GQ70罐板数控切割工装改进设计与应用

张文胜 徐珺 邱涛 林飞 程政 朱浩 张天旭

摘 要：罐板自动切割工装主要用于各类罐车生产时，罐板的下料切割。论文根据GQ70罐车生产作业时，利用小型数控和半自动切割设备进行罐板下料的工艺特点，结合实践，对切割工装进行改进设计。

关键词：罐板;切割工装;设计与应用

前  言：

罐车与其它车型相比较，该车型属于容器类，工艺要求较高。特别是GQ70罐车，罐体为锥体结构，整体要求较高，而受工艺要求和加工设备的限制，致使罐车生产作业时，具有罐板加工量大、轮廓尺寸要求高、自動化程度低等特点。本文以GQ70罐车生产时罐板的切割下料为例，对罐板切割工装进行了改进设计和分析。

1 工艺要求及设备

1.1工艺要求

罐体（由左右两单筒组成）单筒大端直径为3170mm，小端直径为3070mm。

1.2切割设备简介及布置（上下罐板台位相同布置）

（1）小蜜蜂数控切割机四台

小蜜蜂自动切割机两台，用于罐板圆弧端的。

（2）半自动切割机四台

半自动切割机用于切割罐板展开图形的两侧直线部分。

（3）二氧化碳气体保护焊机二台

上下罐板切割台位各一台，用于罐板拼接点焊。送丝焊接机构用可左右旋转式悬臂装置安放。

2 工装改进设计

2.1工装材料与结构的改进

（1）工装材料的改进

上下罐板原材料规格为：t10*2500*5000*2，即每块罐板重量约为2000kg。工件轮廓尺寸较大，重量重，且切割时产生大量的切割热，会使工装构架受热产生变形。故工装材料改进后择刚性较好的[160*65*6.5的槽钢材料。

小蜜蜂及半自动切割机轨道工作台可选择c70车型的报废下侧梁（[240*80*8的冷弯型钢）为主要材料。

（2）工装主体结构的改进

工装主体与轨道工作台之间的联接可在保证总体结构的稳定性前提下，利用[160*65*6.5的槽钢边料或其他型钢边料，采用焊接的方式进行联接。

2.2工装结构尺寸

（1）工装主体结构及尺寸

工件原材料尺寸为10*2500*5000mm，拼接后为10*5000*5000mm，在此尺寸基础上，四周分别留出300mm的空间用以布置落料和划线、检测定位装置。即工装主体尺寸约为5600mm。其结构可设计为500*500mm框格式。

（2）落料台尺寸

落料台尺寸应略小于工件轮廓尺寸，约为4700*4600mm，凸出主体平面约100mm左右，避免切割火焰对工装造成损伤和变形。其结构形式可设计为400*400mm框格式。实际工作时，可以数控精细切割的支撑扁钢制做。

（3）设备轨道与落料台间隔尺寸

此尺寸的确定要考虑以下因素：1）便于上料、下料;2切割设备工作时的稳定性。

综合以上因素确定为：小蜜蜂轨道至工装主体间距为200mm;半自动切割机轨道至工装主体间距为100mm。

（4）工装总体尺寸

工装总体轮廓尺寸约为6800*6400mm。工装高度考虑到操作及除渣等原因，可设置为300mm左右。

2.3产品原材料及设备的定位设计

（1）材料的定位

设置定位装置时应注意：

①不能出现过定位

只能在基准圆弧端设置两点和任一直线端设置一点定位装置。

②定位装置应便于定位、安全可靠

③应考虑切割过程中的热变形对加工的影响。

定位装置应设计为可调式，避免边料由于受切割热的影响，推动工件出现无规律的移动，导致工件切割后无法保证正确的轮廓尺寸。

（2）划线和检测基准的定位

该定位利用放样基准的延长线确定，布置在落料定位装置的外侧。

（3）切割设备的定位

切割设备都是以轨道为运行基准，故定位时，只需对其轨道实施定位即可。

（4）二氧化碳气体保护焊机的设置。

（5）设计注意事项

①工件轮廓尺寸（切割区域）附近的下方应便于切割时溶渣的排除。

②工装对应的原材料轮廓下方应加工出撬棍插孔或设置挡块，以便于对板料进行调整定位。

③悬挂焊机的悬臂高度以高出工件1500mm左右为宜。悬臂长度约5000mm。

④切割区域下方可设置接渣装置，便于清除切割溶渣。

3 工装应用

具体作业指导如下：

（1）落料时，根据图纸要求，产品内部不允许有油漆，所以从下料开始都应注意油漆面的方向。

（2）上、下材料时，由于材料面积大、重量重，确保生产的安全性。

（3）落料时，尽量选择原材料的较直边作为拼接边，以减少拼接点焊后塞焊工作量，便于自动焊焊接。

（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，基本到位后应以调整拼缝间隙为主。

（5）拼接成型后，应拆除定位装置的活动定位元件，为切割变形留出变形空间。

（6）切割时，对应切割边最好同时进行，以使变形应力的影响减小。

5 结束语

本论文是本人根据实际工作经验，参考相关资料撰写而成。且在工作实践中已得到应用，确保了产品加工质量，极大的提高了生产效率，减轻了作业人员的劳动强度和对操作人员业务能力的信赖性。

由于本人能力有限，其中必然存在着许多的不足之处，将在以后的工作中通过不断的学习，对其中不足之处进行研究和改进。

参考文献：

[1]《铆工工艺学》（第二版）.中国劳动出版社

[2]《机械制造工艺学》.机械工业出版社

[3]《焊接结构变形控制与矫正》.化学工业出版社，李占文，李树立编著，2008-6-1