CN105750835A - 法兰端板加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种法兰端板加工工艺，包括对毛坯连铸连轧热弯成型得到整卷毛坯半成品、堆集冷却后、切割、焊接、校平、车削等步骤，整个生产过程为在线监控生产自动化，使法兰端板的成品生产实现规模化，采用本发明工艺其工序及设备少，有效提高了法兰端板的生产效率，同时保证所生产法兰端板的质量统一，符合国家相关标准，以及具有低成本的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及制造工艺，尤其是一种法兰端板加工工艺。
【背景技术】
随着我国经济的高速发展，建筑业基础工程遇到了前所未有的发展机遇，基础工程市场非常广阔。特别是近年推广使用先张法预压力混凝土管桩作为建筑物承重基础后，管桩用法兰端板(以下简称法兰端板)的市场需求更是逐年趋旺而且是需求量巨大。最初的法兰端板，一般用Q235热轧钢板切割内圆、外圆而成，这种方法制造的法兰端板边角余料大，切割损耗大，成本高。
为此，国内先后出现了离心铸造、铸锻、扁钢冷弯、地条钢轧制后热弯等生产法兰端板的工艺。采用离心铸造，其产品内部组织晶粒粗大，内应力大，表面粗糙，容易产生裂纹；采用铸锻，其产品有气孔、夹渣、成份不稳定以及质量不稳定；采用扁钢冷弯，则生产工序多、成本高；采用地条钢轧制，其产品存在内部质量不稳定的缺陷，而且地条钢为国家明令禁止生产。
以上这些法兰端板的生产方法虽然比直接用钢板切割法成本低，但仍达不到国家标准(JC/T947--2005)对制作法兰端板的要求，属低质量产品，且多数为作坊式的小厂生产，没有化学成份检测、力学性能检测等质量控制手段，生产工艺较为落后，不能自动化生产。
本发明即针对现有技术的不足而研究提出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种法兰端板加工工艺，采用自动化加工工艺，有效提高生产效率，且保证各法兰端板的质量统一。
为解决上述技术问题，本发明一种法兰端板加工工艺，包括如下步骤：
(1)选Q235钢为法兰端板毛坯，经连铸连轧热弯成型，得整卷毛坯半成品。
(2)根据法兰端板的直径计算优化一整卷毛坯半成品制作不同规格直径法兰端板的数量。
(3)将整卷毛坯半成品堆集冷却至40℃以下。
(4)整卷毛坯半成品转运至锯切割生产线。
(5)将整卷毛坯半成品切割为相应规格的法兰端板。
(6)将切割的法兰端板自动输送至焊接自动化生产线上，并对法兰端板上的焊缝进行自动焊接。
(7)自动堆码收集完成焊接的法兰端板，通过法兰端板自动卸料收集堆码装置自动卸料，并堆码成幢，每50件为一幢，法兰端板自动卸料收集堆码装置包括液压收集台车和装有导电锥形重锤自动计数机构，来料法兰端板接触导电锥形重锤，则接通电源，收集台车相应下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板达到50件时，即不与导电锥形重锤接触为止，收集台车停止下降，位于收集工位的1号收集台车收集完成，自动退至吊装工位，等待收集工件的2号收集台车则自动进入收集工位。
(8)校平法兰端板，将收集台车上所收集的法兰端板自动吊装至转运平车，并运到法兰端板旋压校平工位，通过法兰端板旋压校平机对法兰端板进行旋压校平。
(9)车削法兰端板，将法兰端板自动转运至车加工生产线，法兰端板车床自动上下料机和立式数控车床组合成一整体，统一编程控制，其中自动上下料机的抬板机构升高至车床卡盘上平面，上料送料机构将法兰端板推至卡盘中心位置，送料机构复位，上料小车上升一块法兰端板厚度的距离，抬板机构下降到位，卡盘夹紧法兰端板，进行车削加工。
车削加工完成后，卡盘松开法兰端板，抬板机构上升至车床卡盘上平面，下料钩则将法兰端板钩出至下料小车，下料小车下降一件法兰端板厚度的距离；同时上料送料机构再将另一法兰端板推至卡盘中心位置，进行上料以循环加工；当连续加工至50块法兰端板时，车床停止运转，吊出堆垛成幢的法兰端板。
(10)完成车削加工的法兰端板由转运车运送至孔加工工位，由四位一体孔加工机床与自动上下料机组合成一整体，统一编程控制，最后四位一体机床的板定位机构自动松开，卸载法兰端板，并通过自动喷码机对工件进行编码字号，自动下料机将完成加工的法兰端板堆垛成幢，至完成堆垛50件为一幢，再吊运入库并抽样检验。
