孫靜
摘 要:切割架適用于焊接實(shí)訓(xùn)或工廠中金屬材料切割,主要針對(duì)板件、管件、棒材等帶有坡口或者形狀復(fù)雜、厚度較大的構(gòu)件,是一種簡易、方便切割的變位胎具。通過調(diào)整夾持器的角度、高度和主、從動(dòng)輪的高度,能夠夾持不同尺寸的管、板、棒等型材,同時(shí)能夠進(jìn)行不同角度坡口和形狀的切割。
關(guān)鍵詞:變位;切割架;設(shè)計(jì);制作
中圖分類號(hào):V261.3+4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)28-0116-02
前言
焊接實(shí)訓(xùn)中重復(fù)利用耗材是提高材料利用率,降低成本的一種方法。焊接實(shí)訓(xùn)過程中金屬材料的切割方法有很多種,主要有自動(dòng)和手動(dòng)切割兩種方式。而自動(dòng)切割設(shè)備比較昂貴,維修維護(hù)費(fèi)用較高,如剪板機(jī)、數(shù)控切割設(shè)備、等離子自動(dòng)切割機(jī)、激光切割設(shè)備等,雖然切割速度較快,但是在切割形狀復(fù)雜、厚度、尺寸較大時(shí)設(shè)備能力受限,使用不夠方便、成本高,而氧乙炔切割、等離子手動(dòng)切割比較靈活,設(shè)備價(jià)格低,長期使用中成本較低,與變位切割架配合使用后,對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大、厚度較厚的低合金鋼、低碳鋼等都能進(jìn)行切割,而且切割質(zhì)量較高、浪費(fèi)材料少、對(duì)大批量切割下料比較適合。
1 切割架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由機(jī)械傳動(dòng)裝置、夾持固定裝置、切割?yuàn)A持裝置、自動(dòng)切割小車等部分組成。支架6是整個(gè)切割架的固定支撐部分,由四個(gè)厚度較厚角鋼構(gòu)成,側(cè)面開四個(gè)導(dǎo)槽14,前后兩個(gè)厚度較厚的鋼板通過螺栓固定在導(dǎo)槽內(nèi),兩個(gè)鋼板內(nèi)安裝主動(dòng)輪5和從動(dòng)輪8,與墊塊或者木板配合使用能夠壓緊切割板件,自重較大的板材無需配墊塊或者木板進(jìn)行壓緊。在主動(dòng)輪端部可安裝三抓卡盤或者四抓卡盤,夾持管材、棒材、角鋼等型材。支架6頂部安裝固定導(dǎo)軌1,自動(dòng)切割小車2在導(dǎo)軌上直線行走,小車2內(nèi)部安裝可調(diào)節(jié)伸出長度的導(dǎo)桿13,導(dǎo)桿13端部安裝導(dǎo)套12,導(dǎo)套12內(nèi)安裝豎桿4,豎桿4端部安裝橫桿11,橫桿11在豎桿4內(nèi)也可以進(jìn)行長度調(diào)整,橫桿11端部安裝夾持器2,夾持器內(nèi)可安裝等離子切割槍或者氧乙炔切割槍。豎桿4能夠在導(dǎo)套內(nèi)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)與固定,亦可升高或者降低,夾持器2在橫桿11端部也可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)與固定。
2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.1 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性
該結(jié)構(gòu)由厚度較厚的角鋼和板材構(gòu)成,屬于剛性結(jié)構(gòu)。通過地腳安裝膨脹螺栓,使結(jié)構(gòu)牢固的安裝在地面上,結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定。板類工件通過支架6上部缺口,安放在主、從動(dòng)輪上,加上墊塊、木板或者可移動(dòng)支撐,使工件實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的加持或者直線運(yùn)動(dòng)。夾持器2是帶鎖進(jìn)裝置的錐形管制作而成,通過螺紋鎖進(jìn)裝置可固定切割槍體。此外,橫桿11、豎桿4、導(dǎo)套12均帶鎖緊裝置,都能牢固鎖進(jìn),保證切割槍穩(wěn)定的固定在某一切割位置。支架兩側(cè)的固定板也有螺栓固定在導(dǎo)槽內(nèi),通過螺栓的松動(dòng)、鎖緊可在導(dǎo)槽14內(nèi)上下調(diào)節(jié),調(diào)整切割不同厚度、直徑的構(gòu)件。
2.2 切割的靈活性、復(fù)雜性
該結(jié)構(gòu)的靈活性主要在夾持器位置的靈活,夾持器在平面內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn),或者手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)桿13、橫桿11豎桿4的長度、旋轉(zhuǎn)角度等均能改變切割槍的位置,配合自動(dòng)切割小車行走軌跡,或者手動(dòng),可實(shí)現(xiàn)多種形狀的復(fù)雜切割。此外,板類工件尺寸較大時(shí),可以手動(dòng)進(jìn)行送進(jìn),管類工件可更換卡盤進(jìn)行切割,實(shí)現(xiàn)不同尺寸工件切割。
