光線交叉對準式聯板制孔定位裝置

摘 要:本文結合我廠加工鋼結構聯板量多、工人勞動 強度大、制孔精度不夠高以及現有制孔能力不能完全滿足進一步生產組合需要的實際，利用現有閑置設備，主要論述了設計制作出一套通過兩交叉光線面在待加工聯板面上的交點來對準聯板孔樣沖的輔助定位裝置。通過該定位裝置的應用，不但降低了工人操作強度，而且提高了制孔效率和加工精度。

關鍵詞:光線交叉 制孔 定位 裝置

中圖分類號:TS19513文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)02(c)-0080-02

隨著我廠近年來變電站鋼構件加工任務的擴大，其中500KV變工程中鋼管梁的大量應用，梁上聯板的加工量相應增加，聯板約占總量的20％，加工工序較多，制孔就約占65％的工作量。輸電線路鐵塔上聯板加工量也非常大，構件數量接進一半為板件，重量在30%左右。就加工質量而言，聯板加工質量要求最高的是制孔，為提高聯板制孔的效率和降低工人的勞動強度，結合我廠現有制板機械的實際，根據現車間閑置一臺80T可傾壓力機，我們設想給其裝上沖模，調節好行程，僅需要在此基礎上設計一種能快速對準聯板的孔樣沖以及有效脫模即可。這樣既能滿足生產需要，又能提高生產效率。

1 對準樣沖

1.1 選擇方式

車間現僅有一臺老式點頭沖床和一臺經改裝后通過機械指針定位制孔沖床，老式沖床制孔對樣沖需多次才能對準，生產效率低，而僅靠機械指針定位制孔裝置已不能滿足生產進度所需。結合實際，我們考慮到能快速對準樣沖有兩種方式:(1)通過機械指針對準;(2)通過交叉光線對準。

現有的機械指針定位裝置因需加工不同板厚，特別是加工δ5聯板時，指針需離聯板表面一定距離，對準樣沖涉及到操作工人的視覺誤差，制孔位置精度不高。

交叉光線，只須兩光線面的交點保證與沖模的上下中軸線重合，加工不同板厚聯板時僅僅需讓交叉光線在聯板上的投影交點對正樣沖，此交點在聯板表面，不會存在視覺誤差，加工孔位置精度較高。而此種定位裝置還未在機械加工同行業中應用，具有一定的研討和開發價值。故我們選擇通過光線交叉對準定位裝置。

1.2 光源設置

在選擇光源位置上，我們首選在壓力機正后方設置光源①，另在壓力機機身左上方處設置光源②，如圖1。

1.3 光源處理

為滿足兩光源處理后的光線面僅有一條交線(交線的粗細應控制得比較細，不超過1mm為宜，最好能控制在0.5mm左右，太細會影響可視效果，太粗影響對位精度)，故兩處光源需用管筒套住(光源并非理想狀態的點光源，管筒內壁為黑色，可盡量減少光線的反射);首先在光源前方的L1(L1約等于f，因為光源非理想點光源，需要在f附近進行調整)處設置一凸透鏡聚焦，使通過凸透鏡的光線均是平行光線(理想狀態，實際調整結果只能接近于平行光);然后再通過適當寬度為b的縫隙透射至工作面。如圖2，3

我們先在市場上購置兩具50W彩色聚光燈和兩個焦距f=50mm的凸透鏡;然后自己利用庫存余料加工兩段長度L=110mm的Φ89×5無縫鋼管(內壁刷黑);再用δ4鋼板加工4塊直徑Φ＝120mm的半圓，經過打磨后兩半圓合拼為圓，中間有一縫隙寬度b＝0.5mm。

1.4 光源安裝

光源的安裝條件:(1)穩定、牢固，不受設備振動影響或影響較小，在沖孔定位時能回復到設計位置;(2)便于調整，安裝方便。光源①位于床身背面的光源采用固定式位置，即在床身背面中軸線距離沖模中軸線HL＝600mm處，利用角鋼余料焊接一支架座，通過底座板與水泥地面螺栓連接固定。支架座中軸線上豎直焊接一具有兩螺栓孔鋼板，在光源①鋼管筒壁也焊接一有兩螺栓長條型孔鋼板，調節光源，使之光線面能通過沖模的中軸線后再用螺栓固定。

為節約場地及聯板制孔方便，光源②位于床身正面左上角，利用床身上安裝脫模牛角孔，加工一根角鋼，采用螺栓連接固定。在角鋼的另一面水平焊接一塊鋼板，調節光源②，使之光線面也通過沖模的中軸線后仍然用螺栓固定。

此時，兩光線面的交線正好位于沖模的中軸線上。交線在聯板上投影交點大小約為0.6mm，滿足制孔精度要求。

2 脫模設計

脫模關系到制孔后的精度和制孔效率，故其為制孔的另一重要環節，結合本文研討實際，僅在此作簡要論述。

脫模一般采用兩種方式:一是在床身兩側安裝固定式牛角;二是采用在沖頭上加工裝彈簧墊圈脫模。固定式牛角脫模是以前一直使用的老式方法，結構太笨重，而且需另外加工，經濟性差。

彈簧墊圈脫模，顧名思義:利用彈簧的伸展性來達到脫模的目的。我們參考角鋼生產自動線上的一組彈簧墊圈脫模方式，在該脫模基礎上結合我廠現行沖模的尺寸重新設計了彈簧墊圈脫模。整個裝置簡單，安裝、拆卸方便，便于操作。

3 結語

本裝置安裝成功后，完全滿足我廠聯板制孔加工的需要。此處以綿陽500KV變鋼梁聯板制作為例，分別使用老式點頭沖、機械指針對準式制孔定位裝置和光線交叉對準式制孔定位裝置加工同規格、同批量聯板(板厚為8mm，8個Φ21.5孔/塊)聯板，然后通過加工樣板對比測量，依據《輸變電鋼管結構制造條件》(中華人民共和國電力行業標準 DL/T 646-2006)和《鋼結構工程施工質量驗收規范》(中華人民共和國國家標準GB 50205-2001)得出數據如圖表1。

由上表數據可以看出:使用光線交叉對準式定位裝置比老式點頭沖床制孔效率提高100％，比機械指針對準式定位裝置制孔效率提高約15％，而其加工成型的孔正確率達到100％。

但本裝置在安裝、調試過程中需要特別注意的事項有三點:(1)光面的交線粗細要調整好，太粗、太細都不行;(2)光具安裝必須牢固、穩定，不會因機器運轉振動引起光面交線變化;(3)相交兩光面必須垂直設備工作面，光面交線必須同沖模的軸線重合，故光源調試一定要準確才能確保制孔精度。

本裝置在其它同行加工企業中還未發現應用，其成本低，操作簡單，經濟適應性強，工藝穩定性較高，可在同行業中推廣。