(11)入库，将法兰端板按设计要求逐一验收。
所述步骤(8)中，法兰端板旋压校平机包括法兰端板旋压机和自动上下料机构，自动上料机安装在法兰端板旋压机前端，且设有2台法兰端板轨道装料台车，每一法兰端板轨道装料台车可装2幢法兰端板，当一法兰端板轨道装料台车上料工作时，另一法兰端板轨道装料台车吊装备料，自动上料机在法兰端板旋压机前端中心位置安装有电磁吸盘、液压开关平台装置和液压油缸推送装置，电磁吸盘由液压油缸推送装置控制上下动作；自动收集机安装在法兰端板旋压机后端，且设有1台法兰端板液压收集台车。
先通过PLC编程控制电源开关启动，法兰端板轨道装料台车装好2幢法兰端板后由液压油缸推送装置推至定位上料位置，液压开关平台装置打开，电磁吸盘在液压油缸推送装置控制下行至法兰端板上平面并将其吸紧，之后上升至上限位点，液压开关平台装置关闭，电磁吸盘松开，法兰端板降落在液压开关平台上，液压油缸推送装置再将法兰端板送到旋压校平机中心位置，液压油缸推送装置复位，法兰端板旋压校平机下压旋转2圈，则完成一块法兰端板的校正校平工作并停转。
在旋压校平机工作同时，电磁吸盘完成下行以吸取另一法兰端板，液压开关平台开关准备送料，法兰端板旋压校平机对工件完成校平动作停转后，液压油缸推送装置进行下一法兰端板送料，未经旋压校平的工件进入旋压校平机中心位置的同时，将已完成旋压校平加工的法兰端板推出至法兰端板液压收集台车内，每加工一法兰端板后收集台车下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板堆垛达到50件；此时，由起重机吊出收集台车。
与现有技术相比，采用本发明工艺，有效提高了法兰端板的生产效率，同时保证所生产法兰端板的质量统一，符合国家相关标准，以及具有低成本的特点。
【具体实施方式】
下面对本发明的实施方式作详细说明。
本发明一种法兰端板加工工艺，包括如下步骤：
(1)选Q235钢为法兰端板毛坯，经连铸连轧热弯成型，得整卷毛坯半成品。
(2)根据法兰端板的直径计算优化一整卷毛坯半成品制作不同规格直径法兰端板的数量，以尽量减少边角料的损耗浪费。将优化计算，一整卷毛坯半成品分别对应制作如下规格法兰端板的数量，即直径为￠300mm的法兰端板可制作32件，直径为￠400mm的法兰端板可制作30件，直径为￠500mm的法兰端板可制作30件，直径为￠600mm的法兰端板可制作25件，直径为￠700mm的法兰端板可制作13件，直径为￠800mm的法兰端板可制作10件，直径为￠1000mm的法兰端板可制作6件。
(3)将整卷毛坯半成品堆集冷却至40℃以下。
(4)整卷毛坯半成品转运至锯切割生产线，并通过机械手臂将整卷毛坯半成品吊装至带锯切割机的锯切工作平台车上。
(5)通过带锯机将整卷毛坯半成品切割为相应规格的单片法兰端板。工作时，1人操作2台带锯切割机，每台带锯切割机下设2个工位锯切工作平台车，一工位锯切工作平台车在锯切时，另一工位锯切工作平台车在装卸工件料，实现连续作业，提高设备的利用率，具有锯切效率高的特点。
(6)通过机械手将全部法兰端板卸装至自动转运平车，并转运至焊接自动化生产线，各件法兰端板有序自动上料至焊接辊道上，到达焊接平台后，逐一转动法兰端板，焊缝红外线跟踪检测装置对焊缝进行检测，确定焊缝位置并对准焊接部位时，夹具自动夹紧以将焊缝定位，焊接机械手的CO2焊枪自动完成焊接过程。
(7)完成焊缝后，通过法兰端板自动卸料收集堆码装置自动卸料，并堆码成幢，每50件为一幢，法兰端板自动卸料收集堆码装置包括液压收集台车和装有导电锥形重锤自动计数机构，来料法兰端板接触导电锥形重锤，则接通电源，收集台车相应下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板达到50件时，即不与导电锥形重锤接触为止，收集台车停止下降，位于收集工位的1号收集台车收集完成，自动退至吊装工位，等待收集工件的2号收集台车则自动进入收集工位，周而复始上述动作，法兰端板则被自动码堆，实现法兰端板的自动码放及收集。
