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线切割中行业标准为什么用切八方来判定机床精度?
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 用切八方判定机床的精度,是一个很好的办法。它可以很全面地反映出机床座标位移精度,导轮运转的平稳性,X、Y的系统回差和进给与实际位移的保真度。机床存在的与精度相关的任何毛病在切八方时都被体现出来,是无法人为地掩饰的。
  切得的八方应按如下几个方面来分析:
  1、与X轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮轴向偏摆抖晃比较大,切缝变大。
  2、与Y轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮径向偏摆抖晃幅度大,切逢度变大。
  3、450两个平行斜面,尺寸偏小,说明Y轴系统回差大,差值约为两倍的回差。
  4、1350两个平行斜面,尺寸偏小,说明X轴系统回差大,差值约为两倍的回差。
  5、450和1350斜面上出现以丝杠螺距为周期的搓板纹,X或Y轴出现进给位移的失真度,说明X或Y轴丝杠推动托板的工作 。
  端面出现跳动或失真。这种纹理和周期的关系只能在450和1350斜面上发现。
  6、 450和1350斜面上以电机齿轮为周期的搓板纹,说明电机齿轮的不等分或偏心,这种毛病切直线看不见,切圆也辩不清它的周期关系。
  7、与X轴平行的两直面搓板纹重,说明丝上下运行时在Y轴方向不走一条轨迹。(上下导轮"V"形槽的延长线不是一条线,所以丝换向为周期的搓板纹。)
  8、与Y轴平行的两直面搓板纹重,说明的上下行时在X方向不走一条道,上下行时张力有较大的差异。(以丝换向为周期的搓板纹。)
  9、450斜面与1350斜面所夹的角大于或小于900,说明X、Y导轨的垂直度差,它造成四个直面间不垂直但对面能平行,其差值约为该行程内垂直度误差的两倍。
  10、切割面上下两头的不一致,说明上下导轮中有一个其"V"形槽对钼丝的定位作用明显变差。
  如上所述,切其它任何形状,都很难把这些都清淅地暴露出来。故切八方确实是检验机床全面精度的好办法。但用八方来判定机床精度,一定要注意如下几点:
  1、防止切割路线或材料本身的变形。
  2、 切割方向和上下面要作好标记。
  3、八方中途不得再调任何一项工艺参数或变频速度。
  4、一次完成,中途不得停机。
  5、要校正钼丝,保证它的垂直度。
  6、不得设置齿隙,间隙补偿。

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机床行业中应用的主要焊接技术
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  在机床行业中,焊接技术的发展是随着机床产品焊接结构的应用而发展起来的,金属切削机床、锻压机械和铸造机械产品是机床行业焊接技术应用的主要领域。
  
  焊接技术也逐渐发展成为机床行业的主导工艺,其主要体现在以下几个方面:
  
  (1)部分骨干企业建立了具有一定规模的焊接车间或金属结构厂,并建立了完整的焊接管理体系,并吸收消化了引进产品的焊接工艺标准。
  
  (2)完善了焊接工艺流程,使之从单一的加工工艺发展成了从原材料预处理、切割落料、成形、焊接、焊后检测和焊后处理等一整套的新兴综合性工程技术。
  
  (3)数控精密切割和计算机编程套料技术得到了应用。
  
  (4)推广应用了CO2气体和富氩气体保护焊或埋弧焊等先进、高效新工艺。
  
  (5)普遍采用了X射线探伤和超声波无损探伤检测等手段,稳定了焊缝的内在质量。
  
  (6)推广了振动时效新工艺,达到了降低和均化焊接结构残余应力的目的,减少了焊接件的变形,稳定了精度。
  
  目前,在机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面:钢板预处理技术应用;数控切割技术应用;气体保护焊等高效率焊接技术的应用。其中,气体保护焊等高效率焊接技术,已广泛应用于机床床身、齿轮、偏心体、摇杆轴、缸体、焊后不加工的管路法兰和罩壳等零件,已成为机床行业焊接的主要工艺之一。
  
  随着机床产品焊接结构越来越多地应用,以焊代铸,以焊代锻,以焊代切割已成为机床制造业总的发展趋势,机床制造已离不开焊接。目前,机床行业焊接技术也正朝着高效、数控、自动方向发展。
  
  虽然我国机床行业的产量数控化率出现了提升,但总体数控化率仍然较低,与发达国家70%左右的水平相比,仍然具有较大的提升空间,相信随着我国"调结构"力度的不断加大,我国机床数控化率将明显提升。

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虚拟制造技术及其在钢管行业中的应用展望
相关内容: 钢管 行业 展望 制造 技术 应用 及其 虚拟

