一种大型液压剪板机机架的加工工艺的制作方法

本发明涉及剪板机加工技术领域，更具体地说，涉及一种大型液压剪板机机架的加工工艺。

背景技术：

目前剪板机在金属加工领域不可缺少，剪板机按照动力类型分为液压剪板机和电动剪板机，电动剪板机动力足，效率高，但震动较大，噪音大，所能剪切宽度有限；液压剪板机主要靠两个液压缸带动上刀架运动，从而实现板材的剪切，其具有稳定的性能，而且能够剪切较宽的板材，目前使用较为广泛。

但在液压剪板机的生产过程中，可采用焊接或者是机械组装的方法把各部分焊接到一起形成机架，但由于大型液压剪板机的两侧墙板之间的距离较长，在焊接加工时会产生较大的热应力导致压料板变形，进而会影响上刀架及下刀座的安装精度，影响加工质量；进而会出现安装精度上的误差较大，焊接安装后的机架上会存在内应力，在剪板机工作时会导致机架开裂损坏，甚至会使刀具变形，严重影响剪板机的使用寿命。

经过检索发现，现有专利中有采用机械式螺栓连接来连接机架各部分的技术方案，如中国专利申请号：201220444783.9，申请日：2012年9月4日，该申请案公开了了一种剪板机机架，包括一对立柱、前压料梁、工作台、上支撑横梁和下支撑横梁，立柱、前压料梁、工作台、后上支撑横梁和后下支撑横梁均为箱体结构，上支撑横梁和下支撑横梁分别位于剪板机机身后部的上、下侧，工作台位于剪板机机身前部的下侧，前压料梁两端和工作台两端分别通过平键定位在一对立柱的上部和下部，上支撑横梁两端、下支撑横梁两端、前压料梁两端和工作台两端通过多个紧固螺钉分别与一对立柱固定连接成一体。

又如中国专利号：201220457641.6，授权公告日：2013年3月27日，该专利方案公开了一种液压剪板机组装式机架，它设有左立板、压料面板、液压油箱、右立板及工作台；左立板、右立板、压料面板及工作台的连接处均设有套孔及螺孔，工作台、压料面板是在套孔及螺孔处采用胀栓及螺钉分别与左立板、右立板上的套孔及螺孔构成连接；左立板及右立板位于液压油箱的连接处均设有耳板，液压油箱左右两侧的下方分别设有两块连接板，液压油箱是以两块连接板并采用螺钉分别与左立板及右立板上的两块耳板构成连接。

上述两件专利方案均是利用螺栓来连接前面板及工作台面板，虽然采用螺栓连接不会产生热应力变形，但在使用过程中容易松动，影响加工精度；此外剪板机的前面板及两侧的墙板厚度较小，开设螺栓孔后强度不足，容易造成板材撕裂。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中大型液压剪板机在加工时易变形、精度难以控制不足，提供了一种大型液压剪板机机架的加工工艺，本发明的技术方案，通过控制焊接方法、喷火变形矫正和整体机加工的加工工艺，降低了焊接加工时机架的形变量，提高了尺寸精度，有利于剪板机的产品加工质量和使用寿命的提高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，其加工步骤为：

步骤1、加工两个墙板，并在墙板上加工上滚轮轴孔和下滚轮轴孔，在前面板上加工横向滚轮轴孔，3个滚轮轴孔均预留0.5～1.5mm余量；并把压料座与前面板焊接在一起；

步骤2、把工作台面板与主支板、辅助支板焊接在一起形成托架，主支板、辅助支板均垂直于工作台面板；然后加工工作台面板上的下刀安装面至要求尺寸；

步骤3、固定墙板中的第一墙板，把前面板与第一墙板拼合，并点焊定位；然后吊装第二墙板使其与前面板拼合，点焊定位；然后把前面板与两个墙板焊接固定；

步骤4、在两个墙板之间焊接连接顶部支撑梁，形成机架框架；

步骤5、把步骤2中焊接的托架吊装到墙板前侧的承载台上，并调整托架位置，在工作台面板与机架框架两侧的墙板外表面交接处点焊定位，然后采用间断式焊接方法把托架焊接固定；