(8)经焊接和焊缝加工后的法兰端板由于焊接产生应力，使之变形，须再经过旋压校平作业以确保整个法兰端板表面平整。为此，将收集台车上所收集的法兰端板吊装至转运平车，并运到法兰端板旋压校平工位，通过法兰端板旋压校平机校平法兰端板，法兰端板旋压校平机包括法兰端板旋压机和自动上下料机构，自动上料机安装在法兰端板旋压机前端，且设有2台法兰端板轨道装料台车，每一法兰端板轨道装料台车可装2幢法兰端板，当一法兰端板轨道装料台车上料工作时，另一法兰端板轨道装料台车吊装备料，自动上料机在法兰端板旋压机前端中心位置安装有电磁吸盘、液压开关平台装置和液压油缸推送装置，电磁吸盘由液压油缸推送装置控制上下动作；自动收集机安装在法兰端板旋压机后端，且设有1台法兰端板液压收集台车。
法兰端板旋压校平机及自动上料机工作时，通过PLC编程控制电源开关启动，法兰端板轨道装料台车装好2幢法兰端板后由液压油缸推送装置推至定位上料位置，液压开关平台装置打开，电磁吸盘在液压油缸推送装置控制下行至法兰端板上平面并将其吸紧，之后上升至上限位点，液压开关平台装置关闭，电磁吸盘松开，法兰端板降落在液压开关平台上，液压油缸推送装置再将法兰端板送到旋压校平机中心位置，液压油缸推送装置复位，法兰端板旋压校平机下压旋转2圈，则完成一块法兰端板的校正校平工作并停转。
在旋压校平机工作时，电磁吸盘完成下行以吸取另一法兰端板，液压开关平台开关准备送料，法兰端板旋压校平机对工件完成校平动作停转后，液压油缸推送装置进行下一法兰端板送料，未经旋压校平的工件进入旋压校平机中心位置的同时，将已完成旋压校平加工的法兰端板推出至法兰端板液压收集台车内，每加工一法兰端板后收集台车下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板堆垛达到50件；此时，由起重机吊出收集台车。
自动上料收集机构及法兰端板旋压校平机以直径为￠500的法兰端板为例，经计时测试，每件法兰端板加工周期为7钞，50件法兰端板连续加工时间为350钞，如加上辅助时间每块法兰端板加工时长按10钞计算，每班工作时间按8小时计算，一台旋压校平机完成旋压校平工步的产量可达2880件；一个工人可操作控制2台旋压校平机，比原来每台旋压校平机由2个人操作而节约1.5人，节约了生产成本。
(9)法兰端板转运至车加工生产线，法兰端板车床自动上下料机和立式数控车床组合成一整体，统一编程控制。其中自动上下料机的抬板机构升高至车床卡盘上平面，上料送料机构将法兰端板推至卡盘中心位置，送料机构复位，上料小车上升一块法兰端板厚度的距离，抬板机构下降到位，卡盘夹紧法兰端板，进行车削加工。
车削加工完成后，卡盘松开法兰端板，抬板机构上升至车床卡盘上平面，下料钩则将法兰端板钩出至下料小车，下料小车下降一件法兰端板厚度的距离；同时上料送料机构再将另一法兰端板推至卡盘中心位置，进行上料以循环加工；当连续加工至50块法兰端板时，车床停止运转，吊出堆垛成幢的法兰端板。
(10)完成车削加工的法兰端板由转运车运送至孔加工工位，由四位一体孔加工机床与自动上下料机组合成一整体，统一编程控制。四位一体孔加工机床包括机架及四个群孔加工动力头，可群钻孔、群攻丝、群铣槽加工，为此，法兰端板上的通孔、沉孔、螺纹孔及槽孔经一次装夹定位加工完成，四个群孔加工动力头分别是：钻直径为￠24mm通孔动力头，攻M27牙的攻丝动力头，钻直径分别为￠16mm、￠18mm、￠20mm、￠23mm沉头孔动力头，铣直径分别为￠8mm、￠10mm、￠12mm、￠14mm的连接槽动力头。以直径为￠600的法兰端板为例，群孔的个数为16组。
加工时：自动上料机将法兰端板送至四位一体机床的工作台上，夹紧机构自动对法兰端板进行定位并夹紧，钻￠24mm通孔动力头转动工作以钻孔，完成钻孔后则自动退出复位；攻M27牙的攻丝动力头转动工作以进刀攻丝，到位后则反转自动退出复位；四位一体机床的板定位机构移动至钻沉头孔动力头位置，自动定位并锁紧，钻沉头孔动力头转动工作以钻沉头孔至设定深度，完成后则自动复位；铣连接槽动力头转动工作以加工槽，完成后自动复位。最后四位一体机床的板定位机构自动松开，卸载法兰端板，并通过自动喷码机对工件进行编码字号，自动下料机将完成加工的法兰端板堆垛成幢，至完成堆垛50件为一幢，再吊运入库并抽样检验。