  虚拟制造技术是20世纪80年代首先由美国提出的一个新概念,它的作用主要体现在制造系统正式运行之前对其进行评估和预测,对产品的开发、制造、营销及回收进行监控及协调。随着社会经济的发展,钢管行业也逐渐融人世界市场,面临着来自世界市场的竞争压力,虚拟制造技术在钢管行业的应用将会给钢管行业带来新的机遇和调整。

一、虚拟制造的内涵

    先进的信息技术、仿真技术和计算机技术是虚拟制造的基础,其工作思想正是依靠这些技术在产品的设计阶段对制造活动中的人物、信息及具体过程进行全面的仿真,以便对制造过程进行有效的评估及预测,并在正式运行之前发现可能存在的问题并采取防范补救措施,最终目的是提高生产效率,降低企业成本,缩短企业的生产周期,进而提高企业的整体竞争力。

    虚拟制造是结合多学科、多领域知识的一项技术,在计算机上体现的虚拟制造系统是整个技术的核心,它拥有产品和制造过程的全部信息,包括虚拟设计、制造和控制产生的数据、相关知识和模型信息。按功能分类,虚拟制造系统包括以下三种子环境:

    1.虚拟制造设计中心:为虚拟设计、虚拟制造向设计者提供各种工具,以便设计出符合标准的产品模型。2.虚拟制造加工中心:研究开发产品制造过程模型和环境模型,对产品的生产计划和工艺规划进行可行性评估。3.虚拟制造控制中心:对产品设计、产品原型、生产计划、制造模拟和控制策略进行评价。

二、虚拟制造技术的关键技术

    1.建模技术。虚拟制造系统的建模是生产模型、产品模型、工艺模型的信息系统。生产模型是在加工过程中,各类实体对象模型的集合,它可以分为静态描述和动态描述两方面,静态描述即对系统的生产能力和市场特征的描述,动态描述则是在静态描述的基础上对产品生产的全过程进行预测。产品模型包括毛坯、中期产品模型、目标产品模型,完备的产品模型是产品实施过程中全部活动集成的保证。工艺模型是将工艺参数与产品设计数学结合起来,它反应了生产模型和产品模型之间的交互作用。

    2.仿真技术。仿真技术就是对复杂的现实系统进行"仿真",依靠计算机对现实系统进行抽象和简化并形成仿真模型并运行该模型,得到一系列统计数据。产品仿真和加工过程仿真是产品制造过程仿真的核心,产品仿真就是在产品设计和生产的上游反馈和评估设计结果,加工过程仿真包括切削过程仿真、装配过程仿真和检验过程仿真等。

    3.虚拟现实技术。虚拟现实技术营造的是一种动态的虚拟环境,人可以借助一定的借口进入到该虚拟环境,参与和操纵该环境中的仿真物理模型,并且能够和过去的、未来的甚至虚拟的人物进行交互,这种动态的交互需要更多的技术及设备支持。在生存过程中使用这种虚拟现实技术,使得人从主观上对虚拟产品和制造过程产生存在感,加深人们对虚拟过程的正确理解和直观感受。

三、虚拟制造技术在钢管行业的应用展望

    1.虚拟制造技术在轧辊设计与制造中的应用。轧辊在钢管制造中有重要的地位,它是冷轧或热轧无缝钢管或其他各种形式的钢管的基础,但是轧辊的设计和制造受到多种因素的制约。虚拟制造技术可以对轧辊的设计、加工、装配的各个环节统一建模,并实现设计开发建模仿真、设计思维过程和设计交互行为仿真,锻造过程仿真切削过程仿真及检验过程仿真,从而克服传统轧辊设计制造模式周期长、制造成本高的缺点。虚拟的轧辊设计和制造过程使得钢管生产厂家不受时间和地域的限制,通过计算机网络进行设计和加工,共享资源,在轧辊设计与制造的各个环节都能发挥作用,这将有助于提高轧辊设计与制造的效率,进而降低钢管企业的生产成本。

    2.虚拟制造技术在热轧无缝钢管生产中的应用。在热轧无缝钢管生产中,虚拟制造技术的使用主要体现在管坯加热工艺模拟和荒管再加热工艺模拟,管坯加热和荒管再加热是热轧无缝钢管生产的关键环节之一。虚拟制造技术首先要建立以钢管温度为对象的控制模型,然后通过仿真系统对加热炉的温度和管坯的加热时间进行仿真,该仿真过程是动态的,在收集实时监测数据的同时进行动态协调,并对加热速度进行控制,使得达到最佳的管坯穿孔温度或荒管再加热温度,最终实现在生存周期内不断优化生存过程的目标。