步骤6、检验前面板的平直度，划出形变区域，用火焰枪加热变形区域的中部至650～700℃，喷水冷却；

步骤7、沿间断式焊接的焊缝，再次对托架与墙板的连接处的整条焊缝进行焊接；

步骤8、把焊接后的机架运送至加工中心，以工作台面板上的下刀安装面为基准进行机加工。

作为本发明更进一步的改进，步骤1中的墙板外表面对应于上滚轮轴孔和下滚轮轴孔的位置处焊接有加厚板，该加厚板为圆形，并与滚轮轴孔同轴设置。

作为本发明更进一步的改进，步骤2中，先在工作台面板上焊接刀座调节板，再将工作台面板、主支板和辅助支板焊接在一起。

作为本发明更进一步的改进，步骤3中点焊定位顺序为：在前面板与第一墙板接触的顶部位置处点焊，然后在拼接处的外侧分两段点焊，每段点焊长度为60～120mm；然后按照同样的顺序点焊第二墙板与前面板。

作为本发明更进一步的改进，步骤3中前面板两侧点焊完毕后的焊接顺序为：从前面板与第一墙板拼接处的内侧由下至上焊接；然后从前面板与第二墙板拼接处的内侧由下至上焊接；按照同样的焊接顺序，从前面板与第一墙板、第二墙板拼接处的外侧由下至上焊接。

作为本发明更进一步的改进，步骤4中焊接完顶部支撑梁后，在两个墙板之间焊接后顶杆，该后顶杆位于墙板的底部。

作为本发明更进一步的改进，步骤5中用对角焊接的方式进行间断式焊接固定，对角焊接顺序为：先焊接主支板与第一墙板的交接处，然后对辅助支板与第二墙板的交接处进行焊接，然后依次对主支板与第二墙板、辅助支板与第一墙板的结合处进行焊接。

作为本发明更进一步的改进，步骤6中用火焰枪加工时，若前面板向内凹陷，则从内侧喷火加热；若前面板向外凸出，则从外侧喷火加热；并在竖直方向上从形变区域大的一侧喷火加热。

作为本发明更进一步的改进，步骤7中采用对角焊接方式进行整条焊缝的焊接。

作为本发明更进一步的改进，步骤8中机加工顺序为：

S1、加工第一墙板的上滚轮轴孔和下滚轮轴孔的外侧面，使其外侧面为竖直面；

S2、加工第一墙板的上滚轮轴孔和下滚轮轴孔至要求的高度和内径尺寸，使滚轮轴孔的轴线与其外侧面垂直；

S3、加工靠近第一墙板一侧的横向滚轮轴孔，使其外侧面垂直于基准面；

S4、加工横向滚轮轴孔至要求的高度和内径尺寸，横向滚轮轴孔的轴线与其外侧面垂直；

S5、按照S1～S4的步骤对机架的另一端进行加工。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，先是合理的安排焊接加工工艺，组装处机架框架，然后利用喷火加热的方法消除焊接变形；最后利用整体加工的方式对机架上的安装孔进行加工，从而能够有效控制机架的形变量，利用焊后加工消除微量形变对尺寸精度的影响，大大提高了机架的加工精度，有助于剪板机使用寿命的提高；

(2)本发明的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，在焊接托架时，采用对角焊接的方式进行焊接固定，有助于消除形变错位；每次进行对角焊时，均是先焊接主支板，主支板对工作台面板起主要支撑作用，辅助支板只是进一步提高结构强度，因此，必须是先焊接主支板，确保其位置准确性和结构稳定性，进而保证工作台面板上下刀座的位置精度，提高整体焊接质量；

