石墨電極是電爐煉鋼過程中的重要消耗品之一，在生產(chǎn)成本中占有較大的比例。在生產(chǎn)中，是幾根石墨電極用錐度螺紋聯(lián)接在一起，前一節(jié)消耗掉以后，在后端再聯(lián)接一節(jié)上去，如此連續(xù)使用。石墨電極又是一種易碎產(chǎn)品，在運(yùn)輸、吊裝、使用過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生損壞、脫扣、折斷現(xiàn)象，造成電極不能使用。而電極價(jià)格昂貴，對(duì)損壞的電極進(jìn)行加工再利用具有重要意義。電極加工中重要的是錐度內(nèi)螺紋的加工。
1 石墨電極加工的有關(guān)問題
石墨電極錐度螺紋
石墨電極錐度螺紋如圖1所示，301電爐使用的石墨電極直徑D有Ø450mm和Ø350m兩種，錐度K都是1:3兩種直徑的電極都有兩種螺距、錐孔直徑和深度有變化。 在普通車床上加工存在的問題，通車床沒有加工錐度螺紋的功能。
工件直徑偏大且長(zhǎng)度達(dá)1800mm，用常規(guī)方法裝夾不便；斷電極端面參差不齊，卡盤爪太短，無法夾持工件。中心架內(nèi)孔直徑大小及中心架支撐爪與工件外圓的摩擦方式和電極材料太軟等問題解決起來較麻煩。對(duì)車床回轉(zhuǎn)半徑及床身長(zhǎng)度有較高要求。螺孔底徑較大，無適用的麻花鉆頭。
解決措施
設(shè)計(jì)一套能夠單獨(dú)軸向移動(dòng)又能同時(shí)隨大拖板軸向移動(dòng)并產(chǎn)生徑向移動(dòng)的專用機(jī)構(gòu)，解決錐度的加工，利用車床原有的走刀和加工螺紋功能加工。
采用工件固定不動(dòng)(既不旋轉(zhuǎn)也不軸向移動(dòng))的辦法，解決工件裝夾和中心架孔太小及支撐爪摩擦的難點(diǎn);假如床身長(zhǎng)度不夠就在床尾方向增設(shè)一支架，用以裝夾固定工件。計(jì)專用刀具及鉆頭。
圖1 石墨電極錐度螺紋
2 專用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
在普通車床上加工石墨電極錐度內(nèi)螺紋的專用機(jī)構(gòu)如圖2所示，心軸3上有一條與工件斜度一致的斜槽和一條用來傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的滑動(dòng)鍵槽，心軸帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)并能在主軸孔內(nèi)滑動(dòng)。主軸7帶動(dòng)三塊拖板及加長(zhǎng)筒12、夾刀塊13一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)前鎖緊螺釘2鎖緊心軸3時(shí)，心軸3就只旋轉(zhuǎn)，不作軸向移動(dòng)，主軸7一面旋轉(zhuǎn)，一面隨車床大拖板向床尾方向走刀，此時(shí)心軸3在主軸孔內(nèi)產(chǎn)生滑動(dòng)，心軸3上的滑動(dòng)斜槽迫使雙向拖板9產(chǎn)生徑向移動(dòng)，雙向拖板9帶動(dòng)微調(diào)拖板11、加長(zhǎng)筒12、夾刀塊13及刀具作同步移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)錐度螺紋加工。當(dāng)前鎖緊螺釘2放松、后鎖緊螺釘4鎖緊時(shí)，心軸3傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力并隨主軸7作同步軸向移動(dòng)，就可以進(jìn)行端面和圓柱孔的加工。微調(diào)拖板11用來調(diào)整控制徑向進(jìn)給量。
1.床頭箱 2.前鎖緊螺釘 3.心軸 4后鎖緊螺釘 5.滑動(dòng)鍵 6主軸箱 7.主軸
8.固定拖板 9.雙向拖板 10.斜槽滑動(dòng)銷 11.微調(diào)拖板 12.加長(zhǎng)筒 13夾刀塊
14.電板 15.固定架 16.斜槽 17.車床拖板
圖2 專用機(jī)構(gòu)示意圖
3 機(jī)構(gòu)安裝及操作要領(lǐng)
拆下車床中拖塊絲杠及螺母、小拖板、刀架和尾座，將主軸箱安裝于中拖板上，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)主軸旋轉(zhuǎn)軸線與車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線重合，固定中拖扳位置，使中拖板不因切削力、振動(dòng)等原因而產(chǎn)生位置移動(dòng)，避免旋轉(zhuǎn)軸線不重合。 加工端面及圓柱孔一定要放松前鎖緊螺釘，鎖緊后鎖緊螺釘，加工錐孔及螺紋則相反—前緊后松。車床開順車，向床尾方向走刀，刀具反裝，先加工Ø450mm的端面，再鉆孔至需要深度后，用200mm長(zhǎng)的刀具加工孔內(nèi)端面，用普通反偏刀加工錐孔至要求尺寸，最后進(jìn)行螺紋加工。
4電極加工情況及存在的問題
電極加工情況：利用一臺(tái)精度比較低的舊C620×1000mm車床，將專用機(jī)構(gòu)安裝在車床的大拖板上，按照前面所述的方法進(jìn)行加工。在加工中，專用機(jī)構(gòu)各部分動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠，操作簡(jiǎn)單。自1998年11月以來，已批量加工出石墨電極。產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)，幾何尺寸符合圖紙要求。經(jīng)電爐冶煉試用，未發(fā)現(xiàn)脫扣現(xiàn)象，聯(lián)接牢固，完全可以滿足生產(chǎn)要求。專用機(jī)構(gòu)尚搖完善的地方雙向拖板與微調(diào)拖板增設(shè)尺寸刻度，這樣能比微調(diào)絲桿刻度更方便、更直觀地控制進(jìn)刀量。
雙向拖扳的燕尾面增加潤(rùn)滑油槽。微調(diào)絲桿及手輪進(jìn)一步改進(jìn)，現(xiàn)有的還不太靈活。