    3.虚拟制造技术在冷拔钢管生产中的应用。虚拟制造技术在冷拔钢管生产中的应用主要体现在为钢管的无芯棒拔制生产过程进行建模仿真。为解决金属在变形过程中因纵向延伸和横向流动所导致的管壁内层金属流动不均匀等问题,引入虚拟制造技术可以进行总体协调、动态优化,也可以对材料硬度、弯曲回弹、轮廓尺寸等问题进行仿真模拟。通过计算机模拟的这个模型,可以及时调整各项参数,减少失误与浪费。

四、总结

    虚拟制造技术的运用需要结合多学科、多领域的知识,它的使用离不开制造技术与仿真技术,它涉及到仿真、虚拟现实、数据继承、优化等多个领域,可见虚拟制造技术在未来还有很大的扩展空间和发展前景,尤其是在钢管行业中的应用潜力巨大,相信在未来会给钢管行业的设计与制造带来新的革命。

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立方氮化硼刀片在轴承行业以车代磨硬车加工中的应用
相关内容: 立方 轴承 行业 应用 刀片 加工

 一,回转支承、风电转盘轴承行业以车代磨工艺及硬车削刀具BN-S20牌号的使用
  
  风电轴承表面淬火后硬度达到HRC55~62,淬硬层一般为3~5mm,50Mn或42CrMo材质回转支承、风电转盘轴承套圈以车代磨常用立车进行干式切削加工;回转支承环硬车削工序因为加工余量大而且滚道和轴承面在淬火后加工(硬车)时加工精度要求严格,对硬车刀片的韧性和耐磨性提出了很大的挑战。立方氮化硼硬车刀片的性能平衡成为回转支承、风电转盘轴承以车代磨工艺的关键步骤。立方氮化硼刀片是目前黑色金属加工用刀具中最硬的刀具材质,作为热后硬车刀片已经广为熟知,由于脆性的限制,一般限于淬火后小余量以车代磨使用;根据回转支承、风电转盘轴承行业硬车加工余量大的特性,推荐立方氮化硼刀片牌号为BN-S20。
  
  回转支承、风电转盘轴承的热后硬车工序的加工余量是根据此前的热处理工艺及淬火变形量预留的,一般回转回转支承、风电转盘轴承淬火后硬车余量为2—6mm;硬车刀片在大余量加工淬火后的回转支承、风电转盘轴承内外圈时需要优异抗冲击韧性;可见回转支承内外环淬火后硬车难点在立方氮化硼刀片韧性要求高,而回转支承滚道热后精车光洁度要求及尺寸稳定性要求立方氮化硼刀片耐磨性能和热稳定性优异。所以回转支承转盘轴承行业要么抱怨立方氮化硼刀片硬度低不耐磨造成加工光洁度差,要么是刀片太脆易崩刀,特别是断续面切削部位。
  
 
  
  针对回转支承、风电转盘轴承硬车加工对立方氮化硼刀片的性能要求,华菱超硬研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S20牌号,作为国内唯一一家非金属基结合剂立方氮化硼刀具,BN-S20牌号保证了立方氮化硼刀具韧性的同时,避免了因加入金属结合剂而导致立方氮化硼刀具受热后金属结合剂过早软化造成的刀片寿命降低,BN-S20牌号适合对大型淬火后高硬度工件进行中高速粗精车,其硬度为HRC98.5;可加工热处理后硬度范围:HRC45--HRC79。适合长时间大余量硬态车削或以车代磨。
       BN-S20牌号以车代磨加工风电轴承的案例及切削参数
  
  案例一:以BN-S20牌号立方氮化硼刀片加工风电转盘轴承套圈为例,淬火后精车余量5mm;线速度90-150m/min淬火后精车粗糙度沟道表面粗糙度达到Ra0.3μm,满足以车代磨工艺要求;热后硬车双桃形沟道的沟底跳动全部<0.005mm,从加工效率和成本考虑,以车代磨优势明显,以轴承行业加工风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈(尺寸:外径φ1900mm,厚130mm)为例,如果淬火后加工余量全部采用磨削加工,磨时间是18小时以上,采用以车代磨工艺,时间只需4.5小时。在同样加工精度的要求下,采用车加工效率是磨加工的4倍;从刀具耐用度来讲,BN-S20牌号立方氮化硼刀片车削1900风电变浆轴承套圈为例,可精车30多件套圈;所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5;刀具耐用度高,使用成本更低。
  
