袁美 危海榮

摘 ?要：文章引入介紹了一種數控切割放樣技術條件下開展管件放樣下料加工生產活動的具體方法，該方法能夠最大程度上克服相對于傳統下料過程中存在的技術不足，對在岸橋鋼結構件下料過程中下料精確度進行改善，最終實現岸橋鋼結構件制作過程中質量和效益的最大化，將收益最大化。

關鍵詞：岸橋鋼結構;放樣;關鍵技術

1 概述

目前，岸橋起重機的發(fā)展越來越迅猛，而發(fā)展方向也更加趨向一致。就是朝著巨型化，智能化以及低耗能，綠色化發(fā)展，基于此，對于新型岸橋結構的設計制造及其材料的制造放樣都具有一定的現實意義，關于制造的起始工藝過程便是樣材的放樣，研究樣材的數控放樣技術，分析影響數控放樣的諸多因素，通過因素的分析，提出相應的解決方式，以此有效提高數控放樣技術。

2 岸橋的放樣

2.1岸橋放樣技術的應用特點

對于放樣，目前普遍認可的定義就是嚴格按照施工設計的要求，按照施工設計的圖紙比例，將技術條件中符合的形狀特征，以及尺寸等，等比例的進行切割下料，無論是板料還是施工樣板料都是如此。

（1）在放樣技術還不夠成熟的時候，一般采用的是人工放樣，這樣就會造成放樣工作的強度比較大，致使生產效率降低。尤其是需要手工進行計算的部分，對從業(yè)人員提出了更高的需求，無論是專業(yè)的技術能力抑或是對其相關的綜合素質要求都會提出不同的層次要求，隨著技術的發(fā)展，目前運用數學函數模型可以有效的減少在人工計算過程中面臨的復雜情況，而且通過計算機運算對于操作人員的要求也比較低，只要具備初步的圖形幾何運算能力以及一定程度的實踐經驗就可以進行下去。

（2）其實在一般的放樣過程以及下料過程中，對于技術的要求并不是特別高，這樣長此以往產品的質量問題就難以保證，再加上后續(xù)其他工種的加工就會使得生產的產品的質量越來越差，盡管在進行質量檢查的時候會運用測量器進行復查，按時由于操作工人的水平不一致，也會使得誤差變得越來越大。

（3）要想使得放樣能夠達到較好的精確度，那么對于生產的加工設備就會有較高的標準要求，如果一旦要在鋼板材料上進行一系列的切割，那么對于一般的鋼結構可能需要運用到全自動的切割機設備，同理，這種全自動的設備就會對切割放樣的精度有較高的要求。

（4）因為在實際的生產過程當中，鋼板的材料會存在兩種結構性能，一種是較為常見的雙曲面結構性能，另外一種則是其他的異性結構，實際的生產面臨的情況可能更加復雜，在加工流程不斷的推進過程中，加工設備會對板材存在一定的外在壓力，繼而使得鋼結構在實際的加工過程中，發(fā)生扭曲，造成嚴重的質量問題。

2.2.岸橋的主要結構

岸橋結構形式相對而言比較單一，以常見的吊裝小車結構為主，并包含有機器房，主體鋼結構，吊架，吊具以及小車和大車的運行機構，動力系統的傳遞主要包括懸臂架纏繞系統，提升鋼絲，以及相應的電控這些結構中主要以主體鋼結構涉及到較多的材料放樣 [2]。

2.3結構部件金屬結構

岸橋鋼結構的放樣規(guī)劃在實踐中可以分為三個部分：一是截面形式;二是截面的幾何尺寸;三是截面板厚評估情況。

因為岸橋結構對于材料的選取而言，在實際生產運用中可以選擇的類型相對較少，通常截面也包含有不同的類型，常見的截面類型有箱體型、圓管型、工字型等等，因所在岸橋結構的位置不同，相應截面也有所不同，

放樣的方式也存在不同。

梁高尺寸，上翼板以及下翼板的寬度都對箱體的截面產生一定的影響，當三者的尺寸都滿足尺寸公差時，整體的結構尺寸才能更好的滿足設計需求 [4]。

3 岸橋結構切割放樣

3.1岸橋的切割放樣工藝分析

金屬切割是絕大部分金屬加工的必要過程，比如板材加工時需要將鋼板分割成各部分，對于岸橋則需要切割槽鋼，角鋼等型材?；鹧媲懈?、線切割是兩種常見的切割方式，兩種方式在實際運用中具備不同的優(yōu)勢。相對來講，在應用范圍上火焰切割應用更為廣泛，適用板材上主要是6-200mm板材，而且紅顏切割造價相對較低，所以，所耗成本很小，但是其不足之處也很明顯;例如在切割時，需要較長時間預熱，穿孔所需時間較長，切割的速度十分緩慢，并且由于火焰的高熱，會使鋼材變形，尤其當鋼材是薄板一類，所以切割的精度很低。由于岸橋所使用的材料多為板材類槽鋼，角鋼等，其厚度往往不高，所以火焰切割并不適用于對于岸橋制造的金屬切割。線切割相對于傳統的切割加工方式更為特殊，不能簡單的將其與傳統的加工方式混為一談，由于其直接利用電能屬性，所以優(yōu)勢更加明顯 [1]：

