大型结构件加工难怎么破

轮船结构件属于大型结构件，是轮船的主要受力部件，零件外形、周边轮廓与其他零件具有装配协调关系，不但要满足与其他零件的装配协调关系，还要满足自身的结构尺寸精度、零件质量等方面的要求。随着轮船结构件向大尺寸方向发展，带来的结果是零件结构更加复杂，高精度装配孔结构大量出现。在零件尺寸变大的同时，零件加工的尺寸精度反而提高，使得制造难度大为提高。1.零件结构以某升降平台底架为例，零件外形尺寸最大6196mm×1180mm×715mm，由32种分件（20钢管、Q235槽钢和Q345B钢板）焊接而成，属于大型结构件（见图1），该件为左右、前后对称型零件，四处导向钢管、导轮支架安装及两处安全装置安装位置关系是焊接的关键；四组导杆组件孔系的精度，包括同轴度、位置度，孔系与上下四处导轮支架连接基面垂直度，导轮支架安装孔与两端面和上下连接孔对称度是加工过程中的关键。图1升降平台底架模型2.工艺重点升降平台底架主要尺寸如图2所示，导杆组件孔系的同轴度φ0.015mm，与导轮支架连接面的垂直度0.1mm，表面粗糙度值均为Ra=1.6μm，导轮支架连接面的平行度0.1mm，四组安装孔的对称度0.06mm，精度要求很高。图2升降平台主要尺寸考虑到升降平台的结构特点、外形尺寸，确定工艺重点如下：（1）由于该零件结构尺寸较大，结构复杂，分件多，尺寸不宜控制，焊接变形大，精度稳定性差，焊接时要控制焊接变形和保证四处导向钢管、导轮支架安装面及两处安全装置安装面焊接位置。（2）保证四组导杆组件孔系的同轴度、位置度，与导轮支架连接面垂直度；两端上、下连接面平行度，两端面和上下连接孔与四组孔的对称度。（3）安全装置安装面及其孔的加工方法。3.工艺分析及流程根据升降平台底架的结构特点及精度要求，从焊接和加工两方面进行分析如下。（1）焊接。由于该零件尺寸较大，四处导向钢管、导轮支架安装面及两处安全装置安装面焊接后位置要求高，所以焊接时要有能够容纳该零件的焊接平台，制作工装，焊接时，先固定四处导向钢管，以四处导向钢管的端面为基准面，钢管实际位置尺寸在焊接平台上组对平台框架，由外至内，先长后短按序放置各件并预压紧，压板与焊接位置应保持距离，以便焊接不受影响。钢管连接由专用夹具固定，点固钢管。采用间跳焊、对称焊法，平焊的焊接方式，完成平台本体框架的焊接。上平面所有水平焊缝焊接完成后松开压板和夹具，翻转工件180°后压紧锁紧工件，完成工件另一面的焊缝焊接。每个工序组对焊接过程中使用工装夹具锁紧固定，拆卸工装夹具需等工件自然冷却后拆除。发生焊接变形及时矫正、矫平，矫正时严禁使用铁榔头，应用橡胶榔头或木榔头，机械矫正时应在受力点施加橡胶垫板。焊后矫直工件后依次完成框架体钢管连接的焊缝焊接和矫正。底架本体焊接完成后定位、压紧工装不许拆卸，消除应力工序完成后方可拆卸，焊接过程要充分消除焊接应力。根据零件的结构特点和分件分布情况，确定升降平台底架的焊接顺序为：钢管组对、焊接和矫正（钢管框架体）→两端框架基座→方钢和加强筋→上端导轮支架连接面→安全装置连接面→下端导轮支架连接面。（2）加工。由于该零件是结构尺寸较大的焊接件，精度稳定性较差，加工变形大，所以需要充分消除焊接时产生的应力。为此，焊后进行两次人工时效处理，分别安排在焊接及粗加工之后进行。孔系及基准面通过粗加工及半精加工，充分消除加工应力。粗加工及半精加工安排在HGMC30100龙门式加工中心上，精加工孔安排在高精度的12m大隈五面体龙门式加工中心上，由于该零件四组孔系及各连接面等在四个面上，且形位公差要求较高，就必须统一工艺基准，在零件状态稳定的情况下加工出工艺基准，再完成精加工，工艺基准统一，保证形位公差要求。零件侧立放置一次装夹，用卧铣头旋转加工孔及基准面，减少二次装夹产生的误差。注意卧铣头转动时穿检验棒校验铣头轴线，消除机床误差。零件的安全装置安装面及其孔在各平板包围的内腔内，内腔尺寸较小，卧铣头不宜直接加工。针对这种情况，用卧铣头安装小直角铣头来完成端面内腔面及孔的加工。最终确定升降平台底架的加工工艺流程为：焊接→消除应力处理（人工时效）→粗加工→钳工→消除应力处理（振动时效）→半精加工→精加工→钳工→油漆。4.结语大型结构件是轮船的主要受力部件，在大型轮船制造中占有很重要的地位，其加工质量直接关系到轮船内部装配协调关系