  案例二:淬火后硬车50Mn材质大型回转支承外环,热处理后硬度HRC55,单边加工余量2.5mm。因50Mn环件淬火后的变形,内孔呈不规整圆形,原用立方氮化硼刀片经常出现崩刃现象,为了降低刀具的崩损损耗,只能采用多次走刀加工完成,导致加工效率低,设备占有率高,电费、辅助材料费用等综合加工成本增加。采用非金属粘合剂BN-S20牌号立方氮化硼刀片,切削深度2.5mm左右,不规整处达到3mm;采用一次走刀加工完成,减少走刀次数加工效率提高3倍,刀片并不是令人担心的崩刀、碎裂;且因非金属粘合剂热导率高,在相同转速下,比原常见金属粘合剂整体立方氮化硼刀片寿命高出50%。BN-S20材质立方氮化硼刀片相比普通立方氮化硼刀片,制造成本只增加了10%,但换来的是3倍的加工效率提升和1.5倍的刀具寿命,用户的刀具使用成本大幅度降低。
  
  用以车代磨工艺对热后回转支承、风电转盘轴承内外圈硬车加工时,与磨削相比,避免了磨削烧伤,而且,硬车削大型轴承可选择干式切削方式,经济环保;而且相比磨削加工,硬车削下来的铁屑可以很方便处理,作为资源回收利用成本低,减少对环境污染。
  
  二,以车代磨工艺的发展及其风险控制
  
  随着硬车削机床的发展,目前以车代磨也应用于整体淬火轴承行业,以车代磨用硬车车床的精度/刚性以及工装夹具决定了震刀、让刀问题的发生几率,亦会影响加工工件的尺寸精度和表面粗糙度,针对这种情况需要根据自身工件的要求及现用设备状况针对性的选择刀片的几何形状包括立方氮化硼刀片刃口的微观处理,以最大程度降低以车代磨工艺风险。
  
    
  以轧机轴承以车代磨为例,常用刀片几何尺寸型号根据轴承热后硬车削的工装夹具及加工工艺路线选择,一般内外圈部位加工常用立方氮化硼刀片材质牌号BN-S20;所以此工艺也适合直径500mm以下整体淬火轴承套圈(GCr15硬度HRC62以上)的大余量一次走刀代替粗磨工序;对于淬火后加工余量小于0.3mm的小尺寸轴承套圈可选用BN-H20牌号立方氮化硼刀片。
  
  需要注意的是对淬火后轴承套圈硬车削余量较大或有断续加工时刀片需刃口处理0.2*20度负倒棱,且配套车刀杆设计出装卡负前角6-7度为佳;小余量热后精车时刀片刃口处理一般取0.1mm负倒棱;刀片刀尖圆弧半径根据轴承套圈壁厚以及以车代磨硬车加工所用工装夹具进行选择,以确保整个以车代磨加工过程不振刀,不让刀。

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焊接技术在机床行业的应用情景
相关内容: 情景 行业 技术 焊接 应用 机床

前言  

    机床行业是机械工业的一个重要组成部分,是机械工业的"总工艺师",是国民经济的基础工业。机床产品是制造一切机器的机器,他们的工作精度一般高于被加工机械零件的精度。为此,机床产品的技术水平和服务水平,对机械工业产品生产技术和经济效益的提高起着决定性的作用。  
由于机床产品的特殊性决定了机床结构的特殊性。几十年来,铸造结构一直占据着机床结构的主导地位。铸造工艺一直为机床产品的主导工艺。八十年代后,随着机床产品引进技术的不断增加,机床产品结构也越来越多地采用了焊接结构,以焊代铸,以焊代锻,以焊代切割已成为机床制造业总的发展趋势。焊接工艺也已成了机床制造业的重要基础工艺,并从单一的加工工艺发展成了包括原材料预处理、切割落料、成形焊接、焊后检验和焊后处理等一种新兴的综合性工程技术。彻底改变了过去几十年铸造结构"一统天下"的局面,机床制造已离不开焊接。  

    1 焊接技术在机床行业的发展  

    焊接技术在机床行业的发展是随着机床产品焊接结构的应用发展而发展起来的。中国机床行业的主导产品主要有金属切削机床产品、锻压机械产品、铸造机械产品、木工机床产品、工具产品、磨具和机床附件产品等。其中,金属切削机床、锻压机械和铸造机械产品是机床行业焊接技术应用的主要领域。从机床产品发展的技术水平看焊接技术在机床行业的发展大致分为三个阶段。  

