CN101372074A - 一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，采用钢板卷曲成型，经划线、下料；预弯；切割预弯段并开坡口；卷制成型；装配、焊接；校正；切割；得到滑轮轮缘毛坯。轮缘毛坯变形小，加工余量较小，材料利用率高，承载力较高，焊缝质量容易得到保证，毛坯的整体强度较高。加工方法简便，工序紧凑，便于采用自动化加工设备，既可保证加工质量，提高成品率，又可节约加工成本，缩短工期，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械零件的成型加工方法，具体来说涉及一种采用钢板卷曲成型方式制作大直径滑轮轮缘毛坏的批量加工方法。
背景技术
目前，大直径滑轮，特别是大直径超薄型滑轮通常采用锻、焊结构。其中轮缘可以采用环锻件，也可以采用钢板下料成部分圆弧段然后拼接而成。如果轮缘采用环锻件，锻件的吨位价值高、加工余量大，所以原材料成本高，加工周期长。而采用钢板下料拼接方式，钢板利用率低、装配要求高、焊接要求高、焊接变形大，所以制造比较困难，加工工序多，制造成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有大直径滑轮轮缘毛坯加工方法工序多，周期长，焊接变形大，制造成本高的缺陷和不足，提出一种工艺简单，加工方便，加工精度易于保证，生产效率较高的大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法。它原材料利用率高，制造成本低。
本发明的目的是通过以下方式实现的：一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，包括以下步骤：
A.划线、下料
按照滑轮轮缘毛坯的断面高度尺寸选取相应厚度的钢板，在钢板上按滑轮轮缘毛坯展开的长度尺寸放样划出滑轮轮缘毛坯展开长度线，在滑轮轮缘毛坯展开长度线的两端分别加上预弯段长度划出钢板的长度线，按滑轮轮缘数量与滑轮轮缘毛坯宽度尺寸的乘积划出钢板的宽度线，沿钢板长度线和宽度线切割下料得到成型钢板；
B.预弯
在卷板机上对成型钢板的长度方向两端进行抽头预弯，直至钢板弯曲段的圆弧半径等于滑轮轮缘毛坯的半径；
C.切割预弯段并开坡口
按划线切除预弯段并在成型钢板长度方向的两端开焊接坡口；
D.卷制成型
将切除预弯段的成型钢板在卷板机上卷成圆筒状；
E.装配、焊接
焊接卷制后圆筒状成型钢板的对接缝，制成钢圆筒；
F.校正
将焊接后的钢圆筒在卷板机上卷制校正，直至其直径滑轮轮缘毛坯的尺寸要求；
G.切割
将校正后的钢圆筒按滑轮轮缘毛坯的宽度线分别切割，得到滑轮轮缘毛坯。
所述步骤A中，两条钢板宽度线之间的距离不小于钢板厚度的3倍。
所述步骤A中，滑轮轮缘毛坯的断面高度尺寸中机加工余量为6-15毫米，滑轮轮缘毛坯的宽度尺寸中机加工余量为20-30毫米，预弯段长度为钢板厚度的4-6倍。
所述步骤A中，在钢板宽度线内，分别划出各滑轮轮缘毛坯的宽度线，并在滑轮轮缘毛坯的宽度线上钻出启弧孔。
所述步骤A中，在滑轮轮缘毛坯展开长度线上均匀打上洋冲眼，并在滑轮轮缘毛坯毛坯展开长度线的内侧按焊接坡口的钝边尺寸在钢板的两面均匀打上洋冲眼，所述坡口的角度为50°-70°。
所述步骤A中，切割下料出成型钢板后，用砂轮打磨成型钢板宽度方向的两侧边，使其成为圆角，同时在其两侧边上对称焊接四个吊耳。
所述步骤E中，将圆筒状成型钢板放置在滚轮胎架上采用自动焊焊接对接缝。
所述步骤F中，钢圆筒在卷板机上卷制校正后，对钢圆筒进行超声波探伤检查。
所述步骤G中，将可定心的半自动乙炔切割机置于钢圆筒圆心处，乙炔割刀点火后，从启弧孔下刀并按滑轮轮缘毛坯的宽度线划圆依次切割出滑轮轮缘毛坯。
与现有技术相比本发明具有以下明显的优点：
1.本发明方法卷制毛坯，轮缘毛坯变形小，加工余量较小，材料利用率高，钢板比锻件便宜1/3左右，因此制造成本大大降低。
2.滑轮轮缘毛坯上的焊缝少，仅一条对接焊缝，结构的可靠性较高，由于多滑轮轮缘毛坯成批量加工，钢圆筒的筒体较长，焊接纵焊缝时可以采用埋弧自动焊来焊接，焊缝质量容易得到保证，毛坯的整体强度较高。
3.加工方法简便，工序紧凑，便于采用自动化加工设备，即可保证加工质量，提高成品率，又可节约加工成本，缩短工期，生产效率高。
