異型鋼管工程機(jī)械論文
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1.1拼焊結(jié)構(gòu)與工藝
在機(jī)械產(chǎn)品中存在一些箱型結(jié)構(gòu)的零件，過去這些箱型結(jié)構(gòu)零件幾乎都采用板材拼焊而成，拼焊結(jié)構(gòu)也有多種，圖2a完全采用拼焊，圖2b、c、d則部分采用折彎成型，然后拼焊。為了獲得較好的外觀，有時(shí)候還需要將焊縫打磨平整。圖2中4種拼焊結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)工藝路線。在機(jī)械產(chǎn)品中，矩形箱型結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)工藝相對簡單，而一些異形截面的箱型結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)工藝則更為復(fù)雜，不僅需要多次折彎，還需要多次組對、焊接，而且圖紙形狀不易保證，外觀較差。在長度方向上存在圓弧形的箱型結(jié)構(gòu)件，可能還會(huì)用卷板機(jī)卷彎，組對焊接工藝與工裝也更為復(fù)雜。一些薄板拼焊的箱型結(jié)構(gòu)件，由于板材本身較薄，焊縫不需要開坡口，可直接采用搭接角焊縫。對于一個(gè)成品件而言，焊接后還會(huì)有鉆孔、攻絲、鏜孔、銑面等機(jī)械加工工序以及與其它工件的焊接工序，如圖4中所示的工件，還需要焊接支座、鉆孔、攻絲等。
1.2異型鋼管的工藝
由于異型鋼管本身已經(jīng)是成型的箱型構(gòu)件，只需按照長度進(jìn)行切割即可。在長度方向上存在圓弧的工件，可采用彎管機(jī)及相關(guān)模具進(jìn)行彎曲。由于異型鋼管表面質(zhì)量好且不需要焊接，因此整體外觀質(zhì)量好。異型鋼管切割后，根據(jù)工件使用要求，也可能會(huì)有切割、鉆孔、攻絲、鏜孔、銑面（坡口）等機(jī)械加工工序以及與其它工件的焊接工序。對于異型鋼管不同面上的方孔、圓孔以及非平面斷面等，可采用三維切割工藝一次完成，不僅速度快，而且尺寸精度高。
1.3異型鋼管與拼焊工藝比較
實(shí)際應(yīng)用的異型鋼管結(jié)構(gòu)會(huì)有各種各樣形狀的零件，生產(chǎn)工藝也各不相同。對于簡單形狀的零件，分別采用拼焊結(jié)構(gòu)和矩形管，拼焊結(jié)構(gòu)需要采用4個(gè)零件（3種）進(jìn)行焊接，而采用矩形管只需1根整體管件彎曲即可。采用拼焊工藝的工序多，用的設(shè)備也多，尤其是成型過程，不僅需要卷板機(jī)、折彎機(jī)，還需要組焊工裝；而采用異型管所用設(shè)備只有2種，即切割和成型設(shè)備，如果按長度定制，連切割設(shè)備也不需要。當(dāng)然，板料切割機(jī)、校平機(jī)、卷板機(jī)、折彎機(jī)都是通用設(shè)備，使用范圍廣，而彎管機(jī)及其配套使用的模具相對專用，對多品種、小批量的生產(chǎn)顯然不合適，但對于大批量生產(chǎn)不僅效率高，而且成本低。
2異型鋼管在工程機(jī)械中的典型應(yīng)用
2.1駕駛室
傳統(tǒng)的駕駛室采用板材折彎拼焊成不規(guī)則截面的立柱作為主要骨架，工藝流程為：下料→折彎→焊接（成管）→焊接（非直線拼接）→加工（孔）→焊接（總焊）→涂裝，其中拼焊成立柱的工作量大。而采用與不規(guī)則截面立柱相同的異形管材，則工序大大簡化，流程為：（下料）→彎管→加工→焊接（總焊）→涂裝。目前，國內(nèi)已經(jīng)有鋼材加工企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)專門用于工程機(jī)械駕駛室的異型鋼管材，管材截面可根據(jù)駕駛室具體骨架設(shè)計(jì)。工程機(jī)械駕駛室采用異型鋼管以及相應(yīng)的彎管工藝、三維激光切割工藝，在縮短新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、提高批量生產(chǎn)效率、減少焊接量等方面有著十分明顯的優(yōu)勢［7］。盡管異型鋼管加工使用的彎管機(jī)和三維激光切割機(jī)價(jià)格較高，但可以省去板材切割、折彎、拼焊等相關(guān)的工序及設(shè)備，綜合成本并不高，且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能和外觀質(zhì)量都有較大提高，因此工程機(jī)械駕駛室采用異型鋼管材正在成為一種趨勢。
2.2推土機(jī)推桿
推土機(jī)工作裝置中的推桿對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高，其主梁為箱型結(jié)構(gòu)，過去是采用4塊板拼焊而成，如圖8所示。工件中的4個(gè)零件經(jīng)下料、校平后焊接，由于主梁較長，焊接的工作量很大。后在市場上發(fā)現(xiàn)大截面矩形管后，將其用到推土機(jī)推桿上，通過材料強(qiáng)度試驗(yàn)、計(jì)算模擬以及小批量應(yīng)用試驗(yàn)，證明合適壁厚與截面的矩形管能滿足某些型號(hào)推土機(jī)推桿的使用要求。目前矩形管已經(jīng)替代一些型號(hào)的推土機(jī)推桿拼焊主梁，工序簡單，節(jié)省了組對焊接工裝、焊絲及人工。工藝從下料→校平→焊接→修磨4步縮短為下料一步完成，周期大大縮短。
作者：張瑞 單位：山東山推機(jī)械有限公司