15T-40T挖掘機(jī)動(dòng)臂加工工藝優(yōu)化

孔萌

徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司 江蘇徐州 221000

1 15T-40T動(dòng)臂機(jī)加工問題現(xiàn)狀分析

1.1 工裝通用性差，工件加工周期過長

由于15噸動(dòng)臂和40噸動(dòng)臂外形尺寸差別較大，當(dāng)前使用的動(dòng)臂加工工裝無法滿足15-40噸動(dòng)臂加工需求，目前使用兩套不同的工裝進(jìn)行加工。兩套工裝的加工范圍分別為15T-20T和20T-40T。由于兩套工裝之間不能通用，實(shí)際加工生產(chǎn)時(shí)只能使用單工作臺加工，工件裝夾找正及拆卸等輔助工序無法線下完成，導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)時(shí)間過長，無法進(jìn)行連續(xù)化加工，致使工件加工周期過長[1]。

1.2 手動(dòng)試切效率低，質(zhì)量穩(wěn)定性差

現(xiàn)在，現(xiàn)場加工動(dòng)臂使用的定位方式為采用兩主軸伸出相同長度然后用鋼直尺去測量每個(gè)孔端面距離主軸端面的長度來進(jìn)行定位的。這種定位方式效率低，經(jīng)常出現(xiàn)“顧前不顧后”的情況，調(diào)節(jié)完前叉孔后又會(huì)出現(xiàn)定位孔偏移，需要反復(fù)多次的來回調(diào)整才能基本滿足加工的定位要求[2]。

2 15T-40T動(dòng)臂加工工藝優(yōu)化

2.1 工裝通用化改進(jìn)

針對現(xiàn)有工裝快速換型裝置移動(dòng)距離過短，通用化弱的問題，通過延長底板及導(dǎo)軌，將快速換型裝置移動(dòng)距離由過去的800mm增加為1200mm，實(shí)現(xiàn)15-40T動(dòng)臂加工全覆蓋。在現(xiàn)有工裝的基礎(chǔ)上，改進(jìn)快速換型裝置，更換滑動(dòng)導(dǎo)軌和安裝底板增大快速換型裝置移動(dòng)距離以此來增大工裝使用范圍，同時(shí)改進(jìn)中間側(cè)面頂緊立柱的結(jié)構(gòu)形式以及安裝布局，避免加工干涉，滑動(dòng)導(dǎo)軌長度由1900mm更換為3000mm，通過改進(jìn)，15T-20T動(dòng)臂加工工裝可以通過快速換型實(shí)現(xiàn)20T-40T動(dòng)臂加工，20T-40T動(dòng)臂加工工裝亦可通過快速換型進(jìn)行15T-20T動(dòng)臂加工。工裝通用化改進(jìn)完成后，每臺機(jī)床上放置的兩套工裝均可以加工15T-40T動(dòng)臂，通過制定雙工作臺連續(xù)加工方案，實(shí)現(xiàn)了15T-40T動(dòng)臂連續(xù)化加工，動(dòng)臂裝夾、找正、拆卸以及修磨等輔助工序全部線下完成，大大縮短了機(jī)床等待時(shí)間，使得動(dòng)臂單件加工周期縮短了30%，極大的提升了產(chǎn)品加工效率，另外，針對工裝定位及夾緊問題，將快速換型裝置定位與夾緊相結(jié)合，制作了工裝快速定位與夾緊機(jī)構(gòu)，在大底板不同的位置設(shè)置了定位座，同時(shí)該定位座具有固定的作用為實(shí)現(xiàn)工件的快速定位及鎖緊的固定性,這種方式可以快速有效的進(jìn)行定位,節(jié)約了大量的裝夾時(shí)間,促進(jìn)了產(chǎn)能的提升。

