1、深孔弧門面板整體銑削加工施工工裝霞（中國水利水電第七工程局水工機械廠 山）摘要 ：水工鋼閘門制作中深孔弧門通常需要將弧門面板進行整體銑削加工， 而這種超大型設備加 工在大型的制造廠通常采用數控鏜銑床進行銑削加工，一般水工產品制造單位不具備這種能力， 為此，我們針對弧門面板整體銑削加工要求自行研制一套弧門面板銑削專用工裝和加工工法，供r=i /一. G 步、 同行參考。關鍵詞： 深孔弧門面板銑削 工裝原理 劃規設計 工藝原理 質量控制 環保措施1. 前言深孔弧門面板銑削通常需采用數控鏜銑床進行銑削加工， 一般水工產品制造單位 沒有大型數控鏜銑床這種設備， 通常以高額的費用拿到具備這種加工能力的大

2、型制造 廠進行加工，加大了產品的制造成本，并影響產品生產工期。為此，我們針對深孔弧 面板整體銑削加工要求以及弧門相關幾何尺寸規格設計了一套專用弧門面板銑削的 工裝。通過這種工裝，我們成功完成了丹麥洛維電站 3 套深孔低位泄水弧門面板的銑 削加工，斜卡電站放空洞弧門面板的銑削加工。該工裝還將繼續為今后加工同類產品 其它規格的深孔弧門進行服務。2. 工裝設計原理經加工丹低位泄水弧門面板為例。丹麥洛維電站 4X 2.5-57m低位泄水弧門，門 葉結構尺寸：弧門半徑 R7500mm面板弧長6025mm面板寬5582mmmmS板材質為 2Cr13,加工粗糙度要求不低于12.5卩m根據該弧門的結構特點，設

3、計的工裝能將平 面移動銑床與該弧門一起通過弧門支鉸裝置同軸旋轉， 通過銑床旋轉或弧門旋轉來轉 換加工工位，從而實現面板銑削加工。工裝的設計原理如下：根據該弧門的旋轉半徑，設計一套工裝支臂和固定支鉸裝 置，使它與該弧門活動支鉸能夠進行同軸（工藝旋轉軸）旋轉，并將平面移動銑床固 定在工裝支臂上， 支臂的長度以伸出弧門面板外并能安裝平面移動銑床和施工平臺為基礎設計長度，如弧門半徑加長，則相應加長支臂長度；工藝旋轉軸采用分段制作， 軸段采用動配合聯接加長成長軸，以滿足不同跨距的弧門加工；先劃出弧門面板的銑 削素線（水平線）作為加工基準線，以此線為基準找正銑床將銑床加固，調正銑刀銑 削面板；通過龍門吊、

4、千斤頂等設備旋轉工裝支臂或旋轉弧門門葉轉換加工工位，從 而完成弧門面板的整體銑削加工。加工后的弧面實際上是由很多個沿圓弧的切線方向 的平面包絡組成，相鄰兩平面之間的峰值不超過0.1mm其工藝旋轉軸與活動支鉸的配合精度確定弧門半徑的加工精度。深孔弧門面板銑削工裝如圖示 2-1 :圖2-1深孔弧門面板銑削工裝1固定支鉸2工裝旋轉軸3工裝支臂4工位鎖定器5專用水平移動銑床6活動支鉸7閘門門體與支臂 8起吊設備 9工件加固支承 10工裝基礎3. 適用圍此工裝可以通過加長支臂和工藝回轉軸后適用于不同半徑和跨距的弧門面板整 體銑削加工4工藝原理4.1 先將成形后弧門門葉與支臂、活動支鉸、工裝支臂、工藝旋轉

5、軸、工藝旋轉軸支 承按附圖 2.1 方式組裝成整體。4.2 將自制的平面移動銑床與基礎架安裝固定，將組裝的銑床安裝在工裝支臂上。4.3 安裝好銑床的工裝支臂、弧門門體繞工藝旋轉軸同軸 （ 間隙配合方式聯接 ）旋轉， 工藝旋轉軸與門葉活動支鉸配合精度決定弧門的加工半徑的精度。4.4 通過自制劃規與工藝旋轉軸同軸旋轉，在面板厚度面上劃出銑削加工半徑弧線。4.5 通過工藝旋轉軸旋轉工裝支臂及平面移動銑床或旋轉弧門門體轉換銑削工位。4.6 通過龍門吊吊起弧門吊耳，使弧門門體繞工藝旋轉軸中心旋轉，控制面板銑削工 位的高程。4.7 由于加工后的弧面實際上是由很多個沿圓弧的切線方向的平面包絡組成的，通過計算