(3)本发明的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，在对托架进行间断式焊接完毕后，机架的整体形状被固定，此时通过喷火加热后冷却的方法进行变形矫正，对于前面板和工作台面板的影响均较小；然后再对托架进行整条焊缝的焊接，保证了工作台面板上基准面的精度。

附图说明

图1为本发明中机架加工方法的流程示意图；

图2为本发明所加工机架的侧面结构示意图；

图3为本发明所加工机架的正面结构示意图；

图4为本发明所加工托架的结构示意图；

图5为本发明中前面板与第一墙板拼接处的点焊顺序示意图；

图6为本发明中喷火加热消除板材变形的方法示意图。

示意图中的标号说明：11、第一墙板；12、第二墙板；13、顶部支撑梁；14、后顶杆；15、上滚轮轴孔；16、下滚轮轴孔；17、加厚板；21、前面板；22、横向滚轮轴孔；23、压料座；24、压料机构；31、刀座调节板；32、下刀座；33、下刀体；41、工作台面板；42、主支板；43、辅助支板；44、托架横梁；441、下刀安装面；45、减重孔。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2、图3，液压压剪板机包括第一墙板11和第二墙板12、前面板21、带有工作台面板41的托架，第一墙板11和第二墙板12分布在机架的两侧，起到主要支撑作用，其中的第一、第二只是便于区分描述，对剪板机的实际结构没有具体限制。前面板21位于机架的前侧，前面板21下方的压料座23用于固定压料机构24，该压料机构通过螺栓连接在压料座23上，用于剪板时压住板材。机架的后侧设有顶部支撑梁13，该顶部支撑梁13能够进一步提高机架的结构强度。

对于液压剪板机而言，在焊接加工时，不可避免的会出现变形，由于普通中小型剪板机形变较小，多数企业会采取放大余量的措施来解决形变问题，但这种方法会降低加工精度。对于大型剪板机而言，由于其前面板较长，其形变量较为突出，不加以克服，会严重影响剪板机的产品加工质量和自身的使用寿命。

针对上述问题，本实施例提供了一种大型液压剪板机机架的加工工艺，结合图1，其加工步骤为：

步骤1、加工两个墙板，并在墙板上加工上滚轮轴孔15和下滚轮轴孔16；在前面板21上加工横向滚轮轴孔22，并把压料座23与前面板21焊接在一起。墙板与前面板的加工可分别进行，两者之间互不影响。但是在加工上滚轮轴孔15、下滚轮轴孔16和横向滚轮轴孔22时，预留0.5～1.5mm余量，可选择预留1mm余量，也可选择其他数值，根据具体需要选用，没有具体限制。

步骤2、把工作台面板41与主支板42、辅助支板43焊接在一起形成托架，主支板42、辅助支板43均垂直于工作台面板41；然后加工工作台面板41上的下刀安装面441至要求尺寸。

工作台面板41的工作面要作为加工基准，必须要保证焊接后工作面的精度，而板材在焊接时极易产生热变形，因此，如何在焊接时保证工作台面板41的加工精度十分重要。

托架的主要作用是提供剪切时的底部承载力，主要由工作台面板41、主支板42和辅助支板43组成。焊接时，先在工作台面板41上焊接刀座调节板31，再将工作台面板41、主支板42和辅助支板43焊接在一起。焊接完成后，加工工作台面板41的上表面，使工作台面板41上的下刀安装面441至要求尺寸，其表面为水平面。下刀安装面441用于安装下刀座32和下刀体33。

如图4中所示，主支板42竖直设置，辅助支板43竖直设置。为了增加结构强度，在主支板41与辅助支板43的底部位置连接有托架横梁44，该托架横梁44能够防止焊接时主支板42和辅助支板43向内部形变，具有一定的热变形支撑作用。还可在辅助支板43上开设减重孔45，加强辅助支板43结构强度。

