大型結構件加工難怎么破

輪船結構件屬于大型結構件，是輪船的主要受力部件，零件外形、周邊輪廓與其他零件具有裝配協(xié)調(diào)關系，不但要滿足與其他零件的裝配協(xié)調(diào)關系，還要滿足自身的結構尺寸精度、零件質量等方面的要求。隨著輪船結構件向大尺寸方向發(fā)展，帶來的結果是零件結構更加復雜，高精度裝配孔結構大量出現(xiàn)。在零件尺寸變大的同時，零件加工的尺寸精度反而提高，使得制造難度大為提高。1.零件結構以某升降平臺底架為例，零件外形尺寸最大6196mm×1180mm×715mm，由32種分件（20鋼管、Q235槽鋼和Q345B鋼板）焊接而成，屬于大型結構件（見圖1），該件為左右、前后對稱型零件，四處導向鋼管、導輪支架安裝及兩處安全裝置安裝位置關系是焊接的關鍵；四組導桿組件孔系的精度，包括同軸度、位置度，孔系與上下四處導輪支架連接基面垂直度，導輪支架安裝孔與兩端面和上下連接孔對稱度是加工過程中的關鍵。圖1升降平臺底架模型2.工藝重點升降平臺底架主要尺寸如圖2所示，導桿組件孔系的同軸度φ0.015mm，與導輪支架連接面的垂直度0.1mm，表面粗糙度值均為Ra=1.6μm，導輪支架連接面的平行度0.1mm，四組安裝孔的對稱度0.06mm，精度要求很高。圖2升降平臺主要尺寸考慮到升降平臺的結構特點、外形尺寸，確定工藝重點如下：（1）由于該零件結構尺寸較大，結構復雜，分件多，尺寸不宜控制，焊接變形大，精度穩(wěn)定性差，焊接時要控制焊接變形和保證四處導向鋼管、導輪支架安裝面及兩處安全裝置安裝面焊接位置。（2）保證四組導桿組件孔系的同軸度、位置度，與導輪支架連接面垂直度；兩端上、下連接面平行度，兩端面和上下連接孔與四組孔的對稱度。（3）安全裝置安裝面及其孔的加工方法。3.工藝分析及流程根據(jù)升降平臺底架的結構特點及精度要求，從焊接和加工兩方面進行分析如下。（1）焊接。由于該零件尺寸較大，四處導向鋼管、導輪支架安裝面及兩處安全裝置安裝面焊接后位置要求高，所以焊接時要有能夠容納該零件的焊接平臺，制作工裝，焊接時，先固定四處導向鋼管，以四處導向鋼管的端面為基準面，鋼管實際位置尺寸在焊接平臺上組對平臺框架，由外至內(nèi)，先長后短按序放置各件并預壓緊，壓板與焊接位置應保持距離，以便焊接不受影響。鋼管連接由專用夾具固定，點固鋼管。采用間跳焊、對稱焊法，平焊的焊接方式，完成平臺本體框架的焊接。上平面所有水平焊縫焊接完成后松開壓板和夾具，翻轉工件180°后壓緊鎖緊工件，完成工件另一面的焊縫焊接。每個工序組對焊接過程中使用工裝夾具鎖緊固定，拆卸工裝夾具需等工件自然冷卻后拆除。發(fā)生焊接變形及時矯正、矯平，矯正時嚴禁使用鐵榔頭，應用橡膠榔頭或木榔頭，機械矯正時應在受力點施加橡膠墊板。焊后矯直工件后依次完成框架體鋼管連接的焊縫焊接和矯正。底架本體焊接完成后定位、壓緊工裝不許拆卸，消除應力工序完成后方可拆卸，焊接過程要充分消除焊接應力。根據(jù)零件的結構特點和分件分布情況，確定升降平臺底架的焊接順序為：鋼管組對、焊接和矯正（鋼管框架體）→兩端框架基座→方鋼和加強筋→上端導輪支架連接面→安全裝置連接面→下端導輪支架連接面。（2）加工。由于該零件是結構尺寸較大的焊接件，精度穩(wěn)定性較差，加工變形大，所以需要充分消除焊接時產(chǎn)生的應力。為此，焊后進行兩次人工時效處理，分別安排在焊接及粗加工之后進行?？紫导盎鶞拭嫱ㄟ^粗加工及半精加工，充分消除加工應力。粗加工及半精加工安排在HGMC30100龍門式加工中心上，精加工孔安排在高精度的12m大隈五面體龍門式加工中心上，由于該零件四組孔系及各連接面等在四個面上，且形位公差要求較高，就必須統(tǒng)一工藝基準，在零件狀態(tài)穩(wěn)定的情況下加工出工藝基準，再完成精加工，工藝基準統(tǒng)一，保證形位公差要求。零件側立放置一次裝夾，用臥銑頭旋轉加工孔及基準面，減少二次裝夾產(chǎn)生的誤差。注意臥銑頭轉動時穿檢驗棒校驗銑頭軸線，消除機床誤差。零件的安全裝置安裝面及其孔在各平板包圍的內(nèi)腔內(nèi)，內(nèi)腔尺寸較小，臥銑頭不宜直接加工。針對這種情況，用臥銑頭安裝小直角銑頭來完成端面內(nèi)腔面及孔的加工。最終確定升降平臺底架的加工工藝流程為：焊接→消除應力處理（人工時效）→粗加工→鉗工→消除應力處理（振動時效）→半精加工→精加工→鉗工→油漆。4.結語大型結構件是輪船的主要受力部件，在大型輪船制造中占有很重要的地位，其加工質量直接關系到輪船內(nèi)部裝配協(xié)調(diào)關系