4.毛坯材料的金相结构均匀，由于卷制时，卷制方向平行钢板的轧制方向，金属纤维呈弧形层状布置，承载力较高。
附图说明
图1是本发明滑轮轮缘毛坯展开的钢板划线示意图：
图2是滑轮的结构示意图。
图中，滑轮轮缘毛坯展开长度线1，钢板长度线2，钢板宽度线3，滑轮轮缘毛坯的宽度线4，启弧孔5，吊耳6，滑轮轮缘7。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
参见图1，图2，一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，包括以下步骤：
A.划线、下料
按照滑轮轮缘断面高度尺寸并预留机加工余量选取相应厚度的钢板，在钢板上按滑轮轮缘7展开的长度尺寸放样划出滑轮轮缘毛坯展开长度线1，在滑轮轮缘毛坯展开长度线1的两端分别加上预弯段长度划出钢板的长度线2，并按钢板厚度的至少3倍划出钢板的宽度线3，沿钢板长度线2和宽度线3切割下料得到成型钢板；划线完成后，应保证所划出矩形的对角线长度一致，不得产生错边现象。
B.预弯
在卷板机上对成型钢板的长度方向两端进行抽头预弯，直至钢板弯曲段的圆弧半径等于滑轮轮缘毛坯的半径；
C.切割预弯段并开坡口
按划线切除预弯段并在成型钢板长度方向的两端开焊接坡口；
D.卷制成型
将切除预弯段的成型钢板在卷板机上卷成圆筒状；
E.装配、焊接
焊接卷制后圆筒状成型钢板的对接缝，制成钢圆筒；可以将圆筒状成型钢板放置在滚轮胎架上采用自动焊焊接对接缝。
F.校正
将焊接后的钢圆筒在卷板机上卷制校正，直至其直径滑轮轮缘毛坯的尺寸要求；钢圆筒在卷板机上卷制校正后，还可以对钢圆筒进行超声波探伤检查。
G.切割
将校正后的钢圆筒按滑轮轮缘毛坯的宽度线4分别切割，得到滑轮轮缘毛坯。具体操作中，可以将可定心的半自动乙炔切割机置于钢圆筒圆心处，乙炔割刀点火后，从启弧孔下刀并按滑轮轮缘毛坯的宽度线4划圆依次切割出滑轮轮缘毛坯。
根据金属材料弯曲成型的原理，如果按单个滑轮轮缘毛坯宽度尺寸或较窄的尺寸裁取钢板，钢板的宽度大致与厚度相等，内层材料受到压缩，向宽度方向移动，使工件的横向宽度增加；外层材料受到拉伸后，材料的不足便由宽度、厚度方向来补充，致使宽度变窄，从而产生了弯曲横断面的比较大的畸变，需要留非常多的加工余量，材料利用率低，加工成本高。但当钢板的宽度为其厚度的3倍以上时，由于横向变形阻力增大，钢板的拘束度提高，弯曲时的其断面变形很小，卷制时钢板的变形可以忽略不计，而且在使用滑轮的同一机构中，同直径滑轮的数量通常较多，所以一次性制作多个滑轮轮缘毛坯不仅可以使钢板卷制时的变形降至最低，焊接质量易于保证，而且节省材料，加工工期缩短，滑轮轮缘毛坯加工的成品率提高，生产效率提高。因此所述步骤A中，两条钢板宽度线3之间的距离不小于钢板厚度的3倍。即成型钢板的宽度是其厚度的3倍或3倍以上。具体的宽度尺寸可以按照滑轮7的数量以及钢板的实际宽度选定。在钢板宽度线3内，可分别划出各滑轮轮缘毛坯的宽度线4，并在滑轮轮缘毛坯的宽度线4上钻出启弧孔5。
所述滑轮轮缘毛坯的断面高度尺寸中机加工余量为6-15毫米，滑轮轮缘毛坯的宽度尺寸中机加工余量为20-30毫米，预弯段长度为钢板厚度的4-6倍。还可以在滑轮轮缘毛坯展开长度线1上均匀打上洋冲眼，并在滑轮轮缘毛坯展开长度线1的内侧按焊接坡口的钝边尺寸在钢板的两面均匀打上洋冲眼，所述坡口的角度为50°-70°。
切割下料得到成型钢板后，用砂轮打磨成型钢板宽度方向的两侧边，使其成为圆角，同时在其两侧边上对称焊接四个吊耳6。以便于将成型钢板吊入卷板机中。
参见图1，图2，采用本发明方法批量加工大直径滑轮轮缘毛坯，该滑轮轮缘7的技术要求是：滑轮直径Φ3940毫米，钢丝绳直径Φ64毫米，滑轮轮缘7的宽度140毫米，滑轮轮缘7断面的高度120毫米。以滑轮轮缘7断面的高度确定滑轮轮缘毛坯的断面高度，并预留10毫米的机加工余量，即钢板的厚度为130毫米；以滑轮轮缘7的宽度确定滑轮轮缘毛坯的宽度并预留25毫米机加工余量即滑轮轮缘毛坯的宽度为165毫米，滑轮轮缘毛坯的展开长度为3940×3.1415，预弯段长度为650毫米，根据原料钢板的实际宽度，按9个滑轮轮缘毛坯宽度并列的数值划出钢板宽度线3，并划出各滑轮轮缘毛坯的宽度线4，然后在滑轮轮缘毛坯的宽度线4上等分钻出三排启弧孔5，启弧孔5的直径为10-20毫米，间距为1-2米。同时在滑轮轮缘毛坯展开长度线1上均匀打上洋冲眼，并在滑轮轮缘毛坯展开长度线1的内侧按焊接坡口的钝边尺寸在钢板的两面均匀打上洋冲眼，所述坡口的角度为60°。切割下料得到成型钢板后，用砂轮打磨成型钢板宽度方向的两侧边，使其成为圆角，圆角的半径为5毫米，同时在其两侧边上对称焊接四个吊耳6，吊耳6的厚度略小于钢板的厚度。
