擠壓機主缸體對接的創(chuàng)新方法

楊支超，劉丹丹

（太重（天津）濱海重型機械有限公司 技術(shù)科，天津 300450）

擠壓機主缸體對接的創(chuàng)新方法

楊支超，劉丹丹

（太重（天津）濱海重型機械有限公司 技術(shù)科，天津 300450）

通過工藝創(chuàng)新改進(jìn)方法，利用等高V型鐵、吊鏈、刀桿、手動千斤頂、液壓千斤頂、調(diào)整墊片等工裝工具，將公司生產(chǎn)制造的世界最大的225MN單動臥式鋁擠壓機的主缸體進(jìn)行對接。對接后保證了整體缸體內(nèi)孔及外圓尺寸精度要求，同時也滿足裝配尺寸精度要求，達(dá)到了良好的效果。

擠壓機；主缸體；對接；工藝創(chuàng)新；工裝工具

金屬擠壓機是利用金屬塑性壓力成形的一種重要方法，主要用于生產(chǎn)有色金屬和黑色金屬的管、棒、型材，廣泛應(yīng)用于建筑、交通運輸、通信傳輸?shù)阮I(lǐng)域。擠壓機的主缸部件為柱塞式結(jié)構(gòu)，固定于后梁中心，是擠壓機的核心部件，由主缸體、主柱塞、銅套及密封裝置等組成，是該設(shè)備中最重要的部件之一。主缸的主要作用為：①為擠壓機提供油壓動力。高壓液體作用在主柱塞端面上的力，通過擠壓軸施加在擠壓筒內(nèi)的坯錠上，形成所謂的擠壓力；②有良好的制造工藝，運行可靠，維修方便，在不解體的情況下，就能更換密封裝置。主缸長度的選擇，應(yīng)在可能的條件下保證不拆開擠壓機就能更換主缸。主缸的長度還取決于主柱塞的工作行程，對于短行程擠壓機，其行程略大于擠壓筒的長度，坯錠可在模座與擠壓筒之間裝入。對于長行程擠壓機，其行程略大于兩倍擠壓筒的長度，坯錠在動梁與擠壓筒之間裝入，長行程擠壓機具有較高的生產(chǎn)效率。

1 缸體結(jié)構(gòu)

以前中小型擠壓機的主缸與后梁鑄成整體時采用ZG35材料。主缸單體制造時用40、50優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。隨著電渣焊接工藝的發(fā)展，缸體開始采用20MnMo鋼鍛造制造，此鍛件采用電爐進(jìn)行熔煉，并經(jīng)爐外精煉。這種材料具有良好的可焊性，而且對應(yīng)力集中不敏感，其力學(xué)性能優(yōu)于ZG35及35鋼。20MnMo力學(xué)性能如下：Rm≥484.5～646MPa，Rel≥332.5MPa，A≥13.5%，Aku2≥25.5J，HB=150～196，如圖1所示為公司生產(chǎn)制造的225MN單動臥式鋁擠壓機缸體結(jié)構(gòu)示意圖。

該機缸體規(guī)格為?2790/?4070×6500，重量262t，是目前世界最大臥式擠壓機的主缸。因缸體外形大，故采用20MnMo鋼分段式焊接結(jié)構(gòu)，共分5個部分，由三段缸筒、一段缸底和一段缸法蘭組成。由于缸體壁厚415mm，需采用雙面剖口焊接方式，外面剖開采用正常的窄間隙埋弧焊接，里面坡口需要人工利用氣體保護(hù)焊機進(jìn)行堆焊，消耗焊料約1145.8kg。焊接過程應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接工藝規(guī)程，并在焊后3h內(nèi)進(jìn)行熱處理。熱處理后對焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢查，焊縫超聲波探傷方法及驗收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照TZW9016《液壓機工作缸、柱塞超聲波探傷方法及驗收標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。上述工序完成后，進(jìn)行缸體精加工。

2 缸體對接

2.1 對接前的工藝準(zhǔn)備

由于225MN擠壓機的缸體外形結(jié)構(gòu)大，如按常規(guī)工藝將缸體對接后，利用臥式車床整體加工缸體的內(nèi)孔和外圓是無法實現(xiàn)的。故在編制機械加工工藝時，將主缸體分為缸體1與缸體2兩大段（圖1），其中缸體1外形尺寸?4070×4150，由法蘭及兩段缸筒共三段組焊而成；缸體2外形尺寸?3620×3050，由缸底、缸筒兩段組焊而成。對接前將缸體1的內(nèi)孔、外圓、對接坡口及總長度加工到位，將缸體2的內(nèi)孔、外圓、對接坡口加工到位，缸體2總長度留10mm余量，待對接好后將整體缸體總長加工到位。

