焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用使鍛壓機(jī)床走向復(fù)雜化

中國機(jī)床工具行業(yè)，主要由金屬切削機(jī)床業(yè)(簡稱機(jī)床)、金屬成形機(jī)床業(yè)(即鍛壓機(jī)械設(shè)備)、鑄造機(jī)械業(yè)、木工機(jī)床業(yè)、量具、量儀與刃具業(yè)、磨料磨具業(yè)、機(jī)床附件及機(jī)床電器業(yè)、數(shù)控與數(shù)顯業(yè)、機(jī)床功能部件業(yè)等9個(gè)制造業(yè)組成。2000年全行業(yè)企業(yè)總數(shù)為796家，其中，金屬切削機(jī)床業(yè)生產(chǎn)企業(yè)230家，年生產(chǎn)能力18萬臺(tái)，型號(hào)2500種；金屬成形機(jī)床業(yè)生產(chǎn)企業(yè)80個(gè)，年生產(chǎn)能力5萬臺(tái)，型號(hào)560種；鑄造機(jī)械業(yè)生產(chǎn)企業(yè)30家，年生產(chǎn)能力1萬臺(tái)，型號(hào)300種；木工機(jī)床業(yè)生產(chǎn)企業(yè)30個(gè)，年生產(chǎn)能力2.5萬臺(tái)，型號(hào)250種。其機(jī)床、鍛壓機(jī)械和鑄造機(jī)械三個(gè)小行業(yè)是機(jī)床工具行業(yè)焊接應(yīng)用的主要領(lǐng)域，近十幾年焊接行業(yè)的應(yīng)用尤以鍛壓行業(yè)發(fā)展最快，機(jī)床行業(yè)次之。
　　隨著焊接技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的飛速發(fā)展，在機(jī)床制造方面也越來越多地采用了焊接結(jié)構(gòu),以焊代鑄、以焊代鍛、以焊代切削已成為我國機(jī)床制造業(yè)總的發(fā)展趨勢。焊接工藝已成了機(jī)床制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝，并從單一的加工工藝發(fā)展成了包括原材料預(yù)處理、切割落料、成形焊接、焊后檢驗(yàn)和焊后處理等新興的綜合性工程技術(shù)。機(jī)床制造已離不開焊接。
　　1.行業(yè)焊接新技術(shù)、新工藝、新材料的研制開發(fā)及應(yīng)用
　　機(jī)床行業(yè)的焊接應(yīng)用是隨著國外引進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展起來的。同時(shí)，國內(nèi)焊接技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)床行業(yè)焊接的應(yīng)用。目前，在機(jī)床行業(yè)中應(yīng)用的主要焊接新技術(shù)和科研成果有以下幾個(gè)方面:
　　1.1鋼板預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用
　　機(jī)床行業(yè)的鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線，是1993年由濟(jì)南第二機(jī)床廠開始使用的，它是在造船行業(yè)、重機(jī)行業(yè)、礦山行業(yè)使用的基礎(chǔ)上開始的。該預(yù)處理生產(chǎn)線是由該廠和青島第三鑄造機(jī)械廠聯(lián)合開發(fā)制造，其主要工藝流程為：鋼板校平、預(yù)熱、拋丸除銹、自動(dòng)噴漆、烘干，全長60m。主要技術(shù)參數(shù)為：鋼板校平厚度8～40mm，校平寬度3m；預(yù)處理鋼板厚度8～160mm，有效寬度3m；處理結(jié)構(gòu)件最大規(guī)格為1500(寬)×800(高)；預(yù)處理速度為0～4m/min；年處理能力為4萬噸／年；采用了PC自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式。該鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線,解決了原材料的銹蝕、氧化皮等不良因素，提高了數(shù)控切割落料質(zhì)量和機(jī)床產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。
　　1.2數(shù)控切割技術(shù)應(yīng)用
　　1982年由濟(jì)南第二機(jī)床廠開始將國產(chǎn)數(shù)控切割機(jī)應(yīng)用于鋼板零件的切割落料之中，1988年開始應(yīng)用了計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程套料技術(shù)，使鋼板利用率由70%提高到74%；1992年濟(jì)南第一機(jī)床廠引進(jìn)了美國等離子數(shù)控切割機(jī)和激光數(shù)控切割機(jī)，開始了機(jī)床行業(yè)數(shù)控等離子和激光切割的應(yīng)用，使厚度為0.5～8mm的薄鋼板切割精度達(dá)到了0.5～1mm。“七五”期間，濟(jì)南第二機(jī)床廠開發(fā)研究了厚鋼板數(shù)控精密切割技術(shù)，使厚鋼板數(shù)控精密切割厚度達(dá)到了275mm，該項(xiàng)目獲得了機(jī)械部機(jī)床行業(yè)“七五”工藝成果一等獎(jiǎng)。1993年，濟(jì)南第二機(jī)床廠通過引進(jìn)數(shù)控水下氧氣等離子切割機(jī)，使機(jī)床行業(yè)數(shù)控等離子碳鋼切割厚度由8mm提高到了25mm，減少了中厚板的切割變形，提高了中厚鋼板零件的切割精度和切割質(zhì)量。
