冲天炉是钢铁冶炼厂机修分厂的一座重要设备。它担负着机修生产重担，而前炉炉壳又是其关键部件，如果长期使用，多次修补，壳体已没有修补价值，需要重新制造新的炉壳（如图1所示）。在制作过程中，倘若采取先钻法兰孔后组焊，热变形将会导致法兰孔超出图纸规定公差。因此，可以采用先组焊后钻孔，在无大钻床的情况下，利用小钻床钻削大型工件的工艺方法，顺利完成本炉壳的制作任务，能够完全达到图纸的设计要求。现将此钻削工艺做如下分析。
　　一、现有设备能力分析
　　机修分厂金工车间拥有的最大钻床是Z3080x25钻床。它的最大切削直径为80mm，主轴端面至底座工作面最大距离为2000mm，考虑钻夹套和钻头工作长度及退刀距离，实际加工工件高度不得大于1800mm，现设备配套地坑直径为1250x1250x1000，如若工件直径超过直径1250mm，则地坑不能容纳。
　　根据设备现状分析得出，该设备加工大型工件最大尺寸列于表1。如超出最大尺寸界限，便超过了设备加工能力。
　　二、解决问题的方法
　　为解决上述问题，在工作实践中，笔者提出了这样的方法，利用小钻床钻削大型工件前炉壳体的工艺方案。
　　（一）Z32K小摇臂钻床加工能力分析
　　机修分厂金工车间维修工使用的Z32K钻床，最大钻孔直径25mm，最大跨距815mm，主轴端面至底座工作面距离870mm，工作台面至钻床底面最大尺寸500mm，主轴孔莫圆锥3号，最大夹持钻头直径31.5mm。
　　（二）前炉炉壳形体尺寸分析
　　炉体材料为碳素结构钢Q235，易切削。高度2020mm，最大直径1793mm，两端面法兰要求钻出两种不同的孔，即?27mm，?20mm，净重791.3Kg。
　　根据前炉炉壳形体分析可知，在Z3080摇臂钻床上无法加工。因为Z3080钻床，装夹?27mm，?20mm钻头后，钻头切削端部至工作台面实际尺寸仅有1770mm，而炉壳高达2020mm，相差250mm，地坑直径1250mm壳体直径1793mm，在地壳也不能加力。
　　（三）安装加工方法
　　将Z32K钻床固定安装于B1016A六米刨床工作台长6米，宽1.4米，完全可固定小钻床Z32K。由于钻床高度不够，加垫增加高度，垫铁高度用X表示。加工件——外壳高度用Y表示，钻头刀部顶端至地面最大距离用Z表示。在加工时，必须满足Z>A+B+X，其中：a=835（6m刨工作台高度）b=1000（Z32K钻床当摇臂上升到最高极限时钻尖地面的距离），Y=2020mm，所以：a+b+X>Y，X>Y-a-b，X>185，从垫铁系列中找出了四个高度为200mm的垫铁，这样一来便达到了工艺要求（钻床用T形螺栓紧固），如图2所示。
　　（四）炉壳、钻床的找正
　　炉壳置于地面，用框式水平仪找正，加斜垫铁调整。钻床调整底部四个调整丝杠，摇臂上置水平仪找正水平，以确保钻头中心与水平面垂直度。
　　（五）炉壳的受力分析
　　切削过程中，炉壳受轴向力P，扭矩M0，手动进给钻孔进给量≤0.15毫米/转，此轴向力P=4540N，扭矩M0=53300N·mm。
　　取钢与水泥面摩擦系数F=0.35，摩擦力矩=0.357913mm/2=23
　　43166.9N·mm摩擦力矩远大于切削扭矩，炉壳不会产生移动。
　　根据以上分析，依照划线，旋转移动工件可依次加工各孔。
　　三、结语
　　从加工结果来看，完全满足了图纸加尺寸精度的要求，说明此种加工方法的可行、合理。根据笔者的计算，利用此台小钻床最大可以加工40mm的孔径，大型工件甚至可将小钻床置于其上进行加工。
　　在冶金企业中，经常会遇到超大超重工件的加工，而加工设备能力有限，超出设备具有的加工尺寸，充分开发现有设备的潜力，应作为一种好的途径与方法。
　　【参考文献】
　　[1]冲天炉技术手册编委会.冲天炉技术手册[M].北京：机械工业出版社，2010
　　【作者单位：河南省工业学校机电系】