圖1 缸體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 常規(guī)對接方法

根據(jù)以往經(jīng)驗，需準(zhǔn)備2塊3000×3000的平臺，并將2塊平臺上下銑平至等高，再準(zhǔn)備4塊等高V型鐵，根據(jù)缸體1與缸體2對接位置將4塊V型鐵擺放好。先將缸體1放在V型鐵上，再將缸體2放到V型鐵上進(jìn)行對接，如圖2所示。如需調(diào)整缸體1與缸體2的高低，需在V型鐵與缸體2接觸處加調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整，最終完成兩缸體的對接。

圖2 缸體1與缸體2在V型鐵上對接

2.3 創(chuàng)新改進(jìn)方法

根據(jù)車間生產(chǎn)狀況，為節(jié)約加工成本，減少特定場地占用，節(jié)省起吊及搬運的人力和時間，決定利用現(xiàn)有機床加工缸體1的基礎(chǔ)上，利用機床本身的加工平臺，將缸體2進(jìn)行對接，具體步驟為：

（1）為了保證缸體對接的準(zhǔn)確性，減少對接誤差和調(diào)整時間，并保證對接的質(zhì)量和精度，滿足裝配使用要求，決定在缸體2內(nèi)孔處焊接8個車刀刀桿，再實際測量缸體1對接處內(nèi)孔尺寸，根據(jù)測量結(jié)果將8個刀桿加工圓弧形狀，保證加工后直徑尺寸小于缸體1對接處內(nèi)孔尺寸0.3mm，如圖3所示。

圖3 缸體2內(nèi)孔所焊8個刀桿

（2）吊放2個與缸體1等高的V型鐵放置在平臺上，根據(jù)缸體2與缸體1對接位置，將V型鐵擺放好。

（3）將缸體2吊放在V型鐵上，并用2個吊鏈將2個V型鐵與缸體2固定在一起。

（4）將缸體2與V型鐵整體吊起，利用加工的刀桿與缸體1進(jìn)行對接，在V型鐵與平臺接觸處加調(diào)整墊片，再利用手動千斤頂和液壓千斤頂進(jìn)行微量調(diào)整，使兩缸體對接。

（5）為保證缸體對接的質(zhì)量和精度，減少對接誤差，滿足裝配使用要求，在對接過程中，利用高精密水準(zhǔn)儀和刀口尺對缸體1與缸體2對接處高低進(jìn)行檢查，保證對接后兩缸體高低誤差≤0.3mm，如圖4所示。

（6）缸體1與缸體2對接好后，用專用的焊接碼子將兩缸體連接在一起，以便進(jìn)行下一道焊接工序，如圖5所示。

圖4 兩缸體對接檢查

圖5 利用焊接碼子將兩缸體連接

3 結(jié)論

通過工藝創(chuàng)新改進(jìn)方法，成功實現(xiàn)了225MN單動臥式鋁擠壓機主缸體的對接，并利用工裝工具及測量工具，保證了對接后整體缸體內(nèi)孔及外圓的尺寸精度要求，也保證了整個缸體的對接質(zhì)量，滿足裝配尺寸精度要求。通過此方法不僅節(jié)約加工成本，大大降低對接中產(chǎn)生的誤差，而且節(jié)省起吊及搬運的人力和調(diào)整時間，使公司產(chǎn)品生產(chǎn)計劃順利完成，也為公司今后生產(chǎn)制造大型擠壓機缸體奠定了基礎(chǔ)。

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[3]中國重型機械工業(yè)協(xié)會.重型機械標(biāo)準(zhǔn)[M].昆明：云南科技出版社，2007.

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[5]TZL 901.1-2002，太重自制金屬材料標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6]TZW 9016-2002，太重液壓機工作缸、柱塞超聲波檢測方法及驗收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7]魏征宇.基于I-DEAS的擠壓機擠壓梁優(yōu)化設(shè)計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2014，49（1）：54-56.

Innovative method of main cylinder docking for extrusion press

YANG Zhichao,LIU Dandan
（Technology Department,Taiyuan Tianjin Binhai Heavy Industry Co.,Ltd.,Binhai 300450,Tianjin China）

By use of innovative method,the main cylinder of 225MN single-action horizontal aluminum extrusion press which is the biggest in the world has been docked on the basis of tooling like high V type steel,chain cutter bar,manual jack,hydraulic jack,the adjusting shim,etc.The dimension accuracy requirement of inner hole and outer circle for the whole cylinder body after docking have been ensured,as well as the assembly dimension precision,which achieves good effect.

Extrusion press;Main cylinder;Docking;Technical innovation;Tooling

TG375

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.01.015

1672-0121（2016）01-0058-02

2015-03-20；

2015-04-22

楊支超（1986-），男，工程師，從事機械設(shè)計及其自動化研究。E-mail：yang-zhichao@163.com