CN110560941A - 一种开式压力机床身拼装及焊接工艺 - Google Patents

一种开式压力机床身拼装及焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，将床身拆分为多个零件进行模块化拼焊，拼装焊接制成左墙板合件以及右墙板合件后，再采用床身倒立与其他零件进行总拼，焊接采用对称法、多次翻转的焊接方法。本发明的优点是：取消了划线工序，替代了人工校正床身形位要求，降低作业难度，提高效率；减少因焊接热量集中引起的焊接变形；采用使焊接变形减少，减少加工余量的同时使工作效率提升1倍；焊后回火处理提高了床身尺寸的稳定性，提高了整机使用的可靠性和精准性。

Description

一种开式压力机床身拼装及焊接工艺
技术领域
本发明涉及开式压力机床身加工领域，尤其是涉及一种开式压力机床身拼装及焊接工艺。
背景技术
压力机属于一种锻压设备，广泛应用于汽车制造、工程机械、航空航天等多个领域，其中床身部件是压力机的重要部件，用于安装滑块体、曲轴、齿轮、离合器、工作台板，且承担压力机主体负荷；而床身制造精度对所加工产品的稳定性和精准性有重要影响，所以需确保床身的整体结构强度，床身的质量好坏直接影响到整部设备的品质。
床身部件采用焊接件制作，主要由中隔板、后隔板、前挡板、墙板、衬板等平板类零件拼装组合而成，之后采用机械手自动焊接完成，床身拼装后的外形扭曲及各板的开档尺寸要求精确，因为其关系到焊接自动化的实现和装配过程中曲轴与滑块的装配精度。拼装时如何保证床身外形和各板之间平行度、垂直度至关重要，而现有拼装及焊接工艺存在以下问题：拼装工序通常采用床身侧躺法，各拼装部件需要划出定位线，弹出墨线做标记，并手工校正垂直度和平行度，操作困难并且一致性差，而且工序复杂，施工效率低；床身所有零件拼装完成后集中进行焊接，造成焊缝集中，对同一位置连续施焊导致焊后孔位、内撑板平行度、垂直度等均存在较大的变形量，镗铣加工床身时存在无余量，导致加工困难和生产效率低；床身机械加工完成后静置一段时期后出现尺寸偏差问题，整机装配后在长期工作后出现精度降低、扭曲变形等问题。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，使得床身拼焊效率高、变形小、质量稳定。
技术方案：一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，包括以下步骤：
步骤一：检查拼装平台的水平度，检查所述零件尺寸外观与要求相符，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺；
步骤二：采用床身倒置法自上而下进行拼装，将前板、前挡板置于拼装平台上进行定位，将有坡口一侧朝上放置；
步骤三：将左墙板合件正面朝下竖立放置于拼装平台上，并通过前板和前挡板定位，测量调整左墙板合件的垂直度使符合要求；
步骤四：在左墙板合件上拼装油箱前板、油箱后板、后挡板，保证三者的拼装高度分别符合要求，之后拼装油箱底板、落料板；
步骤五：将右墙板合件正面朝下竖立放置于拼装平台上，并通过拼装平台上的其他已拼装零件进行定位，形成床身框架，保证左墙板合件与右墙板合件之间的间距符合要求；
步骤六：将仪表板、储气罐和底脚连接板插入左墙板合件与右墙板合件之间定位，在前板上拼装左支撑板和右支撑板；
步骤七：对拼装的各零件进行焊接，各零件按长度50～70mm、焊角4～5mm的规范实施定位焊，电流为240～290A，电压为26～30V；
步骤八：床身框架焊接采用气体保护焊，焊前清除焊道里残渣、铁锈、污物，刷防飞溅液，依次翻转将左墙板合件朝上、右墙板合件朝上以及正立进行打底焊，将焊缝置于平焊位置，按对称焊接的方式将焊道全部打底焊接，打底焊道厚5～8mm，电流为320～ 360A，电压为35～37V，打底焊后清理焊道表面焊渣，飞溅及氧化皮，检查打底焊接质量；
