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        40 000 KN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)底座加工方案的科學(xué)攻關(guān)

        2012-04-29 00:00:00趙忠剛,陳俊偉,陸興龍
        科技與生活 2012年2期

        摘#8195;要 通過(guò)分析底座的制造情況,提出了解體加工的方案,并針對(duì)其左體和右體的加工難度、加工細(xì)節(jié)進(jìn)行了深層的分析,通過(guò)創(chuàng)意性地設(shè)計(jì)工裝和鏜桿,并利用科學(xué)、易行的加工工藝,巧妙地克服了加工難點(diǎn),確保了40#8198;000KN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)底座的制造進(jìn)度和質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞 液壓支架;試驗(yàn)臺(tái);底座;拆解;鏜削

        中圖分類號(hào) TD 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0182-02

        由于我們公司液壓支架制造規(guī)模的迅猛提升,原先16#8198;000 KN的液壓支架試驗(yàn)臺(tái)已無(wú)法滿足我們生產(chǎn)的大型液壓支架的檢驗(yàn)需求,為此,我公司制造了40#8198;000 KN液壓支架綜合壓力試驗(yàn)臺(tái),這臺(tái)設(shè)備在四柱式液壓支架試驗(yàn)臺(tái)中是全國(guó)最大的。在制造40#8198;000 KN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)件的過(guò)程中,遇到許多問(wèn)題,其底座的加工是難度最大的。該底座重量為112.2 t,其外形尺寸已大大超過(guò)車間大門的寬度尺寸,經(jīng)過(guò)對(duì)該部件的制造條件認(rèn)真分析研究,我們采用了解體加工、心軸成型的方案。但對(duì)于解體后的左體和右體,也是我們公司目前加工的最大結(jié)構(gòu)件。WRD150Q型鏜銑加工中心是我們公司目前加工能力最大的設(shè)備,其落地工作臺(tái)為2 m×8 m,X向行程12 m,主軸行程0.9 m。但是,不制作工裝和鏜桿,根本無(wú)法按要求對(duì)左體和右體φ328孔系的加工。為此,我們根據(jù)設(shè)備的加工能力和結(jié)構(gòu)件的加工需求,設(shè)計(jì)制作了相關(guān)工裝、工具,并創(chuàng)新了加工工藝,這套方案成功完成了左體和右體的加工,為底座的順利成型打下了良好的基礎(chǔ),在我公司加工大型部件創(chuàng)業(yè)史上增添了新的篇章。

        1 底座拆解加工方案

        底座如圖1所示,其中φ200、φ328是需要加工的鉸接孔,其外形尺寸已大大超過(guò)車間大門6 m的寬度尺寸,如果外委加工,也很難找到能整體加工的廠家。為此公司技術(shù)部抽選專家和骨干,經(jīng)過(guò)多次分析、討論和研究,確定了拆解加工的方案。根據(jù)其成型和加工特點(diǎn),可將其分為底板、右體、中間部分和左體。將其分別制作合格后,再進(jìn)行成型、焊接,成型時(shí)通過(guò)在φ200、φ328孔中穿芯軸以確保各孔系的同軸度,同時(shí),還能較好地控制焊接變形量。為便于穿芯軸,必須在各加工孔中涂油。加工時(shí)必須確保右體和左體的φ200、φ328孔系的位置度、同軸度,芯軸和孔的配合間隙皆為0.3 mm。解體后焊接時(shí),為減少焊接變形量,只焊接拼裝底板后無(wú)法施焊的部位。震動(dòng)時(shí)效并完全冷卻后再進(jìn)行孔加工,由于WRD150Q型鏜銑加工中心加工能力的有限性,在WRD150Q型鏜銑加工中心上加工左體和右體時(shí),必須用長(zhǎng)鏜桿加工方可滿足各孔系同軸度條件,其位置度由設(shè)備精度和編程來(lái)保證。其實(shí),該結(jié)構(gòu)件制作最大的難點(diǎn)就是右體和左體φ200、φ328孔系的鏜削。

        2 加工右體和左體工裝及鏜桿的設(shè)計(jì)分析

        根據(jù)以上分析可知左體和右體φ328孔系必須用長(zhǎng)鏜桿加工,鏜桿直徑為φ200,采用空心結(jié)構(gòu),并加工了一系列方形裝刀孔、放內(nèi)徑千分尺的圓形測(cè)量孔。由于長(zhǎng)鏜桿長(zhǎng)度為3#8198;000 mm,無(wú)法進(jìn)行懸浮鏜削工件,必須用支座架住后端才能使用,且支座孔必須與左體和右體φ328孔同軸,即相關(guān)孔中心高K必須一致,如圖2所示。支座必須固定在輔助工作臺(tái)上,其厚度為360 mm。由于機(jī)床工作臺(tái)寬度為2#8198;000 mm,小于左體和右體的寬度2#8198;240 mm,輔助工作臺(tái)長(zhǎng)度為3#8198;000 mm、寬度400 mm、高度300 mm,輔助工作臺(tái)設(shè)有T型槽,以安裝支座用,并設(shè)有中心鍵槽,以用來(lái)校正輔助工作臺(tái)平行度和安裝中心距,同時(shí)配合定位鍵定位支座,確保φ328孔系加工的平行度和位置度。為可靠安裝、校正、緊固工件和定位機(jī)床X坐標(biāo)值,在輔助工作臺(tái)中心處靠近機(jī)床主軸端及另一端分別加工一長(zhǎng)度160 mm、深度60 mm、寬度40 mm的鑲嵌定位平鐵的槽,該槽不得影響輔助工作臺(tái)T型槽的強(qiáng)度。定位平鐵用螺栓壓緊在輔助工作臺(tái)上,為調(diào)整工件側(cè)面定位尺寸和緊固工件,在定位平鐵上增設(shè)了M30的調(diào)整螺栓及φ20中心孔,該中心孔是用來(lái)定位機(jī)床X坐標(biāo)值于輔助工作臺(tái)中心槽位置的。在工件左端安裝了左端定位塊,以定位工件的左右位置。此時(shí),兩定位平鐵和左端定位塊及輔助工作臺(tái)上平面已將工件處于完全定位狀態(tài)。支座與鏜桿之間增加一導(dǎo)套,導(dǎo)套長(zhǎng)度為386,并在兩端上側(cè)鉆徑向注油孔,徑向注油孔通處加工兩環(huán)形槽,再在環(huán)形槽之間加工軸向通槽,使用過(guò)程中必須注油,以防止研磨壞鏜桿和