    1.1 焊接技术作为辅助工艺手段阶段  

    此阶段从二十世纪50年代到70年代初。此阶段在机床产品开发方面主要是仿制国外机床产品阶段。当时金属切削机床仿制成功的有1Д63型车床,2A125型立式钻床,6H82型万能铣床,1617型卧式车床和262型卧式镗床等150种,约占当时掌握机床品种总数204种的70%;锻压机械主要仿制开发了开式压力机、315吨以下闭式单点压力机、空气锤、300吨以下双盘磨擦压力机、剪切机、四柱万能液压机和滚丝机及自动锻压机等需求量较大的通用锻压机械产品。  

    此阶段机床产品的结构基本全部为铸造毛坯结构,所以此阶段的焊接技术仅是作为一种辅助工艺手段为产品服务,焊接的重点是铸造结构件的缺陷焊补和产品的油箱、电箱罩壳等一些小型的非主要零件。主要的焊接方法是手工电弧焊,或氧乙炔气焊,靠工人自己掌握,无正规的焊接专业技术人员和工艺措施,没有专门的焊接车间。个别规模较大的企业,焊接与其他铸造车间或产品装配车间合在一起,生产面积有限。  

    1.2 焊接技术的初步应用阶段  

    此阶段,从二十世纪70年代到80年代初,为焊接技术的初步应用阶段。此阶段机床产品在二十世纪50年代仿制的基础上,开始了高精度精密机床的自行研究与开发。在金属切削机床方面,仅二十世纪70年代陆续向第二汽车厂提供了具有较高水平的7664台机床,满足了第二汽车厂当时所需机床设备的98%以上;在锻压机械方面,为装备第二汽车厂,开发研究制造了115种510台通用专用锻压机械和部分生产线。同时,此阶段各专业定点厂累计掌握了锻压机械品种己有257种。  

    在此阶段中,随着整体焊接技术的进步,部分企业在自行设计的机床产品结构中开始采用了焊接结构,如济南第二机床厂的800吨以上的机械压力机产品的底座、横梁等大型零件和储气筒零件;齐齐哈尔第二机床厂,1973年开发设计的J81-1250切边压力机首次采用了焊接件,主要结构件零件为底座、立柱和机头,最大焊接零件重量为25吨;1978~1979年该厂又在Z41—30型螺母冷镦机的床身,TA88-200冷挤压机的高压容器零件上,采用了焊接结构。这些焊接结构的采用,促进了机床行业焊接技术的发展。  

    从二十世纪70年代后期开始,有条件的企业开始组织建立了独立的焊接车间,增加了车间起重设备和完善了焊接工艺手段。如济南第二机床厂1975年建立了焊接车间,当时车间面积为5275平方米,最大起重能力为50吨,焊接工艺手段也从简单的手工电弧焊,发展到埋弧焊、电渣焊和半自动切割落料及射线探伤检验手段。从而说明机床行业的焊接技术应用,一开始就步入了综合性的工程技术领域,为第三阶段机床产品的技术引进奠定了基础。  

    1.3 焊接技术的主导工艺阶段  

    该阶段,从二十世纪80年代初引进技术开始至今。此阶段,机床行业通过引进国外先进设计制造技术,促进了高档先进机床产品的快速发展。如在金属切削机床方面,北京第一机床厂与日本日立精机公司合作生产了K型铣床,并成功地开发了新系列的数控铣床,同时与联邦德国瓦德里希·柯堡公司合作生产了数控龙门铣床;济南第一机床厂与日本山崎铁工所合作生产马扎克卧式车床,济南第二机床厂与法国BMO公司合作开发了4X10m大型龙门横梁移动式五面加工中心和Φ200大型数控落地铣镗床及2.4X13m大型龙门移动式五面加工中心;武汉重型机床厂与联邦德国希士.弗罗利普公司合作,生产了具有国际水平的加工直径1.4~2.5米的立式车床,镗杆直径Φ260mm以上的落地铣镗床等重型机床。在锻压机械方面,济南第二机床厂率先引进了美国VERSON全钢机械压力机公司的8个系列35个品种的重型、超重型机械压力机的设计、制造、检测全套技术,开始了重型、超重型锻压设备的引进、吸收、消化阶段。随后,1981年黄石锻压机床厂引进了比利时液压剪板机和折弯机系列产品的图纸和制造技术。1986年齐齐哈尔第二机床厂引进了日本小松集团公司的机械压力机制造技术。1991年,上海锻压机床厂与德国SCHULER合作,为上海大众汽车厂提供了14台600吨闭式四点多连杆机械压力机。1992年齐齐哈尔第二机床厂又与德国阿尔夫特合作引进了多连杆压力机制造技术,等等。通过引进、消化吸收,使我国重型,超重型锻压设备设计能力、制造水平有了迅速提高,基本接近和达到了国际当代先进水平。目前,国内锻压行业已开发掌握的锻压设备达440多种,已开发的重型机械压力机,单机能力达到了3000吨,液压折弯机,单机能力达到了4000吨,并具备了开发制造单机能力4500吨以上超重型机械压力机和大型多工位压力机的能力。  