步骤九：将床身框架倾斜至焊道位于船型焊位置进行盖面焊，焊接过程依次进行多次翻转，完成各焊道盖面焊接，焊接电流为340～380A，电压为36～38V；
步骤十：对焊接完成后的床身框架采用整体回火，回火温度为560℃～600℃，保温4～6小时后随炉冷却。
进一步的，左墙板合件的拼装焊接包括以下步骤：
步骤1：检查拼装平台的水平度，检查所述零件尺寸外观与要求相符，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺，左墙板以及左衬板的配合面部位，坡口和焊缝附近需去除油污、氧化皮、锈斑，使表面露出金属光泽；
步骤2：将左墙板置于工装基准平台上，在左墙板上定位上导轨、导轨座、下导轨，使三者平齐，上导轨与导轨座之间、导轨座与下导轨之间的间距符合要求；
步骤3：在左墙板上定位电机前支座和电机后支座，使位置符合要求；
步骤4：将步骤1～步骤3中的各零件进行点固焊，点固焊长度至少为20mm，点焊时先点固短边，后点固长边；
步骤5：吊装左衬板有坡口一侧朝下，置于左墙板上并定位，检查贴合间隙以及各面的平齐度使符合要求，焊接各零件制成左墙板合件，连接焊缝采用对称方式施焊完成。
进一步的，右墙板合件的结构以及拼装焊接方式与左墙板合件相同。
进一步的，在步骤一中，拼装平台的水平度标准为0.5mm/M。
进一步的，在步骤三中，左墙板合件的垂直度要求为1.5mm/M及以下。
进一步的，在步骤九中，床身框架倾斜时的倾斜角度为45°。
最佳的，在步骤九中，焊接所使用的焊丝的材质为H08Mn2SiA，尺寸为Ф1.2mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：采用床身倒立拼装法并以简易工装辅助，取消了划线工序，替代了人工校正床身形位要求，降低作业难度，提高效率；将床身拆分为多个零件进行模块化拼焊，拼装焊接制成左墙板合件以及右墙板合件后，再与其他零件进行总拼，分散床身焊缝，减少因焊接热量集中引起的焊接变形；采用对称法、多次翻转的焊接方法使焊接变形减少，减少加工余量的同时使工作效率提升1倍；焊后回火处理提高了床身尺寸的稳定性，提高了整机使用的可靠性和精准性。
附图说明
图1为左墙板合件拼装示意图；
图2为图1中左墙板合件的俯视图；
图3为床身机身拼装示意图；
图4为图3右视图；
图5为压力机床身结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，如图1～5所示，包括左墙板合件1、右墙板合件2的拼装焊接以及整个机床床身框架的拼装及焊接，右墙板合件2的结构以及拼装焊接方式与左墙板合件1相同，左墙板合件1的拼装焊接包括以下步骤：
步骤1：检查拼装平台15的水平度，使水平度达到0.5mm/M，检查所述零件尺寸外观与要求相符，零件平面度要求≤1mm/M，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺，左墙板21以及左衬板22的配合面部位，坡口和焊缝附近需去除油污、氧化皮、锈斑，使表面露出金属光泽；
步骤2：将左墙板21置于工装基准平台15上，在左墙板21上定位上导轨23、导轨座24、下导轨25，使三者平齐，即确认A面平齐，以保证加工余量足够，A面的平齐可用角尺测量确认，要求落差≤1mm，上导轨23与导轨座24之间的间距L1、导轨座 24与下导轨25之间的间距L2需符合要求；
步骤3：在左墙板21上定位电机前支座26和电机后支座27，使位置符合要求，即L3、L4、L5的长度符合要求；
步骤4：将步骤1～步骤3中的各零件进行点固焊，点固焊长度至少为20mm，点焊时先点固短边，后点固长边，从而防止点焊顺序不当导致出现倾斜或翘起现象；
步骤5：吊装左衬板22有坡口一侧朝下，置于左墙板21上并定位，检查贴合间隙以及各面的平齐度使符合要求，用塞尺检查贴合间隙确保间隙≤1mm；用角尺检查B面以及C面平齐，左衬板22与左墙板21在B面以及C面的落差≤1mm；D面处衬板22 端面不得高出墙板21端面，避免总拼时与零件干涉；焊接各零件制成左墙板合件1，连接焊缝采用对称方式施焊完成。
