大型結構件鏜孔工裝設計

徐工機械建設機械分公司（江蘇徐州 221004）孫 躍 李建華

結構件是工程機械的重要組成部分，如起重機中的車架、轉臺和履帶架等，主要由不同規格的板材下料焊接而成。由于焊接變形大，如鉸點孔、安裝座面等都需要進行鏜銑加工保證尺寸精度。隨著結構件尺寸、質量越來越大，導致加工越來越困難，成本也高，如何利用現有設備，通過設計合理的工裝，完成加工任務一直是個難題。下面的例子是我公司加工某大型產品結構件耳板鉸點孔時設計的一套工裝，該鏜孔工裝簡單實用，加工質量好。

1.出現的問題

此大型結構件外形尺寸是11200 mm×3430 mm×2575 mm，質量約60 t，是組成該產品結構的核心，其余零件通過銷軸與此結構件聯接，因此鏜此結構件的4組鉸點孔是加工中的關鍵工序，如圖1所示為一側鉸點孔，尺寸為φ270 mm，同軸度要求是0.05 mm；由于該結構尺寸大，翻轉困難，要求一次加工到位；加工設備是一臺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鉸點孔時，由于外側立板干涉，只能從內側往外側加工。如圖1可見，兩組耳板鉸點孔上下高度是1700 mm；間距是400 mm，算上板厚其尺寸達到560 mm，因此鏜刀刀桿的長度尺寸要大于700 mm。現有的鏜刀桿直徑小，即使切深很小，鏜外側孔時也顫動很厲害，導致無法加工。由于該孔與銷軸聯接，且是主要的受力部位，必須要保證精度。鑒于此設計了一套工裝提高鏜刀桿剛性，用于加工這4組鉸點孔。

2.工裝主要結構

解決問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支架與外支架兩大部分組成，其內支架包括腹板1、軸套2和調整螺栓3；外支架包括筋板4和底板5（見圖2）。該套工裝的調整部分主要由3根調整螺栓構成，通過調節螺栓的長短來調整刀桿對刀時的對中。

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焊接后車削內孔。由于和刀桿直接接觸，內孔開有油槽，保證和刀桿間具有足夠的潤滑；調整螺栓采用普通螺栓，且將端面車圓，通過調節長短與外支架內孔接觸；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，上面開有聯接孔，便于與工件聯接到一起。

圖1 鉸點孔位置及尺寸

圖2 工裝主要部件

3.實際應用與效果

考慮到要加工4 組鉸點孔，特別是當加工到上部的2組鉸點孔時，距工作臺的高度2400 mm（含墊塊），因此如何方便的固定支架是個問題，這里采用在結構件打安裝孔的方式固定。在鏜完結構件內側的鉸點孔后，試鏜下外耳板找正基準。安裝工裝時，首先在兩耳板間工件壁上打兩個螺紋孔，然后將外支架安裝上，如圖3所示；其次，把刀桿穿上內支架，然后穿過外支架孔，安裝到直角彎頭上，如圖4所示；最后將內支架與外支架組合到一起，調整調整螺栓，根據之前的加工的基準，找正刀桿。通過這種方式，圓滿的解決了加工問題，對加工后的鉸點孔檢測后也完全達到了設計的精度要求。

圖3 加工安裝螺紋孔

在使用該工裝之前，生產首臺該型產品此結構件時，采用的是在干涉側切割500 mm×500 mm工藝孔，鏜完后再將工藝孔堵死焊上的加工方式。由于結構件質量約60 t，翻轉找正困難，采用原加工工藝時，需要在設備工作臺上完成切割4次且焊接4次作業，需要使用火焰切割機和氣保焊機，員工勞動量很大，加工時間長，而且這種方式還會導致結構件整體性能的下降。通過使用該工裝，充分利用現有刀具，在僅使用本加工設備和人員的前提下，減少工作量，將加工時間縮短為原先的1/5，極大地提高了加工效率。

圖4 安裝支架工裝

4.結語

該工裝生產方便，操作簡單，容易保證加工質量。通過上面的加工實例可見，在結構件加工過程中，會出現各種各樣的生產問題，要在不增添新設備與刀具的前提下，充分利用現有設備解決加工難題。而通過設計簡易工裝的方式，給我們提供了一條很好的解決問題的思路和手段。

[1]胡順.大型結構件的孔加工方法[J].北京：金屬加工冷加工，2012（13）：33.

[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：工程機械，2012.5（43）：46-48.