(11)入库时，将法兰端板按设计要求逐一验收。
Claims (2)
1.一种法兰端板加工工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)选Q235钢为法兰端板毛坯，经连铸连轧热弯成型，得整卷毛坯半成品；
(2)根据法兰端板的直径计算优化一整卷毛坯半成品制作不同规格直径法兰端板的数量；
(3)将整卷毛坯半成品堆集冷却至40℃以下；
(4)整卷毛坯半成品转运至锯切割生产线；
(5)将整卷毛坯半成品切割为相应规格的法兰端板；
(6)将切割的法兰端板自动输送至焊接自动化生产线上，并对法兰端板上的焊缝进行自动焊接；
(7)自动堆码收集完成焊接的法兰端板，通过法兰端板自动卸料收集堆码装置自动卸料，并堆码成幢，每50件为一幢，法兰端板自动卸料收集堆码装置包括液压收集台车和装有导电锥形重锤自动计数机构，来料法兰端板接触导电锥形重锤，则接通电源，收集台车相应下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板达到50件时，即不与导电锥形重锤接触为止，收集台车停止下降，位于收集工位的1号收集台车收集完成，自动退至吊装工位，等待收集工件的2号收集台车则自动进入收集工位；
(8)校平法兰端板，将收集台车上所收集的法兰端板自动吊装至转运平车，并运到法兰端板旋压校平工位，通过法兰端板旋压校平机对法兰端板进行旋压校平；
(9)车削法兰端板，将法兰端板自动转运至车加工生产线，法兰端板车床自动上下料机和立式数控车床组合成一整体，统一编程控制，其中自动上下料机的抬板机构升高至车床卡盘上平面，上料送料机构将法兰端板推至卡盘中心位置，送料机构复位，上料小车上升一块法兰端板厚度的距离，抬板机构下降到位，卡盘夹紧法兰端板，进行车削加工；
车削加工完成后，卡盘松开法兰端板，抬板机构上升至车床卡盘上平面，下料钩则将法兰端板钩出至下料小车，下料小车下降一件法兰端板厚度的距离；同时上料送料机构再将另一法兰端板推至卡盘中心位置，进行上料以循环加工；当连续加工至50块法兰端板时，车床停止运转，吊出堆垛成幢的法兰端板；
(10)完成车削加工的法兰端板由转运车运送至孔加工工位，由四位一体孔加工机床与自动上下料机组合成一整体，统一编程控制，最后四位一体机床的板定位机构自动松开，卸载法兰端板，并通过自动喷码机对工件进行编码字号，自动下料机将完成加工的法兰端板堆垛成幢，至完成堆垛50件为一幢，再吊运入库并抽样检验；
(11)入库，将法兰端板按设计要求逐一验收。
2.根据权利要求1所述一种法兰端板加工工艺，其特征在于所述步骤(8)中，法兰端板旋压校平机包括法兰端板旋压机和自动上下料机构，自动上料机安装在法兰端板旋压机前端，且设有2台法兰端板轨道装料台车，每一法兰端板轨道装料台车可装2幢法兰端板，当一法兰端板轨道装料台车上料工作时，另一法兰端板轨道装料台车吊装备料，自动上料机在法兰端板旋压机前端中心位置安装有电磁吸盘、液压开关平台装置和液压油缸推送装置，电磁吸盘由液压油缸推送装置控制上下动作；自动收集机安装在法兰端板旋压机后端，且设有1台法兰端板液压收集台车；
先通过PLC编程控制电源开关启动，法兰端板轨道装料台车装好2幢法兰端板后由液压油缸推送装置推至定位上料位置，液压开关平台装置打开，电磁吸盘在液压油缸推送装置控制下行至法兰端板上平面并将其吸紧，之后上升至上限位点，液压开关平台装置关闭，电磁吸盘松开，法兰端板降落在液压开关平台上，液压油缸推送装置再将法兰端板送到旋压校平机中心位置，液压油缸推送装置复位，法兰端板旋压校平机下压旋转2圈，则完成一块法兰端板的校正校平工作并停转；
在旋压校平机工作同时，电磁吸盘完成下行以吸取另一法兰端板，液压开关平台开关准备送料，法兰端板旋压校平机对工件完成校平动作停转后，液压油缸推送装置进行下一法兰端板送料，未经旋压校平的工件进入旋压校平机中心位置的同时，将已完成旋压校平加工的法兰端板推出至法兰端板液压收集台车内，每加工一法兰端板后收集台车下降一件法兰端板厚度的距离，直到法兰端板堆垛达到50件；此时，由起重机吊出收集台车。
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