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轨道板模具模型加工工艺制定

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轨道板模具模型加工工艺制定

发布日期:2017-03-19 作者: 点击:

模型加工工艺制定

模板主体是钢结构组件,每件模板由27件事先加工成型后的型钢和钢板再焊接而成。为保证模板长期使用中,能够经受混凝土灌注成型时剧烈振动的严酷作业要求,德方设计焊逢厚且长且模板各部尺寸精度及批量产品的互换性要求非常高,超出一般钢结构产品精度要求,使得模板主体焊接变形很难控制。如底板,材料为厚度10mmQ235钢板,焊后6450mm*2550mm范围内平面度精度要求2mm,常规焊接工艺方法难以保证。

在认真分析失败教训基础上,川荣重工日本工程技术人员经过反复研究,在征得博格公司认可后,对轨道板模板原设计进行优化,将两模板侧边板下方各增加一水平筋板,适当加强了模板垂向刚度;借鉴隧道管片模具制作方法,自行设计并采用了博格式轨道板模板拼焊专用胎具(见模板拼焊专用胎具示意图);实施轨道板模板拼;摸索并制定出整体振动时效方案和最佳变频振动时效工艺(振动频率、振动幅度、振动时间匹配控制程序)。成功地解决了轨道板模板焊接变形控制问题。应用此工装及加工方法拼焊成型的轨道板模板比德国博格公司模板的质量(各部尺寸精度及批量产品的一致互换性)还要高出很多。

利用大型数控铣床对模型进行加工,确保20个与承轨台成型壳体接触面的平面误在0.20mm以内,需设计专门的模架来固定待加工的模板主体加工。

承轨台安装平面及定位孔加工

为保证模板精度要求,每件模板上的20个承轨台安装平面和40个安装定位孔,首先必须选用加工范围不小于6500*2500的大型数控加工机床进行,以保证在一次装卡下加工完成。其次,要选择低磨耗、高耐用度、高精度等级的合金加工刀具。加工过程中要经常检测刀具磨耗情况,刀具磨耗到一定程度时应及时更换——但更换要尽量避免在加工过程之中进行。如非在加工过程之中更换不可时,则该模板机械加工工作需重新从头做起。

由于模板是一种板式结构,面积大、竖向刚度低,必须设计适用的、具有足够刚度的、可以防止机床进行切削加工时切削力使工件变形造成加工精度损失、装卡牢靠而又不致因装卡使模板产生变形的专用工装。我们设计的机械加工专用装卡工装采用了20点定靠、8处测力丝杠框架式结构,配合以3m大型铸铁弯板一并使用,效果很好。

为保证承轨台安装平面及定位孔机械加工精度不损失,不能在机械加工后再对模板主体进行任何热加工;吊运及码放时须防止模板主体水平方向受力不均,产生变形。

上挡板制作

上挡板是一种上底宽60mm,下底宽50mm,高96mm梯形截面、长6449mm拼焊成型后进行机械加工的细长杆件。德国原设计每件上挡板需要用71个零件组装拼焊成型。由于零件众多,组装、拼焊时各零件定位精度很难保证。经博格公司认可同意,我们对原图纸进行了优化设计,在保证使用功能和外观尺寸不变的前提下,大大减少了零件数量,增加了工件的整体性,降低了组装、拼焊时各零件定位精度的保证难度。

由于工件细长比大,纵、侧向刚度很低,因此,下料、拼焊及加工过程中的工件变形非常难以控制。为保证上挡板制作精度,我们逐渐在下料、拼焊、消除焊接应力、机械加工各工序环节摸索出如下有效控制措施:

a.各主要工件采用等离子切割方法下料。

b.设计制作了上挡板专用组装拼焊胎、卡具进行组装拼焊。

c.制定出严格精细、科学合理的焊接工艺方法,并严格贯彻执行。

d.采用人工整体时效方法在上挡板组装拼焊后、胎卡具放松之前对工件进行严格的时效处理。

f.精确下料、精确组装拼焊、有效减少焊接变形,减少了机械加工的加工余量,再采用半自由装卡状态下进行机械加工,防止加工变形。

三角压条制作

每套模板设9根三角压条,其作用是为了轨道板预裂缝成型。三角压条实际形状为长2.5m;截面为顶宽4mm、底宽28mm、高38mm的等腰梯形;两端为与底边呈28°角的斜面;底面有9个φ10mm的装配用螺栓孔。三角压条所有表面光洁度要求6.3μmm,直线度误差≤1mm;材质Q235。

如用常规铣、刨等机械加工方法制作,不仅加工时间长、费用高,材料浪费大,而且由于切削量大,切削热使工件产生变形,很难保证工件直线度要求,成品率很低。我们经过几十次反复实验,采用冷拔成型方法很好的解决了这个问题。

变频振动电机选型、布置与控制方式

博格式轨道板是采用在模板设置附着式变频振动电机使混凝土振动成型的。振动电机激振力大小、振动频率高低、振动电机设置的数量多少、在模板各处位置设置的不同,对混凝土成型的密实程度、气泡多少、振实效率高低及最终混凝土产品质量具有重要影响。

由于对模型按国内标准进行了重新设计,模型的重量、刚度等与博格公司原设计均有变化,经采用多次堆砂震动试验,确定每套模板设置震动电机数量、位置,最终确定每套模型设9只ZKF150型高频快装附着式振动电机,其参数为:功率1.5Kw、振幅1.3mm、激振力9KN、变频范围50-150Hz、电源240V。

我们实施的振动电机控制方式为:将每条生产线27套模板的变频振动电机的控制电路组成一个网络、共用一条电源线路和一台变频器。在每套模板一侧池壁上安装滑触线,将控制按扭设置在混凝土浇注设备操作台面上,由混凝土浇注操作人员进行控制。克服了博格公司的每9套模板为一组,每组模板各振动电机各自配备一台变频器耦合在一起,由一套控制装置进行操作的控制方式带来的投资大、控制单元和控制线路过多,维修、操作困难等问题。

使用情况

现在,德国博格板模具承担的京津城际铁道工程轨道板预制任务已顺利完成。经过一年生产实用检验,研制的模板生产出的轨道板外观尺寸准确,成型漂亮,混凝土密实气孔少,内在质量好。模板自身耐用、无故障,至今状态完好。

由于在轨道板模板研制过程中,不是简单地照图施工,而是在认真学习、消化、吸收的基础上对原设计进行了较大的优化、改进;采用或创新了大量新技术、新工艺,不仅使模板质量得到充分保证,制造成本也降低了近30%,创造出巨大的经济效益。

通过此次轨道板模板研制过程,使我们深入掌握了博格式轨道板模具的制造技术;全面领会了德国先进的混凝土模板设计思路、开阔了视野;提升了国内制造大型、复杂模型的能力,为其它类型板式无碴轨道模型的制做打下了坚实的基础。

轨道板模具模型加工工艺制定

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