普通方式为了方便加工，很多情况下会先加工工作面，在进行焊接连接，导致托架内部存在热应力，其形变量在后期使用时会严重缩短剪板机的使用寿命。而本实施例中先焊接，在进行加工，从而避免了焊接形变对工作面精度的影响，有助于提高整机的加工精度。

步骤3、固定墙板中的第一墙板11，把前面板21与第一墙板11拼合，并点焊定位；然后吊装第二墙板12使其与前面板21拼合，点焊定位；然后把前面板21与两个墙板焊接固定；焊接后可把压料机构24安装在压料座23下表面。

焊接墙板时的点焊定位顺序为：先在前面板21与第一墙板11接触的顶部位置处点焊，然后在拼接处的外侧分两段点焊，每段点焊长度为80mm；结合图5，先在位置①处点焊，防止前面板脱离，初步定位；然后在位置②处焊接定位段，焊接长度为80mm；然后在位置③处焊接定位段，焊接长度为80mm。

然后按照同样的顺序点焊第二墙板12与前面板21，使前面板21被固定在第一墙板11与第二墙板12之间，三者位置被确定。

具体焊接时的焊接顺序为：从前面板21与第一墙板11拼接处的内侧由下至上焊接；然后从前面板21与第二墙板12拼接处的内侧由下至上焊接；按照同样的焊接顺序，从前面板21与第一墙板11拼接处的外侧由下至上焊接；从前面板21与第二墙板12拼接处的外侧由下至上焊接。

由于先在外侧进行分段式焊接定位，在从内测焊接时，可避免前面板21错位；此外，前面板21与墙板内侧焊接后，前面板会存在一定程度的变形，此时可通过控制前面板21与墙板外侧拼接处的焊脚铺口面积来抵消形变，减少热变形，获得较好的焊接质量。

步骤4、在两个墙板之间焊接连接顶部支撑梁13，形成机架框架。

由于液压剪板机不需要设置横向的长轴，在两个墙板之间只有位于墙板前侧的前面板，墙板后侧容易出现变形，即图2中墙板的左侧部分容易出现变形，而焊接的顶部支撑梁13位于墙板的左上部，从而实现在墙板的前后侧均被固定，提高了机架的结构强度。

步骤5、把步骤2中焊接的托架吊装到墙板前侧的承载台上，并调整托架位置，在工作台面板41与机架框架两侧的墙板外表面交接处点焊定位，然后采用间断式焊接方法把托架焊接固定。

由于工作台面板41上的下刀安装面441要做为加工基准，该托架焊接的主要点在于保证下刀安装面441的精度，严格控制形变。因此，在安装托架前需要加工机架框架两侧的墙板的承载台上表面，使其位于同一水平高度。

其中所述的间断式焊接是指在同一接触线上焊接多段，而不是直接焊接整条焊缝，如图5中位置②和位置③之间的间断焊接方式。由于间断焊接，一般只会在局部产生形变，不会影响整个主支板和辅助支板。

值得说明的是，采用对角焊接的方式进行间断式焊接，先焊接主支板42与第一墙板11的交接处，然后对辅助支板43与第二墙板12的交接处进行焊接，再焊接主支板42与第二墙板12交接处，最后焊接辅助支板43与第一墙板11的结合处。

工作台面板的下刀安装面441要作为后续加工的基准，必须要保证托架的焊接精度。通过对角式焊接，能够使焊接时产生的热变形相互抵消；而且主支板起到主要支撑作用，先焊接主支板可保证其支撑强度，然后焊接对角的辅助支板，消除热变形；而且对于中小型液压剪板机，其长度较短，通过对角焊接能够控制形变量在允许范围内，保证了焊接精度，从而为后续机加工提供了保障。