　　1.3氣體保護(hù)焊等高效率焊接技術(shù)的應(yīng)用
　　隨著國外引進(jìn)技術(shù)，1981年由濟(jì)南第二機(jī)床廠首先應(yīng)用了φ1.6mm實(shí)芯CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)替代美國VERSON全鋼機(jī)械壓力機(jī)公司的φ2.4mm藥芯富氬氣體保護(hù)焊工藝，對(duì)壓力機(jī)大型焊接件焊接工藝進(jìn)行了攻關(guān)，并取得成功。該項(xiàng)目獲得了機(jī)械部科技進(jìn)步成果三等獎(jiǎng)。1986年齊齊哈爾第二機(jī)床廠應(yīng)用了φ1.2mm實(shí)芯富氬氣體保護(hù)焊技術(shù)，解決了壓力機(jī)大型焊接件的焊接問題，并用絲極氬弧銅堆焊技術(shù)，對(duì)活塞、氣缸等工件表面銅層堆焊，替代我國傳統(tǒng)的銅套獲得成功。1992年濟(jì)南第一機(jī)床廠在機(jī)床的薄板罩殼結(jié)構(gòu)件上首次應(yīng)用了φ0.8mm實(shí)芯CO2氣體保護(hù)焊。“七五”期間，濟(jì)南第二機(jī)床廠還將CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用到了壓力機(jī)拉緊螺栓的加長焊接上，該項(xiàng)目獲機(jī)械部機(jī)床行業(yè)“七五”工藝成果二等獎(jiǎng)。目前，氣體保護(hù)焊等高效率焊接技術(shù)，己廣泛應(yīng)用于機(jī)床床身、齒輪、偏心體、搖桿軸、缸體、焊后不加工的管路法蘭和罩殼等零件，己成為機(jī)床行業(yè)焊接的主要工藝之一。
　　另外，近幾年藥芯氣體保護(hù)焊和窄間隙埋弧焊等高效率新工藝也開始了研究應(yīng)用.
　　1.4振動(dòng)時(shí)效技術(shù)應(yīng)用
　　振動(dòng)時(shí)效新工藝是60年代發(fā)展起來的新型工藝技術(shù)，該工藝具有適用性強(qiáng)，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。濟(jì)南第二機(jī)床廠，1981年開始將此工藝推廣應(yīng)用到引進(jìn)產(chǎn)品的焊接件上，取得了較好效果。黃石鍛壓機(jī)床廠在“七五”期間對(duì)振動(dòng)時(shí)效工藝進(jìn)行了深入的研究與應(yīng)用,并獲得了機(jī)械部機(jī)床行業(yè)“七五”工藝成果二等獎(jiǎng)。目前，該工藝在機(jī)床行業(yè)得到了普遍應(yīng)用。
　　1.5焊接自動(dòng)化、機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用
　　焊接自動(dòng)化除CO2半自動(dòng)焊以外，主要體現(xiàn)在埋弧自動(dòng)焊的應(yīng)用上，主要應(yīng)用于鋼板的拼焊和壓力容器的筒體焊接上。濟(jì)南第二機(jī)床廠，1993年通過引進(jìn)美國的焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和焊接電源，改造了1988年購置的國產(chǎn)十字操作架自動(dòng)埋弧焊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了18mm以下壓力容器筒體、封頭不開坡口對(duì)接雙面自動(dòng)跟蹤埋弧焊，取得了園滿成功。焊接機(jī)械化，主要是焊接變位機(jī)的應(yīng)用，1981年濟(jì)南第二機(jī)床廠，在引進(jìn)產(chǎn)品的焊接齒輪上開始了變位機(jī)的應(yīng)用研究，但沒有得到推廣，僅將該變位機(jī)改造做了齒輪輻板的自動(dòng)切割設(shè)備。1988年以后，焊接變位機(jī)相應(yīng)在上海鍛壓機(jī)床廠、營口鍛壓機(jī)床廠、黃石鍛壓機(jī)床廠得到了應(yīng)用，提高了焊接機(jī)械化程度。另外，1998年濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司在與日本小松的合作中成功的將變位機(jī)應(yīng)用于40GrMo高合金齒輪的焊接中。
　　1.6丙烷高效節(jié)能環(huán)保切割氣體的應(yīng)用
　　丙烷等液化切割氣體是國家“八五”、“九五”推廣的高效節(jié)能環(huán)保型氣體。1993年濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司開始對(duì)丙烷液化氣體的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了研究，經(jīng)過大量的對(duì)比試驗(yàn)，1998年用C3系列液化燃?xì)馊嫣娲艘胰矚怏w，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)安全性和切割質(zhì)量，配以新型燃?xì)飧钭欤岣吡松a(chǎn)效率。
　　2.本行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整特點(diǎn)、新產(chǎn)品的開發(fā)及發(fā)展方向
　　機(jī)床產(chǎn)品是制造一切機(jī)器的機(jī)器，它們的工作精度一般高于被加工機(jī)械零件精度。由于機(jī)床產(chǎn)品的特殊性決定了機(jī)床結(jié)構(gòu)的特殊性。幾十年來，鑄造結(jié)構(gòu)一直占據(jù)著機(jī)床結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位。