左墙板合件1、右墙板合件2的拼装和焊接完成后，再进行整个机床床身框架的拼装和焊接，具体包括以下步骤：
步骤一：检查拼装平台15的水平度，标准为0.5mm/M，检查所述零件尺寸外观与要求相符，零件平面度要求≤1mm/M，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺；
步骤二：采用床身倒置法自上而下进行拼装，将前板3、前挡板6置于拼装平台15上进行定位，将有坡口一侧朝上放置；
步骤三：将左墙板合件1正面朝下竖立放置于拼装平台15上，并通过前板3和前挡板6定位，测量调整左墙板合件1的垂直度使符合要求，垂直度要求为1.5mm/M及以下；
步骤四：在左墙板合件1上拼装油箱前板4、油箱后板5、后挡板7，保证三者的拼装高度分别符合要求，即使得H1、H2、H3符合要求，油箱前板4与前板3之间的距离H1的尺寸误差需≤1mm，从而避免造成曲轴装配时干涉，之后拼装油箱底板9、落料板8；
步骤五：将右墙板合件2正面朝下竖立放置于拼装平台15上，并通过拼装平台15上的其他已拼装零件进行定位，形成床身框架，保证左墙板合件1与右墙板合件2之间的间距H4符合要求，拼装时，龙门档区域E向外侧预弯2～3mm，龙门档区域E的长度为(H4+2mm)～(H4+3mm)，预留焊接收缩量；
步骤六：将仪表板10、储气罐11和底脚连接板12插入左墙板合件1与右墙板合件2之间定位，在前板3上拼装左支撑板13和右支撑板14，拼装时，各零件接触部位组对间隙需要满足≤2mm，从而起到防止焊接过程变形量大的作用；
步骤七：对拼装的各零件进行焊接，各零件按长度50～70mm、焊角4～5mm的规范实施定位焊，电流为240～290A，电压为26～30V；
步骤八：床身框架焊接采用气体保护焊，焊前清除焊道里残渣、铁锈、污物，刷防飞溅液，依次翻转将左墙板合件1朝上、右墙板合件2朝上以及正立进行打底焊，将焊缝置于平焊位置，按对称焊接的方式将焊道全部打底焊接，打底焊道厚5～8mm，电流为320～360A，电压为35～37V，打底焊后清理焊道表面焊渣，飞溅及氧化皮，检查打底焊接质量；
步骤九：将床身框架倾斜至焊道位于船型焊位置进行盖面焊，倾斜角度为45°，焊接过程依次进行多次翻转，完成各焊道盖面焊接，焊接电流为340～380A，电压为36～ 38V，焊接所使用的焊丝的材质为H08Mn2SiA，尺寸为Ф1.2mm；
步骤十：对焊接完成后的床身框架采用整体回火，回火温度为560℃～600℃，保温4～6小时后随炉冷却。
通过使用上述工艺，能够使得床身拼焊效率高、变形小、质量稳定；本工艺将床身采用倒立的方式拼装，即以床身前板、前撑板为基准平面，将其余部件定位于上侧；用简易工装辅助定位，工装定位基准成L型直角相交(垂直度要求≤0.4mm/M)，保证床身的平行度和垂直度，不需人为调整，提高效率；床身拼焊采用模块化，将左墙板、左衬板、上导轨、下导轨、导轨座、电机前支座、电机后支座拼焊成左墙板部件，对称侧拼焊成右墙板部件；并将上导轨座、下导轨座、导轨座、电机前支座、电机后支座与墙板连接焊缝施焊完成。床身焊接时先打底后焊接，经过13次翻转，按对称位置对称焊接的方法施焊，减少焊接变形；床身焊后通过去应力退火处理，消除焊接残余应力，以保证床身尺寸的稳定性。

Claims (7)

1.一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：检查拼装平台(15)的水平度，检查所述零件尺寸外观与要求相符，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺；
步骤二：采用床身倒置法自上而下进行拼装，将前板(3)、前挡板(6)置于拼装平台(15)上进行定位，将有坡口一侧朝上放置；