    引进技术促进了机床行业焊接结构的应用。如济南第二机床厂,1981年前自行设计的机械压力机产品,焊接结构件仅占14%,刨床产品焊接结构不到1%,1981年引进压力机产品的焊接结构件比例达44.3%。引进技术后自行消化设计的机械压力机产品焊接结构比例最高达到了67.1%。其引进的数控机床产品的焊接结构也达到了60%。天津锻压机床总厂,1975年采用的焊接结构产品的品种数量仅为8种,不到47%。1991年突破了44种,占品种总数的66%以上。  

    机床产品焊接结构的应用,改变了过去那种铸造毛坯一统机床结构天下的局面,焊接技术也逐渐发展成了机床行业的主导工艺,其主要体现在以下几个方面:  

    ⑴部分骨干企业建立了具有一定规模的焊接车间或金属结构厂,并建立了完整的焊接管理体系。吸收消化了引进产品的焊接工艺标准,贯彻了国家专业标准,制定了企业标准。 
  
    ⑵完善了焊接工艺流程,使之从单一的加工工艺发展成了从原材料预处理、切割落料、成形、焊接、焊后检测和焊后处理等一整套的新兴综合性工程技术。
   ⑶数控精密切割和计算机编程套料技术得到了应用,并改变了传统的手工切割落料,减少了机械加工,实现了"以割代刨","以焊代切削"。 
    ⑷推广应用了CO2气体和富氩气体保护焊或埋弧焊等先进、高效新工艺。焊接工作量在骨干企业突破了50%以上,个别企业达到80%以上。 
    ⑸普遍采用了X射线探伤和超声波无损探伤检测等手段,稳定了焊缝的内在质量.
    ⑹推广了振动时效新工艺,达到了降低和均化焊接结构残余应力的目的,减少了焊接件的变形,稳定了精度。 

    ⑺焊接技术人员和焊工队伍得到了不断壮大,走上了正规化管理,大部分企业实行了焊工持证上岗。另外,"八五"期间建立了具有行业代表意义的焊接样板厂点,为促进机床行业焊接技术的发展起到了推动作用。  

    2 机床行业焊接技术的应用  

    机床行业的焊接技术的应用是随着国外引进产品技术发展起来的。同时,国内焊接技术的发展也促进了机床行业焊接技术的应用。目前,在机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面:  

    2.1 钢板预处理技术应用  

    机床行业的钢板预处理生产线,是1993年由济南第二机床厂开始使用的,它是在造船行业、重机行业、矿山行业使用的基础上开始的。该预处理生产线是由该厂和青岛第三铸造机械厂联合开发制造,其主要工艺流程为:钢板校平、预热、抛丸除锈、自动喷漆、烘干,全长60米。主要技术参数为:钢板校平厚度8~40mm,校平宽度3m;预处理钢板厚度8~160mm,有效宽度3m;处理结构件最大规格为1500(宽)X800(高);预处理速度为0~4m/min;年处理能力为4万吨/年;采用了PC自动控制和手动控制两种方式。该钢板预处理生产线, 解决了原材料的锈蚀、氧化皮等不良因素,提高了数控切割落料质量和机床产品的外观质量。  

    2.2 数控切割技术应用  

    1982年由济南第二机床厂开始将国产数控切割机应用于钢板零件的切割落料之中,1988年开始应用了计算机自动编程套料技术,使钢板利用率由70%提高到74%;1992年济南第一机床厂引进了美国等离子数控切割机和激光数控切割机,开始了机床行业数控等离子和激光切割的应用,使厚度为0.5~8mm的薄钢板切割精度达到了0.5~1mm。"七五"期间,济南第二机床厂开发研究了厚钢板数控精密切割技术,使厚钢板数控精密切割厚度达到了275mm,该项目获得了机械部机床行业"七五"工艺成果一等奖。1993年,济南第二机床厂通过引进数控水下氧气等离子切割机,使机床行业数控等离子碳钢切割厚度由8mm提高到了25mm,减少了中厚板的切割变形,提高了中厚钢板零件的切割精度和切割质量。  

