數控切割機生產(chǎn)工藝改進(jìn)及應用論文

　　摘要:分析板材的切割變形和橫梁成形的焊接變形原因、影響因素和在制作過(guò)程中采用合理的切割工藝，選用合適的切割方式，控制切割、焊接變形的措施以及焊接殘余應力的消除方法，從而獲得橫梁長(cháng)期工作時(shí)其幾何尺寸和形位公差的穩定，保證橫梁的使用壽命和機械性能。

　　關(guān)鍵詞:切割機；焊接；變形；殘余應力

　　大型鋼結構件目前在船舶、橋梁、建筑等領(lǐng)域已得到了廣泛運用。數控切割機的生產(chǎn)也用到了大型鋼結構件的制作。切割機鋼結構件中，以橫梁最為典型，其長(cháng)度可達１０ｍ以上，但尺寸精度和形位公差要求都很高。作為鋼結構件，其下料、切割、裝配、焊接困難頗多。數控裝備的鋼結構件生產(chǎn)流程框圖如圖１所示。

　　１生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及應用

　　橫梁是切割機的主要部件，其質(zhì)量對整機性能起著(zhù)決定性作用，而橫梁的制作工藝則直接關(guān)系切割機質(zhì)量的優(yōu)劣。按常規工藝生產(chǎn)，橫梁的變形時(shí)有發(fā)生。經(jīng)長(cháng)期實(shí)踐及反復地進(jìn)行工藝分析研究、比對，認為在模具生產(chǎn)工藝流程中切割和焊接是兩個(gè)關(guān)鍵。鋼板切割是橫梁制作過(guò)程中最基本的工序。焊接亦對橫梁制作起著(zhù)至關(guān)重要的作用。所以，抓住切割與焊接這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)并加以全方位的工藝優(yōu)化整合，就能有效提高橫梁制作的質(zhì)量。

　�。保�１下料切割

　�。保�１．１鋼板氣切割變形的原因

　�。ǎ保�氣割時(shí)，板材切割區域由于受到了高溫加熱和迅速降溫，使切割區域局部出現了快速的膨脹收縮，從而導致發(fā)生材板熱變形。（２）切割機橫梁使用的板材為薄形板條，其剛度和抗彎強度較差，從而使氣割時(shí)板材變形會(huì )更大。

　�。保�１．２切割變形對橫梁使用的板材影響

　�。ǎ保┌鍡l形薄鋼板的變形主要是在平面內彎曲，它會(huì )影響切割零件的尺寸精度。（２）校直已變形的板條需耗費大量工時(shí)，且效果不佳。同時(shí)，環(huán)境、場(chǎng)地和人員等因素也會(huì )影響校形工作�？刂谱冃问潜ＷC質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，在下料切割的源頭就必須采取一些強制措施以控制變形。

　�。保�１．３切割工藝及防治措施

　�。ǎ保└鶕�鋼結構件圖紙要求，編制切割工藝，排出切割路徑順序，以確保下料件的精度。（２）切割下料前，對所使用的半自動(dòng)氣割機及其相關(guān)器材進(jìn)行適用確認，并特別注意半自動(dòng)氣割機行車(chē)的平穩性和軌道直線(xiàn)度。（３）選用合適的切割方法，如割炬大小，切割氧氣壓力、流量和切割速度等。（４）應反復套料、反復對比，以提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本。（５）減少切割變形，須從切割下料開(kāi)始，特別是長(cháng)線(xiàn)條切割�？刹捎们懈詈竺扛簦薄�１．５ｍ就做橋點(diǎn)固，可使切割邊彎曲變形減少８０％以上。（６）少量長(cháng)度７ｍ以上的切割件，偶爾直線(xiàn)度誤差超過(guò)３ｍｍ，可以用錘擊法矯正。矯正前錘擊法如圖２所示。經(jīng)錘擊矯正后，切割件直線(xiàn)度可控制在２ｍｍ以?xún)�，有利于下一步裝配、焊接成形。割件矯正后如圖３所示。經(jīng)過(guò)對上述各方面不斷優(yōu)化，可以穩定獲得合格的切割件。下料切割完工后，即著(zhù)手裝配、焊接，切割機橫梁簡(jiǎn)圖如圖４所示。

　�。保�２焊接

　　焊接不僅生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，而且能夠完成復雜的鋼結構件制造，然而其過(guò)程中形成的殘余應力會(huì )對焊接鋼結構件的承載能力、穩定性等將產(chǎn)生較大的影響。因此，為保證焊接鋼結構件的質(zhì)量，必須控制和減少焊接殘余應力。

