大型（xíng）平板硫化機橫梁加工方案優化

01

前（qián）言

平板硫化機是一種橡膠機械製造設備，用於生產鋼帶和尼龍帶兩種橡（xiàng）膠輸送帶產（chǎn）品。橫梁是平板硫化機主機的關鍵部（bù）件，屬於大型焊接結構，分為上梁和下梁。如圖1所示，平板硫化機下橫梁規格為16000mm(長)×2200mm(寬（kuān）)×900mm(高)，材質為Q235B，設計淨重約72t，加工焊接毛坯質量約78t。

02

下橫（héng）梁加工中存在的問題

2.1空刀時間較長。

由於焊接變形的存在，下（xià）橫（héng）梁在銑上下（xià）大平麵時，刀具會（huì）有較長時間的空轉。如果是一般（bān）尺寸較（jiào）小的焊接結構，由於焊接變（biàn）形比較小，在後續的（de）加工中，工具空轉的時間不會（huì）很長，但是對於平板硫化機下橫梁這樣的大型焊接結構（gòu），時間浪費是顯而易（yì）見的（de）。硫化機下（xià）橫梁長寬比為7.27，屬於（yú）易變形的（de）箱型焊接結構。裝配一個下橫梁，長度方向的變形一般控製在5 ~ 8mm，變形的最高點（diǎn）或（huò）最低點一（yī）般靠近長度方向的中間位置，橫梁的（de）變形一般呈弓形，向上或向下彎曲，並伴有一定程度（dù）的長度方向的畸變。下橫梁的焊接變形如圖2所示。

2.2流程不能集中（zhōng）化

以（yǐ）往由於數控加工設備數量的限製，以及CAM編（biān）程軟件等配套設施的不完善（shàn），使得梁的加工過程無法（fǎ）最大程度（dù）的集中化。目前，公司已陸續購置了6台大型數控加工設備，釋放了原龍門移（yí）動式數控鏜銑床(GNC40220mr3)加工橫梁的產能，按照新工藝重新安排了原工藝內容，提高了（le）加工效率。

2.3單（dān）個鑽具

目（mù）前加工下（xià）橫梁大平麵的刀具有（yǒu）φ125mm和R6mm麵銑刀，刀具尺寸過小，影響加工效率。工序集中後，鑽孔和攻絲會相對集中，需要采購鑽具。

03

相應的改進措施

3.1針對下橫梁變形導致的刀具空進問（wèn）題。

以前粗加工橫梁（liáng）上下（xià）大平麵的進給路線:放置並找到合適的工件後，用百分表沿（yán）長度方向測量變量，找到最高點，以此為參考點，向下逐層加工。大平麵加工的設計（jì）餘量在7 mm左右，如果算上橫梁的變形，整個橫梁會有12 ~ 15 mm的切除量，在整個過程（chéng）中，尤其是最初（chū）的分（fèn）層（céng）加工過程中，會有（yǒu）大量的刀具空（kōng）轉。原始的處理路線如圖3所示。

改進後的橫梁沿長度方向以1.6m為（wéi）單位（wèi）分為10個加工區域(見（jiàn）圖（tú）4)，每（měi）個區域獨立進行粗加工。每個區域的加（jiā）工餘量值是根據之前（qián）百（bǎi）分表測得的梁平麵變形來確定的，刀軌方向也修改為沿寬度方向進退。加工區域的分段加工（gōng）如圖5所示。

這樣做的目的是將一個焊接變形比較大的整體加工麵分割成幾個變形（xíng）比較小的加工麵，從而減少空（kōng）切（qiē）的時間，提高橫梁的加工效率。一個加工表麵應劃分成多少個部分（fèn）取（qǔ）決於所用刀具的數量和梁的實際變形。對於體積較大、焊接（jiē）變形較大（dà）的結構件，各（gè）部分的變形是不同的，甚至差別相當大。完（wán）全（quán）參照電腦中的三維模型進行加工是不可能的，也是不（bú）安全的，必須結合實際。這類零（líng）件的數控加工（gōng）一般有兩種（zhǒng）操作方式:①現場準備。在現（xiàn）場，技術人員根據（jù）零件的實際變形情況編寫程序，隻（zhī）需要對每個（gè）單（dān）獨區分的加工麵修改毛坯餘量作為參數。②循環修改型。使（shǐ）用圓形程（chéng）序進行加工，機床操作者根據每個單獨劃分的加工麵的實際情況實（shí）時調（diào）整毛坯餘量參數。這兩（liǎng）種方法都是（shì）基於零（líng）件（jiàn）變形數據（jù）的檢測。

