大型結(jié)構(gòu)件鏜孔工裝設(shè)計(jì)

徐工機(jī)械建設(shè)機(jī)械分公司（江蘇徐州 221004）孫 躍 李建華

結(jié)構(gòu)件是工程機(jī)械的重要組成部分，如起重機(jī)中的車架、轉(zhuǎn)臺(tái)和履帶架等，主要由不同規(guī)格的板材下料焊接而成。由于焊接變形大，如鉸點(diǎn)孔、安裝座面等都需要進(jìn)行鏜銑加工保證尺寸精度。隨著結(jié)構(gòu)件尺寸、質(zhì)量越來(lái)越大，導(dǎo)致加工越來(lái)越困難，成本也高，如何利用現(xiàn)有設(shè)備，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的工裝，完成加工任務(wù)一直是個(gè)難題。下面的例子是我公司加工某大型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件耳板鉸點(diǎn)孔時(shí)設(shè)計(jì)的一套工裝，該鏜孔工裝簡(jiǎn)單實(shí)用，加工質(zhì)量好。

1.出現(xiàn)的問(wèn)題

此大型結(jié)構(gòu)件外形尺寸是11200 mm×3430 mm×2575 mm，質(zhì)量約60 t，是組成該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的核心，其余零件通過(guò)銷軸與此結(jié)構(gòu)件聯(lián)接，因此鏜此結(jié)構(gòu)件的4組鉸點(diǎn)孔是加工中的關(guān)鍵工序，如圖1所示為一側(cè)鉸點(diǎn)孔，尺寸為φ270 mm，同軸度要求是0.05 mm；由于該結(jié)構(gòu)尺寸大，翻轉(zhuǎn)困難，要求一次加工到位；加工設(shè)備是一臺(tái)雙面落地銑鏜加工中心FPT—AR×40。

采用加裝直角彎頭的方法鏜φ270 mm鉸點(diǎn)孔時(shí)，由于外側(cè)立板干涉，只能從內(nèi)側(cè)往外側(cè)加工。如圖1可見，兩組耳板鉸點(diǎn)孔上下高度是1700 mm；間距是400 mm，算上板厚其尺寸達(dá)到560 mm，因此鏜刀刀桿的長(zhǎng)度尺寸要大于700 mm。現(xiàn)有的鏜刀桿直徑小，即使切深很小，鏜外側(cè)孔時(shí)也顫動(dòng)很厲害，導(dǎo)致無(wú)法加工。由于該孔與銷軸聯(lián)接，且是主要的受力部位，必須要保證精度。鑒于此設(shè)計(jì)了一套工裝提高鏜刀桿剛性，用于加工這4組鉸點(diǎn)孔。

2.工裝主要結(jié)構(gòu)

解決問(wèn)題的主要思路還是在于如何提高刀桿的剛性，采用支架形式。該套工裝主要由刀桿內(nèi)支架與外支架兩大部分組成，其內(nèi)支架包括腹板1、軸套2和調(diào)整螺栓3；外支架包括筋板4和底板5（見圖2）。該套工裝的調(diào)整部分主要由3根調(diào)整螺栓構(gòu)成，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)短來(lái)調(diào)整刀桿對(duì)刀時(shí)的對(duì)中。

腹板由鋼板直接氣割而成，上面開有減重孔；軸套由管材切割下料而成，待與腹板1焊接后車削內(nèi)孔。由于和刀桿直接接觸，內(nèi)孔開有油槽，保證和刀桿間具有足夠的潤(rùn)滑；調(diào)整螺栓采用普通螺栓，且將端面車圓，通過(guò)調(diào)節(jié)長(zhǎng)短與外支架內(nèi)孔接觸；筋板由鋼板直接氣割而成，起到支撐作用；底板與筋板焊接到一起，上面開有聯(lián)接孔，便于與工件聯(lián)接到一起。

圖1 鉸點(diǎn)孔位置及尺寸

圖2 工裝主要部件

3.實(shí)際應(yīng)用與效果

考慮到要加工4 組鉸點(diǎn)孔，特別是當(dāng)加工到上部的2組鉸點(diǎn)孔時(shí)，距工作臺(tái)的高度2400 mm（含墊塊），因此如何方便的固定支架是個(gè)問(wèn)題，這里采用在結(jié)構(gòu)件打安裝孔的方式固定。在鏜完結(jié)構(gòu)件內(nèi)側(cè)的鉸點(diǎn)孔后，試鏜下外耳板找正基準(zhǔn)。安裝工裝時(shí)，首先在兩耳板間工件壁上打兩個(gè)螺紋孔，然后將外支架安裝上，如圖3所示；其次，把刀桿穿上內(nèi)支架，然后穿過(guò)外支架孔，安裝到直角彎頭上，如圖4所示；最后將內(nèi)支架與外支架組合到一起，調(diào)整調(diào)整螺栓，根據(jù)之前的加工的基準(zhǔn)，找正刀桿。通過(guò)這種方式，圓滿的解決了加工問(wèn)題，對(duì)加工后的鉸點(diǎn)孔檢測(cè)后也完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的精度要求。

圖3 加工安裝螺紋孔

在使用該工裝之前，生產(chǎn)首臺(tái)該型產(chǎn)品此結(jié)構(gòu)件時(shí)，采用的是在干涉?zhèn)惹懈?00 mm×500 mm工藝孔，鏜完后再將工藝孔堵死焊上的加工方式。由于結(jié)構(gòu)件質(zhì)量約60 t，翻轉(zhuǎn)找正困難，采用原加工工藝時(shí)，需要在設(shè)備工作臺(tái)上完成切割4次且焊接4次作業(yè)，需要使用火焰切割機(jī)和氣保焊機(jī)，員工勞動(dòng)量很大，加工時(shí)間長(zhǎng)，而且這種方式還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件整體性能的下降。通過(guò)使用該工裝，充分利用現(xiàn)有刀具，在僅使用本加工設(shè)備和人員的前提下，減少工作量，將加工時(shí)間縮短為原先的1/5，極大地提高了加工效率。

圖4 安裝支架工裝

4.結(jié)語(yǔ)

該工裝生產(chǎn)方便，操作簡(jiǎn)單，容易保證加工質(zhì)量。通過(guò)上面的加工實(shí)例可見，在結(jié)構(gòu)件加工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的生產(chǎn)問(wèn)題，要在不增添新設(shè)備與刀具的前提下，充分利用現(xiàn)有設(shè)備解決加工難題。而通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易工裝的方式，給我們提供了一條很好的解決問(wèn)題的思路和手段。

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[2]肖德明，高指林，局魁，等.一種重型銷軸安裝裝置的研制[J].天津：工程機(jī)械，2012.5（43）：46-48.