2.3 結(jié)構(gòu)制作簡單、精度要求較低
本結(jié)構(gòu)中主要就是管、板、角鋼構(gòu)件,結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,除導(dǎo)軌、平板需要焊接外,其余部分均為機(jī)械加工,而且主要是車削、銑削加工。此外,結(jié)構(gòu)中使用的主從動(dòng)輪可用鋼管替代,加工出齒輪即可使用,該結(jié)構(gòu)制作精度要求不高,容易制作。
2.4 結(jié)構(gòu)的實(shí)用性
(1)該結(jié)構(gòu)主要針對(duì)焊接技能訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)中,需要重復(fù)利用板材、管材等耗材,并且需要開坡口時(shí),很不方便,尤其是變形的板材開坡口時(shí),坡口加工機(jī)加工不好,刀具損耗大時(shí),本裝置與切割設(shè)備配合使用可解決以上問題,并且在工廠中應(yīng)用也比較方便,節(jié)約成本、材料利用率高,質(zhì)量好。
(2)目前切割下料設(shè)備,一般都是單一功能,如切管機(jī)、坡口加工機(jī),或者剪板機(jī)、激光切割刨邊機(jī)等,對(duì)于大型板材切割完全靠劃線,按規(guī)定路線切割,經(jīng)常因沒有限位、工人手抖而出現(xiàn)割據(jù)燒損、爆鳴等現(xiàn)象,而簡易變位切割架加工位置多、型材種類多、切割厚度、尺寸大、靈活,解決了工廠和學(xué)校的一些難題。
(3)簡易變位切割架采用手動(dòng)和自動(dòng)均可,手動(dòng)時(shí)可根據(jù)切割狀況隨時(shí)調(diào)整切割速度,避免出現(xiàn)割不開現(xiàn)象,浪費(fèi)能源和材料,提高材料利用率。切割時(shí)對(duì)于同一類型工件切割,調(diào)整好間隙、壓力后,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割,不需停止換件,節(jié)省時(shí)間、提高效率、適合批量生產(chǎn)。
(4)簡易變位切割架所用材料為普通型材,角鋼、圓管等,板材可用低碳鋼,如20號(hào)鋼、Q235等都是市面上價(jià)格較低的材料,也可用工廠中的廢料、余料進(jìn)行焊接拼接,就能滿足使用要求,從制造成本來看是價(jià)格較低的制作??傊?,該結(jié)構(gòu)具有造價(jià)低,無污染、質(zhì)量輕、易操作等特點(diǎn),是非常實(shí)用的工具。
3 使用方法
3.1 板材類加工方法
板材加工有兩種方式,一種是工件運(yùn)動(dòng),一種是自動(dòng)切割小車運(yùn)動(dòng)。針對(duì)尺寸小的板材,可以采用構(gòu)件放置在主從動(dòng)輪上,加墊塊或木板壓緊后,點(diǎn)燃氧乙炔或者等離子火焰,預(yù)熱工件,調(diào)整自動(dòng)切割小車速度,切割后關(guān)閉火焰;對(duì)于尺寸較大的板材,由于本身自重較大,可以直接放置在主從動(dòng)輪上,無需壓緊,如果板面較大,則需要輔助支撐,點(diǎn)燃火焰后手動(dòng)搖動(dòng)主動(dòng)輪,從動(dòng)輪做導(dǎo)向,從而完成切割。
3.2 管材類、棒材類加工方法
管材類、棒材類加工主要是在主動(dòng)輪上安裝卡盤,比較大的構(gòu)件需要輔助支撐,根據(jù)構(gòu)件直徑選擇使用不同直徑的卡盤,手動(dòng)搖動(dòng)主動(dòng)輪進(jìn)行切割。對(duì)于不同厚度、直徑的構(gòu)件應(yīng)選擇好切割能量、氣體吹力,不能讓氧化物或者熔化的鐵水封堵割口,導(dǎo)致切割無法進(jìn)行。
3.3 復(fù)雜零件和坡口加工
對(duì)于切割零件比較復(fù)雜的加工,難度很大,需要手動(dòng)和自動(dòng)同時(shí)配合,類似車床加工操作;坡口加工主要調(diào)整夾持器角度,從而獲得需要的坡口角度。
4 結(jié)束語
該結(jié)構(gòu)具有三維方向運(yùn)動(dòng),具備較好的切割能力,能夠切割出復(fù)雜的零件,對(duì)于焊接實(shí)訓(xùn)中耗材的重復(fù)利用具有較好的效果,尤其焊接后的變形板材具有較好的坡口加工能力。雖然對(duì)于大型板材加工不如大型等離子自動(dòng)切割設(shè)備切割速度快,但是對(duì)于直徑較大管材的坡口加工,棒材的切斷,其他型材加工具有較大優(yōu)勢,因此,工廠中制作該結(jié)構(gòu)有利于方便下料、坡口加工,降低成本,提高生產(chǎn)效率。
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