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      摘要：闡述了在實踐中對矯直設備及直線度檢測過程中可能出現的缺陷及盲區，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，以滿足工件熱處理調質前后兩次機械加工的要求，最大限度降低材料切削量，提高材料利用率。我公司是國內最早擁有SXP-65型1400t臥式旋轉精鍛機和20m鐘罩式熱處理爐的公司，長期生產鉆鋌、方鉆桿、限動芯棒等超長工件，矯直工作是生產中的重要環節。投產初期擁有一臺由第二重型機器廠仿前蘇聯生產15MN立式油壓矯直機（同期生產兩臺，第二重型機器自用一臺）。多年來隨著公司快速發展，先后與德國MAE公司、天津鍛壓機床廠、燕山大學、洛陽弘洋公司等單位合作生產引進多臺設備，作為這項工作的參與者，現將工作中的心得體會與大家分享（見圖1~圖3）。

       圖1 天津鍛壓機床廠10MN油壓矯直機（矯直四方鉆桿）

       圖2 洛陽弘洋公司參與制造16MN油壓矯直機（矯直限動芯棒）

       圖3 第二重型機器廠15MN矯直機（矯直鉆鋌）

     矯直相關設備

     壓力機與額定壓力的選擇由產品規格、性能范圍決定無異議。在理想的矯直設備中兩錘砧墊鐵間距應可以自由調整，以適應不同規格、強度的變形工件。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，因此施壓矯直時兩錘砧墊鐵受向外張力，產生位移。當墊鐵用絲杠傳遞時絲杠會彎曲損壞，設計時應考慮。長工件在臥式爐加熱調質，由于熱應力和組織應力雙重作用變形嚴重，矯直翻轉時只能同時使用兩個翻轉輪，超過兩個必定有一個起阻擋作用。對于翻轉輪和傳動輥，可設計多個但翻轉輪不可同步控，必須分別控制，工作時根據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輥間距，最小長度大于輥距兩倍，小于兩倍工件會失控落地，最大長度取決于壓力機一側輥子總長。從理論上來講，工件總長51%小于一側輥子總長即可，但考慮到安全性建議工件懸空量不大于總長1/3。設計時考慮產品長度，合理設計輥數量、間距，合理使用場地。
 

      矯直與檢測
 

     實際工作中矯直與檢測是相輔相成、密不可分，檢測發現問題，矯直解決問題，再檢測驗證結果滿足要求。

     傳統矯直工作是依靠裸眼觀測來進行，最后用劃針（百分表）來驗證。隨著公司快速發展與材料對矯直溫度要求，實現矯、檢同步和自動化控制一直是公司努力方向，直到引進德國MAE公司生產15MN自動矯直機（見圖4）才得以實現。該設備雖然采用了電子測距、伺服電動機、傳感器實現計算機全程控制，最大工件達28m，但對工件變形量要求在40mm以下，其傳感器所測量采集的依然是變形工件在旋轉過程中偏離軸線部分的起伏和跳動，相當于劃針（百分表），矯直原理是樸素原始的。用劃針檢測是點檢測，在長工件上任選幾點正好檢測到最大彎曲點是小概率，需要多點交叉檢測。

     德國MAE公司全自動矯直機用工件的快速連續翻轉和縱向高速往返運動來彌補。同時點檢測也會對矯直產生誤導的趨勢，稍加彎曲整體就偏離軸線都需矯直，實際只需矯直兩關節處。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。如圖5所示，當工件以A、B 兩點為軸線（置于翻料機上）時，工件整體都偏離軸線都需施壓矯直，實際上只需矯C、D兩點即可。這也是德國MAE公司對工件原始變形量有要求的原因，工件變形越大，不良效果的趨勢越大。加壓矯直時若壓力過大造成工件反向變形彎曲，要隨即將工件翻轉180°加壓矯直確保各受力點和最大變形點重合，避免出現小公差內的波峰波谷現象。實際生產中更多采用裸眼觀測達到一定范圍后，再使用劃針檢測矯直，第一點選在距工件端部0.5m處，以后每隔1m檢測一點進行矯直，合格后再返回前一點復檢復矯，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象。

      圖4 德國MAE公司15MN精校機C型結構壓機與傳統三梁四柱式

     長期實踐認為可壓矯的條件為工件壁厚和內孔直徑比大于1:10時可進行，但兩支點（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。臺階軸矯直主要是指汽輪機主軸之類的多臺階長軸，采用“先兩端后中間”的對稱式矯直，克服檢測的不足，提高效率。厚壁管內孔定位的矯直需要在工件兩端放置反光板，觀測內孔明暗光差來進行。如圖6所示，B點凸起阻擋會反射成亮點，A 點凹陷光源照射不到形成暗點，判斷彎曲部位施壓矯直。
 

      最終檢測

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

     當工件變形不在一個方向形成波峰波谷（俗稱“S”彎）時，如圖8所示，當翻轉輪置于A 、B 兩點（即以AB 為軸線）時，C 、D 兩點變形分別為L 1、L2，當翻轉輪置于C、B兩點（即以CB為軸線）時在A 、D 兩點變形均大于L 1、L 2。深孔鉆床夾位不在工件兩端易出現類似現象。

      （2）拉線 圓鋼應置于長度相當平臺，線繩置于工件兩端垂直切線的切點盡可能拉直。對稱相隔90°拉四面，線繩與工件最大距離即為最大變形量；對模具扁鋼平面檢測可在兩端放等高磁鐵（或機加件）線繩與工件不接觸，線繩與工件距離與磁鐵（機加件）高度差即為變形量。對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。