6、得出銑削加工的最大弦平面寬度，使相鄰兩弦平面之間的峰值不超過0.1mm并用直尺和劃針劃出刀盤找正基準弦線，并標識，以保證面板的弧面加工精度。4.8 ，分兩次進刀量進行銑削，第一次加工為粗加工銑，第二次為精加工銑。通過第 一次的銑削可以驗證加工工藝的準確性，并通過及時調整確保二次加工時的精確性。5施工工藝流程及工藝要點5.1 工藝流程詳見工藝流程圖，附圖 5-1圖5-1施工工藝流程圖5.2工藝要點加工工位定位后應將工裝與基礎支撐牢固，以防震動造成銑削串位。銑刀與加工線應整體找平找正后，調整加固銑床與門葉，檢查無誤后，再銑削 加工，以控制銑削精度和面板成形質量。銑削加工過程控制523.1面板銑削劃

7、線將門葉側水封面板邊厚度面上涂上色（主要保證劃線的清晰度），門葉與工裝組裝驗收合格后用劃線工裝（自制劃規，如圖示 5.1 ）繞支鉸中心旋轉，劃出銑削弧線， 再用專用檢測量具（標準盤尺及彈簧秤）進行復檢，準確后，并劃出銑削弦平面弦線， 做出標識，再進入面板銑削工序。劃線方式如圖示 5-2弧門面板銑削線劃線示意圖。劃線時要求在面板厚度面上每間隔 80mn弧長打一標識。劃線工裝要求配合緊密, 劃規裝配時應保證轉動靈活，劃針定位應準確和牢固。工裝劃線后應用標準 盤尺進行復檢。劃線和檢測時間應控制在一定的溫差圍。4圖5-1自制劃規1工藝旋轉軸軸套 2劃規臂3劃針4劃針鎖定螺釘523.2銑床銑刀找正(1)

8、 用水準儀找正加工銑削線，調正后將門體與基礎支撐加固。(2) 旋轉工裝支臂調整銑床，用直尺檢測銑刀頭與門葉的間距，來回移動銑刀頭，控制好與兩側面板銑削線間距后加固銑床與工裝支臂。(3) 用直尺找正銑刀盤，確定銑刀盤面兩側面與面板兩側面銑削線等間距后擰緊鎖定 螺釘，固定銑刀盤。具體的銑削工位與銑削量確定：分兩次加工量進行銑削加工，粗加工工位銑削量 3mm銑削弦寬80mm精加銑削 工位銑削量1mm銑削弦寬35mm理論計算得出，用該工裝加工的回轉半徑為 10m的 弧門面板，其弦高為0.100mm實測銑削后的弧門面板半徑為 R10000_Z，完全達到 了設計技術要求。為進一步提高銑削面的外觀，可用手持

9、軟帶磨光機對面板銑削面進 行拋光。圖5-1弧門面板銑削線劃線示意圖6.質量控制施工前，根據施工實際條件，組織技術人員反復認真研究和論證，進行周密的施工組織策化，確立一套適合的技術措施和工藝流程，細化每一個環節，制定相應 的技術質量控制和檢查驗收方案，制定弧門銑削測量方案（見圖6-1）；制定劃線加工 檢測表詳見附表6-1弧門劃線加工基準數據表（因表幅太大，附部分示意），以精 確計算和檢測每一次加工進刀量和加工后所剩余量，采用“三檢制”的控制措施，加 強過程控制，從技術上對加工質量作出保證。加強過程控制，施工前組織施工人員進行技術交底，對于重點控制部位還要重 點技術交底。施工過程進行質量監控，主要

10、通過采用巡視、平行檢驗和盯點等方式對 施工質量各重點工序進行監控。巡視檢查重在及時發現問題并進行處理，堅決不把質 量隱患帶入下一道加工工序。對于重點部位加工時段，對關鍵工序，均采用現場盯點 的監控方式，以確保加工質量。隨時對施工工藝、施工方法以及施工過程中存在問題 的檢查和總結，及時改進施工方法以利后續加工。“三檢制”控制是完善自身的質量檢驗制度，實行“三檢制”即施工人員初檢、 技術人員復檢、質量安全部終檢。檢查合格后，由質量安全部門組織監理單位驗收。621加工后面板厚度附合設計要求222018161412上節門葉2410表6-1丹麥洛維水電站低位泄水弧門劃線基準檢測表檢查線曲率半徑mm750

11、0.07500.07500.07500.07500.07500.07500.07500.07500.07499.57499.57499.57500.07499.57499.57499.57500.07499.57499.57499.57499.57499.57499.57499.5mm5.55.55.04.04.03.52.52.52.01.52.03.03.5銑刀進刀mm5.04.53.52.53.02.52.02.52.01.52.02.02.5銑削后曲率半徑mm7500.57501.07501.57501.57501.07500.57500.07499.57499.57499.57499

