簡易變位切割架設(shè)計與制作

孫靜

摘 要：切割架適用于焊接實(shí)訓(xùn)或工廠中金屬材料切割，主要針對板件、管件、棒材等帶有坡口或者形狀復(fù)雜、厚度較大的構(gòu)件，是一種簡易、方便切割的變位胎具。通過調(diào)整夾持器的角度、高度和主、從動輪的高度，能夠夾持不同尺寸的管、板、棒等型材，同時能夠進(jìn)行不同角度坡口和形狀的切割。

關(guān)鍵詞：變位；切割架；設(shè)計；制作

中圖分類號：V261.3+4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0116-02

前言

焊接實(shí)訓(xùn)中重復(fù)利用耗材是提高材料利用率，降低成本的一種方法。焊接實(shí)訓(xùn)過程中金屬材料的切割方法有很多種，主要有自動和手動切割兩種方式。而自動切割設(shè)備比較昂貴，維修維護(hù)費(fèi)用較高，如剪板機(jī)、數(shù)控切割設(shè)備、等離子自動切割機(jī)、激光切割設(shè)備等，雖然切割速度較快，但是在切割形狀復(fù)雜、厚度、尺寸較大時設(shè)備能力受限，使用不夠方便、成本高，而氧乙炔切割、等離子手動切割比較靈活，設(shè)備價格低，長期使用中成本較低，與變位切割架配合使用后，對于形狀復(fù)雜、尺寸較大、厚度較厚的低合金鋼、低碳鋼等都能進(jìn)行切割，而且切割質(zhì)量較高、浪費(fèi)材料少、對大批量切割下料比較適合。

1 切割架結(jié)構(gòu)設(shè)計

該結(jié)構(gòu)設(shè)計主要由機(jī)械傳動裝置、夾持固定裝置、切割夾持裝置、自動切割小車等部分組成。支架6是整個切割架的固定支撐部分，由四個厚度較厚角鋼構(gòu)成，側(cè)面開四個導(dǎo)槽14，前后兩個厚度較厚的鋼板通過螺栓固定在導(dǎo)槽內(nèi)，兩個鋼板內(nèi)安裝主動輪5和從動輪8，與墊塊或者木板配合使用能夠壓緊切割板件，自重較大的板材無需配墊塊或者木板進(jìn)行壓緊。在主動輪端部可安裝三抓卡盤或者四抓卡盤，夾持管材、棒材、角鋼等型材。支架6頂部安裝固定導(dǎo)軌1，自動切割小車2在導(dǎo)軌上直線行走，小車2內(nèi)部安裝可調(diào)節(jié)伸出長度的導(dǎo)桿13，導(dǎo)桿13端部安裝導(dǎo)套12，導(dǎo)套12內(nèi)安裝豎桿4，豎桿4端部安裝橫桿11，橫桿11在豎桿4內(nèi)也可以進(jìn)行長度調(diào)整，橫桿11端部安裝夾持器2，夾持器內(nèi)可安裝等離子切割槍或者氧乙炔切割槍。豎桿4能夠在導(dǎo)套內(nèi)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)與固定，亦可升高或者降低，夾持器2在橫桿11端部也可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)與固定。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性

該結(jié)構(gòu)由厚度較厚的角鋼和板材構(gòu)成，屬于剛性結(jié)構(gòu)。通過地腳安裝膨脹螺栓，使結(jié)構(gòu)牢固的安裝在地面上，結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定。板類工件通過支架6上部缺口，安放在主、從動輪上，加上墊塊、木板或者可移動支撐，使工件實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的加持或者直線運(yùn)動。夾持器2是帶鎖進(jìn)裝置的錐形管制作而成，通過螺紋鎖進(jìn)裝置可固定切割槍體。此外，橫桿11、豎桿4、導(dǎo)套12均帶鎖緊裝置，都能牢固鎖進(jìn)，保證切割槍穩(wěn)定的固定在某一切割位置。支架兩側(cè)的固定板也有螺栓固定在導(dǎo)槽內(nèi)，通過螺栓的松動、鎖緊可在導(dǎo)槽14內(nèi)上下調(diào)節(jié)，調(diào)整切割不同厚度、直徑的構(gòu)件。

2.2 切割的靈活性、復(fù)雜性

該結(jié)構(gòu)的靈活性主要在夾持器位置的靈活，夾持器在平面內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，或者手動調(diào)節(jié)導(dǎo)桿13、橫桿11豎桿4的長度、旋轉(zhuǎn)角度等均能改變切割槍的位置，配合自動切割小車行走軌跡，或者手動，可實(shí)現(xiàn)多種形狀的復(fù)雜切割。此外，板類工件尺寸較大時，可以手動進(jìn)行送進(jìn)，管類工件可更換卡盤進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)不同尺寸工件切割。