（1）受機械材料的硬度和剛度的局限性影響有限，金屬切削力的阻擋作用不大，可以加工大多數的硬質材料，只要滿足一定的電力要求即可。

（2）相對傳統的刀具加工，加工的精度也比較高，而且對電極絲的損耗程度影響較小。

（3）不會造成太多的缺縫，對于材料的損傷較小。

（4）對于線切割而言，如果對材料直接進行加工，可能加工的情況并不會特別理想，如果在加工之前進行熱處理，對毛坯處處理化，最終線切割的質量將會大大增加。

（5）線切割還有一個大優(yōu)點就是可以采用編程大大縮小普通車床加工所需的時間，并且可以實現參數靈活化，節(jié)省人力資源。

3.2 槽鋼放樣工藝分析

針對槽鋼的型材放樣工藝作為研究實例，目前傳統槽鋼的放樣過程較為統一，主要分為下列幾個過程。

連鑄—開坯扎制-切頭—冷卻—矯直—編組—定尺鋸切（不合格品剔除）。槽鋼在岸橋的制造中屬于主要的用鋼類型，數控放樣過程中需要特別關注下料的截面情況，這一點對后續(xù)的焊接工藝有十分重要的影響，如果在剪切斷口處存在較多的質量問題，諸如，毛刺，撕裂等缺陷的時候，就會使得槽鋼存在較多的焊接縫隙。

在型材結構上以槽鋼最為常見，槽鋼成品孔型決定了槽鋼剪刃的設計（詳見圖1、圖2）。這種設計很大程程度上可以滿足加工要求，實踐操作中同時存在著明顯的問題，主要有以下幾個方面：

第一點就是槽鋼的兩端部同其他部分比較時，尺寸更大一下，這就會造成刃口更容易磨損，最終會使得槽鋼端部存在較大的空隙，在實際使用當中無法完美的配合，甚至存在應力集中的現象，而致使材料斷裂。

第二點就是槽鋼的中下段部分和中間部分相比較而言，因為受到角度因素的影響，一旦剪切刃口發(fā)生磨損后，會使得剪切的大小發(fā)生變化，使得原本在末端應該由剪斷完成，最后確實直接變成撕裂扯斷。極為容易產生毛刺等情況。

第三點就是要保證上刃口和下刃口的傾斜角度要和槽鋼的成品孔截面相同，這樣才能保證在放料剪切的時候刃口的形狀與目標形狀相同從根本上杜絕毛刺，撕裂不均勻現象的產生。

放樣的質量的好壞與否也和剪刃的安裝使用方法也有直接的關系如果出現上刃口和下刃口不一致，安裝不緊湊也會形成一定的縫隙問題，在實際應用中發(fā)現，當剪刃的間隙超過0.4mm的時候，毛刺問題最易發(fā)生，尤其是在剪刃間隙大于0.6ram時。

圖3、圖4剪刃的設計可以有效規(guī)避目前所存在的問題。具體的設計是調整上剪刃寬度，將寬度由目前的100mm縮減為99mm;與此同時，縮減下剪刃兩角部圓弧尺寸，將R8ram縮減為R7mm。另外，上調下剪刃上邊寬度，在79mm基礎上增加1mm，下調下邊寬度，在97mm的基礎上下調3mm，將槽鋼的成品傾角調整大于下刃口的傾斜角度。

4岸橋放樣加工中線切割技術的編程案例

4.1 圖形編程

關于線切割的編程會根據不同的加工需求來確定，現在擬通過一個簡單的編程實例初步介紹線切割的編程樣式。利用gettfiled（）函數建立起專有的文件擴展名，即一個NC文件，建立文件名是整個線切割程序的首要環(huán)節(jié)，第二個環(huán)節(jié)就是對零件進行定義，另外的一個編程函數ssget（）函數此時得以運用，參照工件的加工順序和工藝要求，根據線性選擇 “Line”和“Arc”兩種類型。

最終會有一步關于零部件實體的綜合選擇，通過選擇是直線或者圓弧來進行初步的線性提取，并且可以通過分析計算，進一步得出諸如”B XX BYY的字符串識別，并逐個調入到NC文件中，隨著識別的逐步深入，NC文件逐漸增多，最終直到整個實體文件的特征別識別完為止 [6][7]。

隨著岸橋岸橋起重機應用范圍和應用深度的逐步擴展，對岸橋起重機的整體質量和工作要求也越來越高，尤其是其精度的要求，這就迫切要求我們尋求新的工藝方式，以提升岸橋生產的整體生產效率和工藝水平，以是實現質量、效益、精度的同步提升。

本文通過對數控線切割放樣的初步研究，認為數控放樣相對于傳統的放樣方式能大幅度提高放樣的性能水平以及加工效率，對岸橋起重機的型材預制研究創(chuàng)新具有積極意義。

參考文獻：

[1] 岸邊集裝箱起重機的現狀與未來市場的發(fā)展趨勢. 李忠東

[2] 嚴旭東.港口集裝箱裝卸和岸邊集裝箱起重機的發(fā)展前景[A].上海物流工程學會2003論文集[C]，2003：4

[3] 中華人民共和國建設部.GB50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規(guī)[S].北京：中國計劃出版社，2001.蔣國仁主編.

[4]岸邊集裝箱起重機湖北：湖北科學技術出版社.2001.11

作者簡介：袁美，男，1989年4月生，湖北人，上海振華重工長興分公司助理工程師，研究方向：機械放樣，機械制造。

危海榮，女，1986年4月生，湖北人，上海振華重工長興分公司助理工程師，研究方向：機械放樣，機械制造。