12、.57500.57500.5銑削后檢查線至面板距離mm0.5銃削后面板厚度1.0銃削后面板厚度1.5銃削后面板厚度1.5銃削后面板厚度1.0銃削后面板厚度1.0銃削后面板厚度0.5銃削后面板厚度0.0銃削后面板厚度0.0銃削后面板厚度0.0銃削后面板厚度0.0銃削后面板厚度1.0銃削后面板厚度1.0銑削后面板厚度測量點數值（單位：mm0點23點銑削后檢查線至面板距離mm銑削后曲率半徑mm銑刀檢查進刀mm線至面板距離mm檢查線曲率半徑mm14.013.014.02.07500.52.54.57498.5#18.019.0銃削后面板厚度7499.014.011.514.02.07501.03.55

13、.57499.0#17.019.5銃削后面板厚度7499.014.012.014.02.57501.53.56.07499.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#14.0#18.520.5銃削后面板厚度7499.011.014.02.57501.52.04.57499.018.511.018.08.521.514.021.014.0銃削后面板厚度7499.02.07501.01.03.07499.0銃削后面板厚度7499.01.57500.50.52.07499.021.521.5銃削后面板厚度7499.09.014.01.07500.0

14、0.51.57499.022.022.0銃削后面板厚度7499.010.514.00.57499.51.01.57499.021.521.5銃削后面板厚度7499.011.014.00.57499.51.52.07499.022.022.0銃削后面板厚度7499.010.514.00.57499.51.52.07499.019.011.519.512.022.514.022.014.0銃削后面板厚度7499.00.57499.52.02.57499.0銃削后面板厚度7499.01.57500.51.53.07499.022.022.0銃削后面板厚度7499.014.014.01.57500.5

15、1.53.07499.021.521.5銃削后面板厚度/7安全措施7.1 編制詳細的施工安全措施 弧形閘門預組裝及面板銑削施工安全措施 ，并在 施工前對施工人員進行安全施工技術交底，設置專職安全員全程跟蹤，從安全體系、 安全措施、安全管理制度上實現安全生產管理，制定安全工作目標。7.2 嚴格執行國家有關安全文明生產的法律法規和水電七局施工現場一般安全 規章、水電七局機電安裝分局質量安全管理實施細則的規定。結合工程施工的特 點制定安全手冊、安全防護措施用于指導安全及防護。7.3 通過制定安全考核和獎懲辦法，與主要施工負責人員簽訂安全考核指標；從 安全技術上、措施上、制度上、人員上嚴把安全關，牢牢

16、把握住重點、高危作業部位 的安全防護；每天進行一次安全檢查，對施工機械、起吊作業、電氣安全等各施工環 節存在的安全問題，提出整改意見并要求限期落實；提高了施工操作人員安全意識， 增強安全責任，確保施工安全。7.4 照明安全7.4.1 在施工作業區施工道路、臨時設施等地設置足夠的照明，其照明度應不低于 200 勒克司7.4.2 在不便使用電器照明的工作面應采用特殊照明設施。在潮濕和易觸電及帶 電體場所的照明供電電壓不應大于 36V。7.4.3 露天施工安全 根據施工要求和設備的防護要求，自行設計可移動式防雨棚，可保證施工期設備 和施工人員防雨和防曬。7.4.5 接地避雷裝置 由于加工期較長，又在

17、夏季，凡可能漏電傷人或易受雷擊的電器及建筑物均設置 合格的接地或避雷裝置，并設置漏電保護器，并定期檢查、維護。8環保措施在施工過程中， 嚴格遵守國家和地方的有關環境保護的法規和規章以及合同的有 關規定， 并對違反環境保護的法規和規章以及合同的有關規定所造成的環境及人員和 財產損失負全部責任。在施工前，對施工人員進行保護環境的教育， 保證施工中施工環境和施工域整潔、 衛生。在施工過程中采取有效措施，注意加工場地不因施工活動造成污染。為了保持施 工區的環境衛生，在工地現場設置足夠的臨時衛生設備，及時清理垃圾進行處理。9結語該弧門面板銑削加工施工工法， 充分利用現有設備進行改制后來解決超大型產品 的加工難題，一省去了大型銑削機床設備購置，二省去了外協加工及運輸等產生的高 額費用 。在經濟效益上，通過對加工丹麥洛維電站低位泄水弧門成本計算，節約成 本約 10%左右。此外，我廠掌握弧門面板銑削加工技術，在施工中不用受制于人，增 強了投標能力，具有較強的經濟效益和社會效益。在市場開發方面也能夠獲得更大的 優勢。丹麥洛維電站低位泄水弧門共計 3 孔，不銹鋼面板，門葉由上下兩節組成，面板 整體銑削加工前板