铲斗刀板节料方法浅析

导语铲斗刀板尺寸大，材料消耗多，材质要求高，价格昂贵，通过产品有机组合、有效借用产品坡口尺寸、合理利用加工方法来满足火焰切割工艺的特性，达到实现节约材料目的，最终为提高公司产品的市场竞争力创造了有利条件。装载机铲斗底边最前沿的一块钢板，称之为刀板，工作时是最先铲进泥土、砂石的，此板需要具有较强的耐磨性，材质采用22SiMn2牌号的钢材高温淬火制作，材料价格比较昂贵。谁节省了材料，谁就赢得了市场。加工现状柳州工程机械厂ZL50C装载机铲斗如图1所示，其中一块刀板尺寸为2910mm×290mm×40mm，其断面示意图如图2所示，传统的加工工艺是按刀板尺寸2910mm×290mm×40mm下料，然后火焰切割坡口，工艺非常简单，但整个坡口料重达14.42kg都白白浪费，一块刀板浪费金额高达115.36元，材料浪费非常严重。图1铲斗图2铲斗刀板断面示意图工艺改进试验为节省材料，考虑采用一刀火焰切割坡口得两块刀板方案，如图3所示，但试验结果却出乎意料，火焰切割出来的刀刃面凹凸不平，只好上龙门刨床刨平刀刃斜面，加工过程非常麻烦，并且每块刀板290mm的宽度又无法保证，试验失败。图3两块刀板节材模型图原因分析造成刀刃面凹凸不平的原因主要有：⑴火焰切割时，割炬在计算好的坡口位置上与2910mm×550.75mm的刀板平面形成30°夹角，此时，火焰是倾斜的，无法集中火焰；⑵在整条2910mm的长坡口线上，由于气体火焰在整个切割过程中将金属加热至燃点的时间不等，因此，每个点线面上的熔化量不等；⑶被高压氧气射流吹掉的熔渣也不相同。一块刀板火焰切割与两块刀板火焰切割对比如图4所示，从图上可以明显看出，由于产品坡口角度不同，一块刀板坡度小，火焰集中，而两块刀板坡度陡，火焰无法集中。图4坡口切割火焰对比解决方案确定问题的关键在于火焰无法集中，那如何才能让火焰集中呢？首先，想到的办法是如何挡住火焰，即采用堵的方法。⑴堆焊。在整条2910mm长坡口线上堆焊，再火焰切割坡口，形成90°夹角，这样火焰便可以集中，如图5所示。但堆焊需要增加成本。图5堆焊效果图⑵将2910mm×8mm×8mm的条料焊接在长坡口线上，再火焰切割坡口，如图6所示。在加工2910mm×8mm×8mm的条料时，遇到了瓶颈，因为，要想保证如此长的小条料的平面度、直线度，有相当大的难度。如果外购，再加上条料焊接，成本也非常高。图6焊接长条料效果图看来堵的方法需要增加成本，并且效率较低。又考虑到两块刀板在切割分离过程中会在坡口宽度方向形成缺口，而火焰在缺口处可以集中，于是采用先加工缺口，再火焰切割的方法进行刀板分离。⑴先气刨缺口再火焰切割坡口，如图7所示。经验证，火焰切割坡口表面质量好，而气刨的坡口表面凹凸不平，气刨的直线度也不好，需要手工打磨平整，成本较高，而效率不高。图7气刨缺口效果图⑵先龙门刨缺口再火焰切割坡口，如图8所示。经验证，效果良好。图8龙门刨缺口效果图这样，一刀切割两块刀板的工艺路线确定为：下料→龙门刨缺口→火焰切割坡口。结束语由此可见，先龙门刨缺口再火焰切割坡口加工方案比较有优势，该方法加工刀板，比一块刀板增加了刨缺口、火焰切割坡口这两道工序，制造成本增加约40元，分摊到每块刀板增加成本约20元，那么采用该方案加工一块刀板比采用传统加工方案可节约86.55元，若该刀板的年产量为30万块，则全年可以为公司节省材料费约2596.5万元。但是，它的前提条件是公司要有能