2.3 結(jié)構(gòu)制作簡單、精度要求較低

本結(jié)構(gòu)中主要就是管、板、角鋼構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，除導(dǎo)軌、平板需要焊接外，其余部分均為機(jī)械加工，而且主要是車削、銑削加工。此外，結(jié)構(gòu)中使用的主從動輪可用鋼管替代，加工出齒輪即可使用，該結(jié)構(gòu)制作精度要求不高，容易制作。

2.4 結(jié)構(gòu)的實(shí)用性

（1）該結(jié)構(gòu)主要針對焊接技能訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)中，需要重復(fù)利用板材、管材等耗材，并且需要開坡口時，很不方便，尤其是變形的板材開坡口時，坡口加工機(jī)加工不好，刀具損耗大時，本裝置與切割設(shè)備配合使用可解決以上問題，并且在工廠中應(yīng)用也比較方便，節(jié)約成本、材料利用率高，質(zhì)量好。

（2）目前切割下料設(shè)備，一般都是單一功能，如切管機(jī)、坡口加工機(jī)，或者剪板機(jī)、激光切割刨邊機(jī)等，對于大型板材切割完全靠劃線，按規(guī)定路線切割，經(jīng)常因沒有限位、工人手抖而出現(xiàn)割據(jù)燒損、爆鳴等現(xiàn)象，而簡易變位切割架加工位置多、型材種類多、切割厚度、尺寸大、靈活，解決了工廠和學(xué)校的一些難題。

（3）簡易變位切割架采用手動和自動均可，手動時可根據(jù)切割狀況隨時調(diào)整切割速度，避免出現(xiàn)割不開現(xiàn)象，浪費(fèi)能源和材料，提高材料利用率。切割時對于同一類型工件切割，調(diào)整好間隙、壓力后，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割，不需停止換件，節(jié)省時間、提高效率、適合批量生產(chǎn)。

（4）簡易變位切割架所用材料為普通型材，角鋼、圓管等，板材可用低碳鋼，如20號鋼、Q235等都是市面上價格較低的材料，也可用工廠中的廢料、余料進(jìn)行焊接拼接，就能滿足使用要求，從制造成本來看是價格較低的制作?？傊摻Y(jié)構(gòu)具有造價低，無污染、質(zhì)量輕、易操作等特點(diǎn)，是非常實(shí)用的工具。

3 使用方法

3.1 板材類加工方法

板材加工有兩種方式，一種是工件運(yùn)動，一種是自動切割小車運(yùn)動。針對尺寸小的板材，可以采用構(gòu)件放置在主從動輪上，加墊塊或木板壓緊后，點(diǎn)燃氧乙炔或者等離子火焰，預(yù)熱工件，調(diào)整自動切割小車速度，切割后關(guān)閉火焰；對于尺寸較大的板材，由于本身自重較大，可以直接放置在主從動輪上，無需壓緊，如果板面較大，則需要輔助支撐，點(diǎn)燃火焰后手動搖動主動輪，從動輪做導(dǎo)向，從而完成切割。

3.2 管材類、棒材類加工方法

管材類、棒材類加工主要是在主動輪上安裝卡盤，比較大的構(gòu)件需要輔助支撐，根據(jù)構(gòu)件直徑選擇使用不同直徑的卡盤，手動搖動主動輪進(jìn)行切割。對于不同厚度、直徑的構(gòu)件應(yīng)選擇好切割能量、氣體吹力，不能讓氧化物或者熔化的鐵水封堵割口，導(dǎo)致切割無法進(jìn)行。

3.3 復(fù)雜零件和坡口加工

對于切割零件比較復(fù)雜的加工，難度很大，需要手動和自動同時配合，類似車床加工操作；坡口加工主要調(diào)整夾持器角度，從而獲得需要的坡口角度。

4 結(jié)束語

該結(jié)構(gòu)具有三維方向運(yùn)動，具備較好的切割能力，能夠切割出復(fù)雜的零件，對于焊接實(shí)訓(xùn)中耗材的重復(fù)利用具有較好的效果，尤其焊接后的變形板材具有較好的坡口加工能力。雖然對于大型板材加工不如大型等離子自動切割設(shè)備切割速度快，但是對于直徑較大管材的坡口加工，棒材的切斷，其他型材加工具有較大優(yōu)勢，因此，工廠中制作該結(jié)構(gòu)有利于方便下料、坡口加工，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]鞏云鵬，等.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

[2]王啟廣，李炳文.采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[3]李樹偉.礦山供電[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[4]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京工業(yè)出版社，2004.

[5]朱龍根.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.endprint