        導(dǎo)套。

        3 鏜削工裝的制作、安裝與應(yīng)用細(xì)節(jié)

        為保證安裝質(zhì)量,支座安裝導(dǎo)套的孔及導(dǎo)套安裝鏜桿的孔須留2 mm余量,以在WRD150Q型鏜銑加工中心安裝后加工,其余尺寸和相關(guān)附具全部在其它工序按標(biāo)準(zhǔn)完成即可。輔助工作臺(tái)的高度必須一致,且上、下面必須平行。鏜桿上的裝刀孔必須與工件襠距匹配,為防止加工時(shí)鏜刀將裝刀孔口擠腫,裝刀孔口必須倒角2 mm×45°;為更好地防止銳角磕碰,其放內(nèi)徑千分尺的圓形測(cè)量孔口也應(yīng)倒角0.5 mm×45°。

        如圖2所示,首先,將定位平鐵緊固在輔助工作臺(tái)上。輔助工作臺(tái)安裝在機(jī)床工作臺(tái)上,校正其中心槽與主軸平行,并且使輔助工作臺(tái)中心槽距離等于工件φ328孔距L,同時(shí)還確??拷鬏S端兩輔助工作臺(tái)上定位平鐵的定位面皆與機(jī)床X運(yùn)行方向平行,再將左端定位塊裝夾在圖示位置。將支座裝卡在輔助工作臺(tái)靠近主軸端位置,并用定位鍵定位。并在超出機(jī)床工作臺(tái)處塞入楔鐵,以增加輔助工作臺(tái)的剛性和防止加工過(guò)程中的工件震動(dòng)。

        機(jī)床各軸回參考點(diǎn)后,將主軸錐孔中安裝上尋邊器,校正輔助工作臺(tái)上平面,記下此時(shí)機(jī)床Y軸坐標(biāo)值;然后再校正輔助工作臺(tái)上定位平鐵已加工的φ20中心孔,記下此時(shí)機(jī)床X軸坐標(biāo)值,通過(guò)尺寸計(jì)算,求出支座裝導(dǎo)套孔的坐標(biāo)值,然后將機(jī)床X軸、Y軸同時(shí)運(yùn)行到此位置,鏜削支座裝導(dǎo)套孔直徑至比導(dǎo)套外圓直徑小0.01 mm-0.02 mm。將支座上端的夾緊螺栓松開,并取下支座上端開口面間的墊片,把導(dǎo)套裝入并夾緊。再將導(dǎo)套內(nèi)孔鏜至比鏜桿外徑大0.03 mm-0.05 mm,用砂紙研磨后待用。注意:在鏜削支座的裝導(dǎo)套孔時(shí),必須在支座上端開口面間加

        0.5 mm-3 mm墊片等,以確保支座絕對(duì)夾緊導(dǎo)套,克服導(dǎo)套在使用鏜桿鏜削工件時(shí)的軸向移動(dòng)。

        現(xiàn)在,將支座卸下,將工件按圖2方式裝夾牢固后,再將支座按圖2方式裝夾好,并將鏜桿涂油后從支座孔裝入到機(jī)床主軸錐孔中。由于鏜桿太重,為防止主軸拉爪損壞,鏜桿上未設(shè)計(jì)拉釘孔,在鏜桿近主軸端增設(shè)了端面緊固螺栓,利用端面緊固螺栓將鏜桿與主軸強(qiáng)力聯(lián)接。此時(shí),在鏜桿裝入兩把鏜刀,同時(shí)鏜削工件前、后φ328孔,可提高加工效率。鏜削過(guò)程中,必須往導(dǎo)套孔中注油,同時(shí),注意清理鏜桿上的鐵屑、灰塵,防止研磨壞了導(dǎo)套和鏜桿。φ200孔可直接將機(jī)床滑枕出后,用主軸加普通鏜桿鏜削即可。

        4 成型、焊接

        按液壓支架結(jié)構(gòu)件以往穿芯軸方式成型、焊接即可。成型時(shí)要用千斤頂和行車配合使各孔系同軸,先穿好左體的各孔,再裝右體。注意:芯軸端部必須加工50×30°的倒角,其未用來(lái)定位的外圓部分適當(dāng)加工小點(diǎn),以便于安裝。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        底座解體后,通過(guò)使用該加工工裝和加工工藝,確保了左體、右體的加工精度,在今后我公司大件加工方案研究領(lǐng)域,提供了新的基礎(chǔ)

        資料。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]楊奎.梁加寬式液壓支架的虛擬仿真設(shè)計(jì)[D].蘭州理工大學(xué),2009.

        [3]劉新華.大采高強(qiáng)力液壓支架結(jié)構(gòu)分析[D].煤炭科學(xué)研究總院,2008.

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