用起重机从将成型钢板吊入卷板机中预弯，预弯后，用乙炔割刀按滑轮轮缘毛坯展开长度线1上的洋冲眼切除钢板长度两侧的预弯段，并按钢板两面上的坡口洋冲眼切割出坡口。再将将切除预弯段的成型钢板在卷板机上卷成圆筒状，将圆筒状成型钢板放置在滚轮胎架上采用埋弧自动焊焊接对接缝。将焊接后的钢圆筒在卷板机上卷制校正，直至其直径滑轮轮缘毛坯的尺寸要求，并对钢圆筒进行超声波探伤检查。然后切除四个吊耳6，并将钢圆筒垂直放置，将可定心的半自动乙炔切割机置于钢圆筒圆心处，其乙炔割刀点火后，从启弧孔下刀并按滑轮轮缘毛坯的宽度线4划圆切割，每切下一个滑轮轮缘毛坯，须吊开后，再切割下一个滑轮轮缘毛坯，按此操作，依次切割出9个滑轮轮缘毛坯。
Claims (9)
1.一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.划线、下料
按照滑轮轮缘毛坯的断面高度尺寸选取相应厚度的钢板，在钢板上按滑轮轮缘展开的长度尺寸放样划出滑轮轮缘毛坯展开长度线，在滑轮轮缘毛坯展开长度线的两端分别加上预弯段长度划出钢板的长度线，按滑轮轮缘数量与滑轮轮缘毛坯宽度尺寸的乘积划出钢板的宽度线，沿钢板长度线和宽度线切割下料得到成型钢板；
B.预弯
在卷板机上对成型钢板的长度方向两端进行抽头预弯，直至钢板弯曲段的圆弧半径等于滑轮轮缘毛坯的半径；
C.切割预弯段并开坡口
按划线切除预弯段并在成型钢板长度方向的两端开焊接坡口；
D.卷制成型
将切除预弯段的成型钢板在卷板机上卷成圆筒状；
E.装配、焊接
焊接卷制后圆筒状成型钢板的对接缝，制成钢圆筒；
F.校正
将焊接后的钢圆筒在卷板机上卷制校正，直至其直径滑轮轮缘毛坯的尺寸要求；
G.切割
将校正后的钢圆筒按滑轮轮缘毛坯的宽度线分别切割，得到滑轮轮缘毛坯。
2.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤A中，两条钢板宽度线之间的距离不小于钢板厚度的3倍。
3.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤A中，滑轮轮缘毛坯的断面高度尺寸中机加工余量为6-15毫米，滑轮轮缘毛坯的宽度尺寸中机加工余量为20-30毫米，预弯段长度为钢板厚度的4-6倍。
4.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤A中，在钢板宽度线内，分别划出各滑轮轮缘毛坯的宽度线，并在滑轮轮缘毛坯的宽度线上钻出启弧孔。
5.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤A中，在滑轮轮缘毛坯展开长度线上均匀打上洋冲眼，并在滑轮轮缘毛坯展开长度线的内侧按焊接坡口的钝边尺寸在钢板的两面均匀打上洋冲眼，所述坡口的角度为50°-70°。
6.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤A中，切割下料出成型钢板后，用砂轮打磨成型钢板宽度方向的两侧边，使其成为圆角，同时在其两侧边上对称焊接四个吊耳。
7.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤E中，将圆筒状成型钢板放置在滚轮胎架上采用自动焊焊接对接缝。
8.根据权利要求1所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤F中，钢圆筒在卷板机上卷制校正后，对钢圆筒进行超声波探伤检查。
9.根据权利要求3所述的一种大直径滑轮轮缘毛坯的批量加工方法，其特征在于；所述步骤G中，将可定心的半自动乙炔切割机置于钢圆筒圆心处，乙炔割刀点火后，从启弧孔下刀并按滑轮轮缘毛坯的宽度线划圆依次切割出滑轮轮缘毛坯轮缘。
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