    2.3 气体保护焊等高效率焊接技术的应用  

    随着国外技术的引进,1981年由济南第二机床厂首先应用了Φ1.6实芯CO2 气体保护焊技术替代美国VERSON全钢机械压力机公司的Φ2.4药芯富氩气体保护焊工艺,对压力机大型焊接件焊接工艺进行了攻关,并取得成功。该项目获得了机械部科技进步成果三等奖。1986年齐齐哈尔第二机床厂应用了Φ1.2实芯富氩气体保护焊技术,解决了压力机大型焊接件的焊接问题,并用丝极氩弧铜堆焊技术,对活塞、气缸等工件表面铜层堆焊,替代我国传统的铜套获得成功。1992年济南第一机床厂在机床的薄板罩壳结构件上首次应用了Φ0.8实芯CO2 气体保护焊。"七五"期间,济南第二机床厂还将CO2气体保护焊应用到了压力机拉紧螺栓的加长焊接上,该项目获机械部机床行业"七五"工艺成果二等奖。目前,气体保护焊等高效率焊接技术,己广泛应用于机床床身、齿轮、偏心体、摇杆轴、缸体、焊后不加工的管路法兰和罩壳等零件,己成为机床行业焊接的主要工艺之一。  

    2.4 振动时效技术应用:  

    振动时效新工艺是二十世纪60年代发展起来的新型工艺技术,该工艺具有适用性强,节约能源,减少环境污染,缩短生产周期,提高生产效率等优点。济南第二机床厂,1981年开始将此工艺推广应用到引进产品的焊接件上,取得了较好效果。黄石锻压机床厂在"七五"期间对振动时效工艺进行了深入的研究与应用, 并获得了机械部机床行业"七五"工艺成果二等奖。目前,该工艺在机床行业得到了普遍应用。  

    2.5 焊接自动化、 机械化技术的应用  

    机床行业焊接自动化除CO2半自动焊以外,主要体现在埋弧自动焊的应用上,主要应用于钢板的拼焊和压力容器的筒体焊接上。济南第二机床厂,1993年通过引进美国的焊缝自动跟踪系统和焊接电源,改造了1988年购置的国产十字操作架自动埋弧焊设备,实现了18mm厚以下压力容器筒体、封头不开坡口对接双面自动跟踪埋弧焊,取得了园满成功。焊接机械化,主要是焊接变位机的应用,1981年济南第二机床厂,在引进产品的焊接齿轮上开始了变位机的应用研究,但没有得到推广,仅将该变位机改造作了齿轮辐板的自动切割设备。1988年以后,焊接变位机相应在上海锻压机床厂、营口锻压机床厂、黄石锻压机床厂得到了应用,提高了焊接机械化程度。另外,1998年济南二机床集团有限公司在与日本小松的合作中成功的将变位机应用于40GrMo高合金齿轮的焊接中。  

    2.6 丙烷高效节能环保切割气体的应用  

    丙烷等液化切割气体是国家"八五"、"九五"推广的高效节能环保型气体。1993年济南二机床集团有限公司开始对丙烷液化气体的工业应用进行了研究,经过大量的对比试验,1998年用C3系列液化燃气全面替代了乙炔气体,大大降低了生产成本,提高了生产安全性和切割质量,配以新型燃气割嘴,提高了生产效率。  

    2.7 无损探伤技术的应用  

    机床行业无损探伤技术的应用, 首先是从机床产品容器类零件的主要焊缝开始的。如1975年济南第二机床厂在建立焊接车间的同时,就建立了射线探伤室。1989年按国家标准建立完善了压力容器质量保证体系,全面贯彻了GB150《钢制压力容器》标准和JB4730《压力容器无损检测》标准。  
二十世纪90年代初机床行业开始应用超声波探伤技术对机床产品主要结构件的主要焊缝进行20%抽检,执行了国标GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》。检查的主要零件焊缝有压力机底座、横梁、滑块的主立板焊缝;立柱、滑块导轨焊缝;横梁的轴套焊缝;底座、横梁、工作台的上下面对接焊缝和全部的拼接板焊缝及齿轮周边焊缝。  

    2.8 集中供气技术的应用  

    CO2气体的供气方式,在机床行业的焊接生产中也得到重视。目前,国内众多厂家基本都采用单瓶单机供气,这种供气方式不仅限制了生产规模的扩大,同时对焊接生产管理和焊接质量都有较大影响。CO2气体的集中供气,提高了焊接生产效率,同时也使CO2气体纯度提高了0.4~0.6%,气体水份含量下降0.25%,保证了焊接质量,在机床行业的焊接生产中也得到应用。如1992年济南二机床集团有限公司在组建新的金属结构厂的同时,建造了CO2气体集中供气装置。该装置总工作压力0.15MPa,中间贮存筒容量2m3,可向全厂120多台CO2焊机连续稳定供气,当时年焊接生产能力12000吨,到2002年满足了年焊接生产能力15000吨的需求。  