2.2 端面測量應(yīng)用推廣及運(yùn)算宏程序優(yōu)化

使用簡單的自對中裝置進(jìn)行工件的預(yù)調(diào)縮小裝夾造成的誤差。在動(dòng)臂的前叉孔處及定位孔處固定一兩端螺旋線相反的梯形螺紋桿用做傳動(dòng)，再在螺紋桿上旋入兩定位塊使定位塊與兩主軸間距產(chǎn)生對稱。這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺紋桿時(shí)帶動(dòng)兩定位塊靠近或遠(yuǎn)離，從而實(shí)現(xiàn)工件夾緊松開，并且在夾緊時(shí)會(huì)使工件自動(dòng)的處于兩主軸中間位置，完成簡單的工件自對中工序。當(dāng)找正完畢后，只需將自對中裝置反向旋轉(zhuǎn)幾圈即可將孔兩端面的壓板遠(yuǎn)離工件表面。然后可以使活動(dòng)壓板旋轉(zhuǎn)至工件下方避免加工干涉。采用先進(jìn)的在機(jī)測量系統(tǒng)，消除手動(dòng)試切加工工序,并消除裝夾誤差。針對動(dòng)臂需要通過試切確認(rèn)對稱度的問題，通過對雷尼紹在機(jī)測量底層程序進(jìn)行研究，調(diào)取端面測量程序包并在測量主程序中添加端面測量程序，并采用全局變量對端面測量數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，工件測量過程中即可實(shí)時(shí)顯示動(dòng)臂左右兩側(cè)端面對稱偏差情況，操作人員可根據(jù)測量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行工件對稱調(diào)整，大大縮短了工件裝夾找正時(shí)間[3]。

針對運(yùn)算宏程序傻瓜式報(bào)警問題，首先對雷尼紹在機(jī)測量底層基礎(chǔ)程序包進(jìn)行分析，調(diào)取孔徑及端面測量過程中工件原點(diǎn)偏置值中的系統(tǒng)變量，并將該系統(tǒng)變量存儲在全局變量#521-#540中，測量數(shù)據(jù)調(diào)取完成后將其存儲在系統(tǒng)變量#602-#628中進(jìn)行冷凍存儲；然后對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間尺寸計(jì)算及尺寸超差修正，由于測量原始數(shù)據(jù)通過宏程序進(jìn)行冷凍，在坐標(biāo)修正過程中，原始數(shù)據(jù)一直存儲在系統(tǒng)變量中，坐標(biāo)修正完成后，通過將修正的坐標(biāo)值與原始坐標(biāo)值進(jìn)行比對，當(dāng)修正后偏心量超過圖紙要求的公差時(shí)，程序自動(dòng)報(bào)警并指示報(bào)警坐標(biāo)位置，當(dāng)加工余量不足時(shí)，程序可以實(shí)現(xiàn)修正方向提示，通過上述改進(jìn)實(shí)現(xiàn)超差變形結(jié)構(gòu)件加工坐標(biāo)可在機(jī)床現(xiàn)場修正及偏心量顯示，無需通過試切進(jìn)行確認(rèn)，大大降低了工件加工時(shí)間，同時(shí)有效避免了不合格品的產(chǎn)生，（原理見圖1）。

為了提高宏變量的可讀性，對在機(jī)測量系統(tǒng)測量過程和運(yùn)算過程中涉及的宏變量進(jìn)行重新布局，使宏變量截面更加清晰易讀。

圖1 偏心量計(jì)算原理

使用在機(jī)測量時(shí)可以自動(dòng)測量工件端面Z值，操作人員可以直接從機(jī)床顯示面板上讀取裝夾誤差值，操作人員可以根據(jù)左右兩側(cè)Z軸測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整工件裝夾方向，及時(shí)消除因自對中誤差造成的裝夾誤差。

3 結(jié)語

通過工裝通用化改進(jìn)，增大快速換型裝置行程，增加工裝裝夾范圍，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂雙工作臺連續(xù)化加工員工輔助時(shí)間降低30%；推廣應(yīng)用端面測量程序，優(yōu)化運(yùn)算宏程序，消除手動(dòng)試切工序，達(dá)到一次校驗(yàn)合格率100%；設(shè)計(jì)制作專用防振工裝，提升耳板孔加工穩(wěn)定性，提升耳板孔加工質(zhì)量和效率。