步骤6、检验前面板21的平直度，划出形变区域，用火焰枪加热变形区域的中部至650～700℃，喷水冷却；

用火焰枪加工时，若前面板向内凹陷，则从内侧喷火加热；若前面板向外凸出，则从外侧喷火加热；喷火区域位于凹陷或突出部位的中部，并在竖直方向上从形变区域大的一侧喷火加热。如图6中所示，由于板材形变部位向外突出，按照箭头A的方向从外侧加热；由于下方变形大于上方变形量，因此，按照箭头B的方向从下向上喷火加热板材的下方。加热时只需要沿中部的两条线之间的区域加热即可，加热到680℃，立即向加热部分喷水冷却，由于板材收缩，消除或降低形变。

步骤7、沿间断式焊接的焊缝，再次对托架与墙板的连接处的整条焊缝进行焊接。

托架上的工作台面板的下刀安装面441要做为机加工的基准面，因此，必须要保证其精度，才能使后续加工、安装精度得到保障，第一次间断式焊接后，整个机架被定位固定，通过喷火加热消除变形后，再进行二次焊接，完成整条缝的焊接加工，一方面能够避免形变的累积，另一方面可降低二次焊接时的局部形变量，充分保证了基准面的精度。

步骤8、把焊接后的机架运送至加工中心，以工作台面板41上的下刀安装面441为基准进行机加工，其加工工序为：

S1、加工第一墙板11的上滚轮轴孔15和下滚轮轴孔16的外侧面，使其外侧面为竖直面；

S2、加工第一墙板11的上滚轮轴孔15和下滚轮轴孔16至要求的高度和内径尺寸，使滚轮轴孔的轴线与其外侧面垂直；

S3、加工靠近第一墙板11一侧的横向滚轮轴孔22，使其外侧面垂直于基准面；

S4、加工横向滚轮轴孔22至要求的高度和内径尺寸，横向滚轮轴孔22的轴线与其外侧面垂直；

S5、按照S1～S4的步骤对机架的另一端进行加工。

采用焊接后的整机加工方式进行机架加工，可进一步消除微量形变对加工精度的影响，上滚轮轴孔、下滚轮轴孔和横向滚轮轴孔可保证上刀架的安装精度，另一方面能够保证上刀架在竖直方向运动。此外，由于精度的提高，剪板机工作时存在的形变减少，有助于提高剪板机的使用寿命。

实施例2

本实施例的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，其基本加工过程与实施例1相同，其不同之处在于：步骤1中的墙板外表面对应于上滚轮轴孔15和下滚轮轴孔16的位置处焊接有加厚板17，该加厚板17为圆形，并与滚轮轴孔同轴设置。由于小型剪板机两侧的墙板较薄，焊接的加厚板17有助于提高结构强度，而且方便步骤8中整体机加工操作。

步骤4中焊接完顶部支撑梁13后，在两个墙板之间焊接后顶杆14，该后顶杆14位于墙板的底部，进一步增加结构强度。

步骤6中的喷火加热温度为700℃，然后可喷水冷却。

步骤8中加工的上滚轮轴孔15和下滚轮轴孔16的外侧面位于同一平面上，则一次走刀便可完成整个面的加工，效率高。

实施例3

本实施例的一种大型液压剪板机机架的加工工艺，其基本加工过程与实施例2相同，更进一步地：采用对角焊接方式进行整条焊缝的焊接。焊接时从下向上焊接，焊接顺序与间断式焊接顺序相同，即：先焊接主支板42与第一墙板11的交接处，然后对辅助支板43与第二墙板12的交接处进行焊接，再焊接主支板42与第二墙板12交接处，最后焊接辅助支板43与第一墙板11的结合处。

结合以上实施例，本发明先是合理的安排焊接加工工艺，组装处机架框架，然后利用喷火加热的方法消除焊接变形；最后利用整体加工的方式对机架上的安装孔进行加工，从而能够有效控制机架的形变量，利用焊后加工消除微量形变对尺寸精度的影响，大大提高了机架的加工精度，有助于剪板机使用寿命的提高。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。