3.2針對下橫梁（liáng）的加工工藝安排問題（tí）

當原有機床能滿足要求（qiú）時，加工（gōng）過程是分散的。優化後的工藝流（liú）程要求所有（yǒu）加工工序在一台設備上完成，大大節省了工藝（yì）流程的時間。優化前（qián）後的工藝區別在於，將原來（lái）安排在其他鑽床上的孔加工步驟全部集中在GNC40220mr3上，大大縮短（duǎn）了工（gōng）藝流程，提高了效率。到底是工序集中能提高一個零件的效率，還是工序分解能提（tí）高效率（lǜ），不能一概而論。如果屬於傳統製造（zào）業，加工的零件複雜，工序盡量集中，可以最大限度地縮短工藝流程，減少中間工序，充分發揮其綜合特性；如果屬於流水線製造行業，工序分散（sàn）可以充分發揮其專業（yè）化、精細化的（de）工藝（yì）特點（diǎn），效率可能更高。

3.3針對刀具（jù）問題

在刀具方麵，更換了規格較大（dà）的粗加工（gōng）麵銑刀，並根據新工藝（yì）的要求增加了一部分鑽頭刀具。下（xià）橫（héng）梁數控加工刀具清單見表1。

原來粗加工用的是（shì）FMR-125RD12-Z6麵銑刀，刀（dāo）紋型號（hào）是RDKW1204MO。現在換成（chéng）了MFB245R14C60SN12麵銑刀，刀紋型號為SNMU1206ANSN-GH。兩種刀（dāo）具相關參數（shù）對比見表2。從（cóng）表2可以看出（chū），新（xīn）刀具的（de）性能優於舊刀具，效率更高。

鑽具都是新增加（jiā）的工具。加工下橫梁需要鑽M30、M24、M20、M12四種螺紋孔，都屬於淺孔鑽。前三種螺紋孔用相應（yīng）規格的U型鑽加工。M12螺紋孔由於尺寸原因，仍（réng）然用普通麻花鑽加工。與（yǔ）普通麻（má）花鑽相比，U鑽轉速更快，效率（lǜ）更高（gāo），冷卻效率更高，刀杆（gǎn）剛性更好，孔的加工精度更有保證。此（cǐ）外，由於刀（dāo）粒（lì）可以更換，所以其互換性和適應性對於（yú）加工不（bú）同材質的（de）零件是最好的。

螺紋刀具有兩種，一種是（shì）螺紋銑刀，一種是機用絲錐。M20以下螺紋采用絲錐加工，M20以上螺紋采用螺紋銑削加工。帶合金（jīn）塗層（céng）的絲錐比普通機用絲錐更適合攻螺紋的速度更（gèng）高（gāo），且不易折斷（duàn）。單（dān）刃螺紋銑刀的效（xiào）率不如梳齒螺紋銑刀，但用途更廣，可以節省大量成本。

04

流程優（yōu）化效果

根據選定的優化方向，重新調整下橫梁（liáng）的加工方案，按照新工藝編製數控加工程序，並在實際加工過程中進行效果檢驗。

工藝改進後，下橫梁數控加工共有55道工序，純加工時間為56.6h，期間下橫梁翻轉兩次，加上其他輔助時（shí）間，總加工時間為75.4h，舊工藝耗時93小時，加工效率提高了18.92%。

05

結束語

大型焊接結構件集中加工的嚐試（shì）取得了良好的工藝優化效果，為類似零件的數控加工提（tí）供了經驗。這種新方法不僅提高了數控加工的效（xiào）率，也為機床數控刀具的選擇和配置提供（gòng）了參考。