GQ70罐板數(shù)控切割工裝改進設(shè)計與應(yīng)用

張文勝 徐珺 邱濤 林飛 程政 朱浩 張?zhí)煨?/p>

摘 要：罐板自動切割工裝主要用于各類罐車生產(chǎn)時，罐板的下料切割。論文根據(jù)GQ70罐車生產(chǎn)作業(yè)時，利用小型數(shù)控和半自動切割設(shè)備進行罐板下料的工藝特點，結(jié)合實踐，對切割工裝進行改進設(shè)計。

關(guān)鍵詞：罐板;切割工裝;設(shè)計與應(yīng)用

前? 言：

罐車與其它車型相比較，該車型屬于容器類，工藝要求較高。特別是GQ70罐車，罐體為錐體結(jié)構(gòu)，整體要求較高，而受工藝要求和加工設(shè)備的限制，致使罐車生產(chǎn)作業(yè)時，具有罐板加工量大、輪廓尺寸要求高、自動化程度低等特點。本文以GQ70罐車生產(chǎn)時罐板的切割下料為例，對罐板切割工裝進行了改進設(shè)計和分析。

1 工藝要求及設(shè)備

1.1工藝要求

罐體（由左右兩單筒組成）單筒大端直徑為3170mm，小端直徑為3070mm。

1.2切割設(shè)備簡介及布置（上下罐板臺位相同布置）

（1）小蜜蜂數(shù)控切割機四臺

小蜜蜂自動切割機兩臺，用于罐板圓弧端的。

（2）半自動切割機四臺

半自動切割機用于切割罐板展開圖形的兩側(cè)直線部分。

（3）二氧化碳氣體保護焊機二臺

上下罐板切割臺位各一臺，用于罐板拼接點焊。送絲焊接機構(gòu)用可左右旋轉(zhuǎn)式懸臂裝置安放。

2 工裝改進設(shè)計

2.1工裝材料與結(jié)構(gòu)的改進

（1）工裝材料的改進

上下罐板原材料規(guī)格為：t10*2500*5000*2，即每塊罐板重量約為2000kg。工件輪廓尺寸較大，重量重，且切割時產(chǎn)生大量的切割熱，會使工裝構(gòu)架受熱產(chǎn)生變形。故工裝材料改進后擇剛性較好的[160*65*6.5的槽鋼材料。

小蜜蜂及半自動切割機軌道工作臺可選擇c70車型的報廢下側(cè)梁（[240*80*8的冷彎型鋼）為主要材料。

（2）工裝主體結(jié)構(gòu)的改進

工裝主體與軌道工作臺之間的聯(lián)接可在保證總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性前提下，利用[160*65*6.5的槽鋼邊料或其他型鋼邊料，采用焊接的方式進行聯(lián)接。

2.2工裝結(jié)構(gòu)尺寸

（1）工裝主體結(jié)構(gòu)及尺寸

工件原材料尺寸為10*2500*5000mm，拼接后為10*5000*5000mm，在此尺寸基礎(chǔ)上，四周分別留出300mm的空間用以布置落料和劃線、檢測定位裝置。即工裝主體尺寸約為5600mm。其結(jié)構(gòu)可設(shè)計為500*500mm框格式。

（2）落料臺尺寸

落料臺尺寸應(yīng)略小于工件輪廓尺寸，約為4700*4600mm，凸出主體平面約100mm左右，避免切割火焰對工裝造成損傷和變形。其結(jié)構(gòu)形式可設(shè)計為400*400mm框格式。實際工作時，可以數(shù)控精細切割的支撐扁鋼制做。

（3）設(shè)備軌道與落料臺間隔尺寸

此尺寸的確定要考慮以下因素：1）便于上料、下料;2切割設(shè)備工作時的穩(wěn)定性。

綜合以上因素確定為：小蜜蜂軌道至工裝主體間距為200mm;半自動切割機軌道至工裝主體間距為100mm。

（4）工裝總體尺寸

工裝總體輪廓尺寸約為6800*6400mm。工裝高度考慮到操作及除渣等原因，可設(shè)置為300mm左右。

2.3產(chǎn)品原材料及設(shè)備的定位設(shè)計

（1）材料的定位

設(shè)置定位裝置時應(yīng)注意：

①不能出現(xiàn)過定位

只能在基準圓弧端設(shè)置兩點和任一直線端設(shè)置一點定位裝置。

②定位裝置應(yīng)便于定位、安全可靠

③應(yīng)考慮切割過程中的熱變形對加工的影響。

定位裝置應(yīng)設(shè)計為可調(diào)式，避免邊料由于受切割熱的影響，推動工件出現(xiàn)無規(guī)律的移動，導(dǎo)致工件切割后無法保證正確的輪廓尺寸。

（2）劃線和檢測基準的定位

該定位利用放樣基準的延長線確定，布置在落料定位裝置的外側(cè)。

（3）切割設(shè)備的定位

切割設(shè)備都是以軌道為運行基準，故定位時，只需對其軌道實施定位即可。

（4）二氧化碳氣體保護焊機的設(shè)置。

（5）設(shè)計注意事項

①工件輪廓尺寸（切割區(qū)域）附近的下方應(yīng)便于切割時溶渣的排除。

②工裝對應(yīng)的原材料輪廓下方應(yīng)加工出撬棍插孔或設(shè)置擋塊，以便于對板料進行調(diào)整定位。

③懸掛焊機的懸臂高度以高出工件1500mm左右為宜。懸臂長度約5000mm。

④切割區(qū)域下方可設(shè)置接渣裝置，便于清除切割溶渣。

3 工裝應(yīng)用

具體作業(yè)指導(dǎo)如下：

（1）落料時，根據(jù)圖紙要求，產(chǎn)品內(nèi)部不允許有油漆，所以從下料開始都應(yīng)注意油漆面的方向。

（2）上、下材料時，由于材料面積大、重量重，確保生產(chǎn)的安全性。

（3）落料時，盡量選擇原材料的較直邊作為拼接邊，以減少拼接點焊后塞焊工作量，便于自動焊焊接。

（4）原材料的定位由于有一定的切割余量，所以定位要求并不太高，基本到位后應(yīng)以調(diào)整拼縫間隙為主。

（5）拼接成型后，應(yīng)拆除定位裝置的活動定位元件，為切割變形留出變形空間。

（6）切割時，對應(yīng)切割邊最好同時進行，以使變形應(yīng)力的影響減小。

5 結(jié)束語

本論文是本人根據(jù)實際工作經(jīng)驗，參考相關(guān)資料撰寫而成。且在工作實踐中已得到應(yīng)用，確保了產(chǎn)品加工質(zhì)量，極大的提高了生產(chǎn)效率，減輕了作業(yè)人員的勞動強度和對操作人員業(yè)務(wù)能力的信賴性。

由于本人能力有限，其中必然存在著許多的不足之處，將在以后的工作中通過不斷的學(xué)習(xí)，對其中不足之處進行研究和改進。

參考文獻：

[1]《鉚工工藝學(xué)》（第二版）.中國勞動出版社

[2]《機械制造工藝學(xué)》.機械工業(yè)出版社

[3]《焊接結(jié)構(gòu)變形控制與矯正》.化學(xué)工業(yè)出版社，李占文，李樹立編著，2008-6-1