步骤三：将左墙板合件(1)正面朝下竖立放置于拼装平台(15)上，并通过前板(3)和前挡板(6)定位，测量调整左墙板合件(1)的垂直度使符合要求；
步骤四：在左墙板合件(1)上拼装油箱前板(4)、油箱后板(5)、后挡板(7)，保证三者的拼装高度分别符合要求，之后拼装油箱底板(9)、落料板(8)；
步骤五：将右墙板合件(2)正面朝下竖立放置于拼装平台(15)上，并通过拼装平台(15)上的其他已拼装零件进行定位，形成床身框架，保证左墙板合件(1)与右墙板合件(2)之间的间距符合要求；
步骤六：将仪表板(10)、储气罐(11)和底脚连接板(12)插入左墙板合件(1)与右墙板合件(2)之间定位，在前板(3)上拼装左支撑板(13)和右支撑板(14)；
步骤七：对拼装的各零件进行焊接，各零件按长度50～70mm、焊角4～5mm的规范实施定位焊，电流为240～290A，电压为26～30V；
步骤八：床身框架焊接采用气体保护焊，焊前清除焊道里残渣、铁锈、污物，刷防飞溅液，依次翻转将左墙板合件(1)朝上、右墙板合件(2)朝上以及正立进行打底焊，将焊缝置于平焊位置，按对称焊接的方式将焊道全部打底焊接，打底焊道厚5～8mm，电流为320～360A，电压为35～37V，打底焊后清理焊道表面焊渣，飞溅及氧化皮，检查打底焊接质量；
步骤九：将床身框架倾斜至焊道位于船型焊位置进行盖面焊，焊接过程依次进行多次翻转，完成各焊道盖面焊接，焊接电流为340～380A，电压为36～38V；
步骤十：对焊接完成后的床身框架采用整体回火，回火温度为560℃～600℃，保温4～6小时后随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于左墙板合件(1)的拼装焊接包括以下步骤：
步骤1：检查拼装平台(15)的水平度，检查所述零件尺寸外观与要求相符，清除所有零件上的铁渣并去除周边毛刺，左墙板(21)以及左衬板(22)的配合面部位，坡口和焊缝附近需去除油污、氧化皮、锈斑，使表面露出金属光泽；
步骤2：将左墙板(21)置于工装基准平台(15)上，在左墙板(21)上定位上导轨(23)、导轨座(24)、下导轨(25)，使三者平齐，上导轨(23)与导轨座(24)之间、导轨座(24)与下导轨(25)之间的间距符合要求；
步骤3：在左墙板(21)上定位电机前支座(26)和电机后支座(27)，使位置符合要求；
步骤4：将步骤1～步骤3中的各零件进行点固焊，点固焊长度至少为20mm，点焊时先点固短边，后点固长边；
步骤5：吊装左衬板(22)有坡口一侧朝下，置于左墙板(21)上并定位，检查贴合间隙以及各面的平齐度使符合要求，焊接各零件制成左墙板合件(1)，连接焊缝采用对称方式施焊完成。
3.根据权利要求1或2所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于：右墙板合件(2)的结构以及拼装焊接方式与左墙板合件(1)相同。
4.根据权利要求1所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于：在步骤一中，拼装平台(15)的水平度标准为0.5mm/M。
5.根据权利要求1所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于：在步骤三中，左墙板合件(1)的垂直度要求为1.5mm/M及以下。
6.根据权利要求1所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于：在步骤九中，床身框架倾斜时的倾斜角度为45°。
7.根据权利要求1所述的一种开式压力机床身拼装及焊接工艺，其特征在于：在步骤九中，焊接所使用的焊丝的材质为H08Mn2SiA，尺寸为Ф1.2mm。
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