　　八十年代后，隨著機(jī)床產(chǎn)品引進(jìn)技術(shù)的不斷增加，機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也越來越多地采用了焊接結(jié)構(gòu)，以焊代鑄，以焊代鍛，以焊代切割已成為機(jī)床制造業(yè)總的發(fā)展趨勢。
　　3.金屬切削機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整特點(diǎn)和新產(chǎn)品的開發(fā)及發(fā)展方向
　　金屬切削機(jī)床產(chǎn)品是制造一切機(jī)床的機(jī)床。為此，機(jī)床本身的精度要求高。在過去，由于鑄造結(jié)構(gòu)的特殊性，一直沒有被其它結(jié)構(gòu)所替代。近幾年，隨著對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的研究及焊接工藝水平的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)越來越多的應(yīng)用到了金屬切削機(jī)床產(chǎn)品上，特別是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品上。如：濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司與國外合作生產(chǎn)的SL242數(shù)控龍門銑鏜床產(chǎn)品，設(shè)備總尺寸27.8×12×9.59(m),機(jī)床總重量：250T。其：橫梁、立柱部件均采用了焊接結(jié)構(gòu)。武漢重型機(jī)床廠生產(chǎn)的CKX53150數(shù)控單柱移動(dòng)立式銑車床，其立柱尺寸：3.21×3.59×9.66(m),重量：83.5噸，也采用了焊接結(jié)構(gòu)。
　　目前，金切機(jī)床產(chǎn)品應(yīng)用焊接結(jié)構(gòu)的主要部件有：床身、橫粱、立柱等。它們是整臺(tái)機(jī)床的基礎(chǔ)和支架，其它零部件要以它們?yōu)榘惭b固定基礎(chǔ)或在它們的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。為此，對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度要求高，熱變形對(duì)加工精度的影響要小，穩(wěn)定性要好。同時(shí)，具有良好的減振性。近幾年，通過對(duì)焊接結(jié)構(gòu)部件的改進(jìn)，均滿足了金切機(jī)床產(chǎn)品性能的要求。同時(shí)，也使焊接結(jié)構(gòu)在機(jī)床產(chǎn)品中有了較大范圍的應(yīng)用。目前，應(yīng)用焊接結(jié)構(gòu)的金切機(jī)床產(chǎn)品主要有：大型數(shù)控龍門加工中心、數(shù)控落地鏜銑床、數(shù)控立式銑車床、拉床、組合機(jī)床、滾齒機(jī)床等六大系列金屬切削機(jī)床。
　　4.金屬成形機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整特點(diǎn)和新產(chǎn)品的開發(fā)及發(fā)展方向
　　金屬成形機(jī)床產(chǎn)品主要是鍛壓機(jī)械產(chǎn)品。該產(chǎn)品一直是機(jī)床行業(yè)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要產(chǎn)品。從八十年代開始，該產(chǎn)品的底座、橫梁、滑塊、立柱、工作臺(tái)等大型零部件開始應(yīng)用了焊接結(jié)構(gòu)。目前，鍛壓機(jī)械產(chǎn)品的齒輪、搖桿軸、高壓缸體等關(guān)鍵零部件也開始應(yīng)用了焊接結(jié)構(gòu)件。如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司所生產(chǎn)的8大系列數(shù)百種壓力機(jī)產(chǎn)品中，J39系列、J47系列及多連桿壓力機(jī)的所有主要結(jié)構(gòu)件和關(guān)鍵零部件均采用焊接結(jié)構(gòu)，其它系列產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)比例也達(dá)到44.3%。其中閉式四點(diǎn)雙動(dòng)J47-1250/2000型拉伸壓力機(jī)焊接結(jié)構(gòu)比例高達(dá)67.1%。
　　同時(shí)，焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也使鍛壓機(jī)床產(chǎn)品向大型化、復(fù)雜化發(fā)展成為了可能。如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司開發(fā)的汽車大梁壓力機(jī)--JD36-3000型雙點(diǎn)雙動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)，其產(chǎn)品總凈重900多噸，焊接機(jī)身為11×16×9.7(米)，僅底座毛坯重量為145噸。

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