前常規(guī)的不銹鋼網(wǎng)板去毛刺方法一直采用機械拋光和電化學拋光相結(jié)合，由于受環(huán)保因素影響，傳統(tǒng)電化學拋光去毛刺工藝取消，只能采用機械拋光去毛刺。機械拋光輪多采用尼龍輪、毛氈輪、砂輪、砂皮輪等，表面較硬，網(wǎng)板表面的大毛刺去除較好，由于不銹鋼粘性大，孔邊緣的小毛刺拋光后，倒向孔里面，仍然勾掛纖維，影響零件質(zhì)量。又相繼采取了噴砂、噴丸，鋼絲刷去除等，效果均不理想。最后經(jīng)過充分論證，對一臺舊龍門銑機床進行改造，以期具備拋光功能。通過設(shè)計自制工裝，加裝滑動導軌，利用龍門銑床運動機構(gòu)，實現(xiàn)拋光輪平面位移和上下浮動。拋光輪采用上海3M中國有限公司兩種不同材質(zhì)的拋光輪：CP 7A CRS和EXL 9S FI N，拋光后經(jīng)掛絲試驗和網(wǎng)板顯微鏡放大檢測，去毛刺效果理想，不再勾掛纖維，圓網(wǎng)表面質(zhì)量提高。

3.3 網(wǎng)板圓弧成形

根據(jù)公司設(shè)備情況，采用兩種工藝方案進行網(wǎng)板的圓網(wǎng)成形。

3.3.1 三輥卷圓機卷圓。采用4000mm薄板卷圓機成形，將網(wǎng)板放入卷圓機，目測調(diào)整網(wǎng)板一頭與卷圓機輥子在一條直線上。然后調(diào)整卷圓機前后輥的間隙，進行卷圓試驗，在卷圓過程中，我們采用調(diào)整前后輥的間隙由大到小，使卷圓半徑由大到小，對樣板合適后整體卷圓成形。卷圓成形后航車配合將圓網(wǎng)吊起，互轉(zhuǎn)至平臺上用手工氬弧焊焊接成形。

3.3.2 折彎機槽壓圓弧。利用500T扳邊機劃線槽壓圓弧成形。由于設(shè)備和壓模老化，受力點不均，網(wǎng)板過長，加上孔區(qū)和無孔區(qū)回彈不同，尤其是不銹鋼網(wǎng)板類零件，回彈更不易掌握，結(jié)果出現(xiàn)兩頭圓弧半徑小，中間圓弧半徑大的情況。經(jīng)過多次試驗及分析，采用中間分段墊高下模的方法彌補圓網(wǎng)長度方向受力不均問題，選用R100圓弧模，槽壓效果較好，但圓網(wǎng)為分次槽壓成形，圓網(wǎng)成形尺寸需要靠后期修正才能達到要求。

通過在4m卷圓機上卷圓加工成形，與網(wǎng)板分次槽壓成形相比，每件圓網(wǎng)節(jié)省槽壓工時大約30小時，提高工作效率，并且減輕了工人的勞動強度。但由于網(wǎng)板面積大、剛性差，卷圓成形精度不容易控制，且采取多件疊加卷圓，仍然成形困難。最終采用折彎機槽壓圓弧，通過后期修正，來滿足圓弧精度要求。

3.4 網(wǎng)板拼接成形和修正

圓網(wǎng)網(wǎng)板的拼接分別采用氬弧淌焊機進行焊接和手工氬弧焊進行焊接兩種拼接方式進行試驗。

3.4.1 氬弧淌焊機拼接。圓網(wǎng)網(wǎng)板材料06Cr19Ni10鋼板，厚3mm，長3800mm，適合用氬弧淌焊機焊接，但公司氬弧淌焊機的有效焊接長度3200mm，焊接工作臺距離地面高度1000mm,加上槽壓圓弧后，網(wǎng)板呈圓弧狀態(tài)，不能水平置放到淌焊機壓板和焊接工作臺中間，只能利用航車配合用卡蘭吊起在平臺上手工氬弧焊進行拼料，然后利用圓弧模胎修正（如圖4、圖5）。

圖4 拼接擺焊

圖5 圓網(wǎng)修正模胎

3.4.2 手工氬弧焊拼接。清理好焊接平臺，利用卡蘭吊裝網(wǎng)板放平在焊接平臺，對齊拼接焊縫，拋磨焊縫及兩側(cè)干凈，氬弧焊機點焊牢固，焊點均勻，檢查網(wǎng)板對接焊縫，氬弧焊接一面焊縫，焊接一面后利用卡蘭吊裝網(wǎng)板翻身，拋磨反面焊縫及兩側(cè)，清理干凈，焊接反面焊道。焊接完畢后，對焊道進行拋磨處理，拋磨要平直，不能有凸起。最后利用模胎對接網(wǎng)板成整圓，并進行焊接。

為了保證圓網(wǎng)最終的公差要求，在圓網(wǎng)成形后，用圍尺對圓網(wǎng)兩端直徑尺寸進行了測量，根據(jù)測量結(jié)果選擇合適的配合間隙，確定兩端合配悶頭的加工尺寸。安裝悶頭和工藝芯軸后，圓網(wǎng)的剛性加強，在轉(zhuǎn)輪架上對圓網(wǎng)的直線度和跳動進行了測量，標出高點和低點，再次利用模胎，并通過創(chuàng)新設(shè)計結(jié)構(gòu)的工裝，加工人員進入圓網(wǎng)內(nèi)部對圓網(wǎng)進行最后的修正，反復多次直至達到圖紙要求。

3.5 圓網(wǎng)平衡

一般圓網(wǎng)部件轉(zhuǎn)速不高，不需要做動平衡，新型圓網(wǎng)轉(zhuǎn)速提高，為滿足客戶要求，在完成靜平衡以后，按圓網(wǎng)部件圖將全部零件安裝到位，增加做動平衡工藝。新型圓網(wǎng)烘燥機轉(zhuǎn)速高，圓網(wǎng)部件中只有外部圓網(wǎng)與兩端悶頭轉(zhuǎn)動，主要通過圓網(wǎng)筒體來傳遞扭矩，為保證圓網(wǎng)安全使用，我們通過增加啟動時間，緩慢提高轉(zhuǎn)速來減少瞬時扭矩過大對圓網(wǎng)筒體的變形影響。圓網(wǎng)部件為空心薄壁結(jié)構(gòu)，主要為冷作加工而成，且圓網(wǎng)半徑大，因此動平衡比一般輥體做起來困難。為完成圓網(wǎng)部件動平衡，從圓網(wǎng)的吊裝，到與平衡機的連接，經(jīng)過多次試驗，增加筒體部件中軸盤精度，保證工裝與圓網(wǎng)部件連接同軸度。調(diào)整兩端在動平衡機HM5U的范圍之內(nèi)，做好吊裝保護，避免磕碰圓網(wǎng)表面，完成動平衡校驗和配重，完全達到設(shè)計平衡等級要求。

4 結(jié)束語

通過對烘燥機圓網(wǎng)采用不同工藝方案的網(wǎng)板平整、去毛刺、槽圓、焊接、做動平衡等工藝試驗，我們總結(jié)了大量的加工經(jīng)驗，在這個過程中不斷優(yōu)化和改進加工工藝，最終保證圓網(wǎng)的直線度達到2mm，兩端跳動1.5mm，中間跳動3mm，達到預期目標，滿足了設(shè)計要求，達到產(chǎn)品需求，使用效果良好。同時優(yōu)化后的工藝方案，能小批量生產(chǎn)，提高加工效率，降低勞動強度。