　�。保�２．１焊接殘余應力產(chǎn)生的原因

　　焊接殘余應力的一部分是由焊接時(shí)型材本身的金相組織由于溫度突變而產(chǎn)生的，另一部分則是由原來(lái)型材本身在制造過(guò)程中已形成的殘余應力與焊接后的殘余應力疊加而生產(chǎn)的。但其產(chǎn)生的主要原因則是焊接時(shí)焊件受熱和冷卻時(shí)溫度改變的快慢程度。

　�。保�２．２焊接殘余應力對鋼結構件的影響

　　焊接殘余應力對鋼結構件的主要影響是結構剛度、焊接件的穩定性和機械加工性能。針對焊接殘余應力的影響，可采用下列焊接工藝來(lái)控制：（１）按工藝規定清點(diǎn)，確認合格的切割件。（２）為減少焊接變形應采用直流焊機，并在焊前對焊機實(shí)施點(diǎn)檢。（３）對焊接平臺、定位器材進(jìn)行檢驗，保障定位有效夾具也必須一一確認。（４）為減少鋼結構件焊后變形，應盡可能避免矯正，并在焊前和焊接過(guò)程中要做好預案：①采用選配和調整法組裝；②根據經(jīng)驗數據，適度采用反變形措施；③盡量使用角焊、間斷焊方式，以減少焊接變形；④焊接過(guò)程中，嚴密監控焊接變形，必要時(shí)采用交替焊法或進(jìn)一步優(yōu)化焊接參數。經(jīng)過(guò)長(cháng)期的探索優(yōu)化，目前切割機橫梁長(cháng)度在１０ｍ上下，焊后尺寸精度一般可以達到３ｍｍ，其直線(xiàn)度誤差小于２ｍｍ，很少使用火工矯正法，生產(chǎn)工藝優(yōu)化效果十分明顯，橫梁的制作質(zhì)量也已基本得到保證。為了避免鋼結構件因長(cháng)期工作其幾何尺寸的改變及其形位公差的降低，焊后初驗合格的鋼結構件還必須進(jìn)行振動(dòng)消除應力處理，確保其長(cháng)期工作的結構穩定性。

　　２焊接殘余應力的消除措施

　　為有效提高焊接件的承載能力和穩定性，保證鋼結構件在焊接組裝后的機械加工性能，目前常采用熱處理和機械的振動(dòng)方法來(lái)減少焊接后的殘余應力。切割機橫梁所采用的機械振動(dòng)法是在激振器的激振力作用下，對橫梁進(jìn)行多次循環(huán)振動(dòng)，使其內部晶格恢復平衡，以消除殘余應力，從而保證橫梁長(cháng)期工作的結構穩定性。

　　３結論

　　橫梁具有強度高、結構自重輕、構件截面小等特點(diǎn)，在切割和焊接過(guò)程中易產(chǎn)生變形和殘余應力。為有效控制變形和殘余應力，便于鋼結構件的后續加工，應制定相應的防治措施。鋼板切割應采用合理的切割工藝，選用適當的切割方式及器材，必要時(shí)采用錘擊法矯正。焊接過(guò)程中也應采用合理的焊接工藝，選用合適的裝配、焊接方法并優(yōu)化焊接參數。最后采取相應的方法來(lái)消除殘余應力，從而保證橫梁的使用壽命和機械性能。

　　參考文獻

　�。郏保莞吆橐唬疁\析焊接殘余應力的產(chǎn)生及其消除方法［Ｊ］．農機使用與維修，２０１５，２：４３－４４．

　�。郏玻萆绦l東，王華明．大直徑工程井鋼筋混凝土井壁預制中容易出現問(wèn)題的探討與研究［Ｊ］．水利與建筑工程學(xué)報，２０１１，１：６６－６９．

【數控切割機生產(chǎn)工藝改進(jìn)及應用論文】相關(guān)文章：

數控技術(shù)對加工機械的應用2000字論文08-26

數控畢業(yè)論文04-07

數控機床改造論文10-14

數控加工技術(shù)論文06-09

數控加工技術(shù)論文[精選15篇]06-13

數控機床的保養和維護論文07-05

數控論文的參考文獻資料09-23

電子商務(wù)應用論文12-24

計算機應用論文06-25

激光切割機租賃合同08-25