上海工程机械油箱板下料与开焊接坡口的工艺实践

工程机械绝大多数是采用柴油作为它的能源,其所配置的燃料油箱容量一般都在几百升这样一个范围。近期我们公司接到一份矿山挖掘机用燃料油箱的订单,该油箱容量竟达3600升,几乎比常规油箱大了一个数量级,其所用的板材规格也超过了我们的加工能力,使用常规手段是无法完成下料任务的。为解决这一难题,我们仔细研究了产品特性及我们现有设备的加工能力,经过实践摸索,我们还是想办法按客户要求切割出了板料,并完成了这个新项目。本文将向大家展示一下具体的工艺实施过程。

问题点

普通工程机械燃料油箱板材厚度一般不超过6mm,宽度不超过1500mm,也无需开焊接坡口,然而这次则不同。图1是该燃料油箱外形图,其最大外形尺寸为长2110mm、宽1175mm、高2130mm。图2是其中一块箱体板的外形尺寸,该件长2110mm、宽2020mm,厚度10mm,A到B区间需要开焊接坡口。加工这块板料我们遇到了三个难点:

⑴幅宽超过2米的板料只能在等离子切割机上下料,但板面右上部的那几个小长孔用等离子加工是很难达到精度要求的,如果用等离子切割机下料,那么这几个小长孔就要另行加工,加工工艺变得繁琐。

⑵用激光下料的话板宽又超过了现有设备的加工范围。我们现有的激光切割机标称最大加工范围只有2米,而这块板的长宽尺寸都已经超过了2米,理论上讲是无法加工的。

⑶如何开焊接坡口,我们没有现成的开坡口设备。

图1 燃料油箱外形图

图2 某一块箱体板外形尺寸

解决对策

对于加工幅面超宽的问题,我们发现产品宽度实际上只比激光切割机标称宽度大20mm,设备会不会有这20mm的加工余量?我们实地确认了一下激光切割机的行程,发现其Y轴方向实际行程范围可以达到2040mm,刚好满足产品要求。再经过详细确认机床工作台、夹爪、床身框架等的空间最大限度后,确定毛料尺寸为2035mm×2250mm,用这样的毛料可以在激光切割机上一次切割出箱体板,那些小长孔也无需另行加工。

解决了下料问题后接下再来解决开焊接坡口的问题,工厂现有一台闲置的手动等离子切割机,我们决定为其配上自行小车来切割焊接坡口。

因为自行小车及导轨都可以在五金市场上买到,不成问题,所以板材的固定方法成为了重点解决的关键因素。另外,为增强通用性,要设计成通用的板材托架,以满足对不同规格的板料的切割需求。

本次需要开坡口的箱体板有两种厚度,分别是10mm和12mm,坡口角度都是45°,为使等离子切割所产生的毛刺的影响降低到最小,将板料倾斜45°放置,等离子切割头垂直向下,参见图3。

图3 板料倾斜45°放置,等离子切割头垂直向下

板料托架除了能使板料呈45°放置外,还能使多种板料的各个边都可以切割。托架最下面的主方管内焊接有螺母,配合螺栓固定压板挡块。吊装板料前先将压板伸出并用螺栓夹紧,然后吊入板料,此时板料被压板挡住不能下滑,完成板料定位。板料的定位要准,否则会影响坡口尺寸。板料定位好了以后,用两到四只“F”形夹钳夹紧板料,再松开压板挡块并移开,使挡块不会被等离子切到,至此板料装卡完成,将切割头移动至切割起始点就可以切割了。

图4和图5是实际切割时的照片,较长的直线段自动切割,圆弧部分及较短的直线段辅以人工用砂轮机打磨出坡口,这套装置已经应用于日常生产,取得了较为满意的效果。

图4 实际切割图1

图5 实际切割图2

改进与提高

目前这套切割装置只能切割简单的直线坡口,不能开圆弧坡口。另外还需要增加集尘装置以降低切割烟气对车间环境的污染。

结束语

对于板料开焊接坡口的问题,虽然在市场上有多种现成的设备供用户选择,但未必都完全适用,要么设备成本高,要么效率低、针对性差,本文是立足于工厂现状实现少花钱多办事的一个实例。在追求柔性生产、智能制造的今天,针对特定的工序,那些简单有效的解决方案依旧是制造型企业的制胜法宝,不可忽视,在中小型企业尤为如此。