    3 机床行业焊接新技术的应用展望  

    随着焊接技术和机床技术的飞速发展,焊接新技术在机床行业应用也具有广阔的前景。机床行业的焊接结构也正在寻求探索应用焊接领域的新技术、新材料。  

    3.1 药芯焊丝在机床数控产品上的应用  

    药芯焊丝具有气渣联合保护效果,其焊缝成型美观、飞溅少,含铁粉药芯焊丝熔敷效率较高,具有优于实芯气体保护焊的许多优点。  

    金属切削机床特别是数控金切机床,精度要求高,外观造型漂亮。为此,要求焊接结构外观焊缝尺寸小、光滑美观。使用药芯焊丝具有较大的优势。济南二机床集团有限公司,近几年在应用药芯焊丝方面进行了探索,如为日本三凌重工株式会社和日本本简株式会社,采用Φ1.6药芯焊丝CO2气体保护焊,焊接生产的卧式滚齿机机身和数控龙门铣镗床床身、数控落地铣镗床的立柱,焊接质量优于实芯CO2气体保护焊,得到日方专家的认可,顺利通过了日方的质量检查验收。  

    3.2 细丝气体保护焊的应用  

    近几年,Φ0.8细丝气体保护焊在机床行业应用的趋势已越来越强。随着机床产品的技术进步,对机床的外观造型和质量要求也越来越高。过去机床产品采用手工电弧焊接的薄板罩壳零部件,已基本都不能满足现有机床产品外观质量的要求,特别是数控机床。现在都在寻求探索,采用激光切割、Φ0.8细丝气体保护焊。济南一机床集团有限公司,从1990年初开始应用激光切割和Φ0.8细丝CO2气体保护焊,焊接生产机床罩壳零部件,外观质量满足了数控机床高水平的要求。  

    3.3 焊接机械化、自动化的应用方案  

    实现焊接机械化、自动化是机床行业应用焊接新技术的重要途径。机床产品焊接结构多为复杂的箱型结构,在目前的焊接生产中大都采用整体组装、整体焊接的工艺方法,实现自动化焊接较为困难。若将机床产品焊接结构的组装、焊接合为一道工序,配以机械化工装和变位机,实现自动化焊接是完全可行的。  

    3.3.1 焊接齿轮的自动化焊接方案  

    重型锻压设备产品的传动齿轮,其结构组成主要有辐板、齿圈和偏心轮轴。该焊接齿轮的齿圈材料为45# 或40CrMo材料,焊接前需预热,焊后要保温处理。自动化焊接可采用变位机,先将齿圈与辐板预组装在一起,固定在变位机上。然后,将变位机连续旋转,用火焰预热器将工件预热到200~350℃,再将变位机自动调整到45°角位置,用自动焊,进行自动跟踪焊接,并使角焊缝焊脚高度达到设计焊缝尺寸要求。同时,对内圈焊缝也进行自动焊接。  

    自动化焊接此类零件,将显著提高工作效率,减少工人劳动强度,减少预先炉内预热、焊后保温等辅助工时。同时,也保证了焊接质量。  

    3.3.2 箱型零件的自动化焊接方案  

    机床产品焊接结构多为复杂的箱型结构,结构内布置众多加强筋板,这使自动化焊接较为困难。若将箱型零件从设计上进行改进,在焊接翻转机上一边组装一边焊接,则自动化焊接是完全可行的。如机械压力机的立柱,先将底板夹紧在大型焊接翻转机的组装平台上,然后组装拉紧螺栓支撑板,各类加强筋板等。采用十字操作自动焊接机,焊接拉紧螺栓支撑板内角焊缝。采用龙门式自动焊接机,焊接各类筋板角焊缝、外表面焊缝等。可一次完成组装焊接工作,将减少了两零件背对背组装工序,提高了焊接生产率。  

    4 结束语  

    机床行业焊接技术的发展是随着机床产品技术的发展而发展起来的。八十年代后,机床行业产品技术的引进,对机床行业焊接技术的发展起决定性的作用。随着机床产品焊接结构越来越多地应用,彻底改变了过去几十年铸造结构"一统天下"的局面。以焊代铸,以焊代锻,以焊代切割已成为机床制造业总的发展趋势。机床制造已离不开焊接。  

    目前,机床行业焊接技术的发展也正朝着高效、自动方向发展。机床行业焊接新技术的应用具有广阔前景,大力推广应用新的、先进的焊接工艺和方法,是我们每个焊接工作者的责任,愿焊接新技术早日在机床行业推广开来,得以普遍应用。

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行业标准规范英汉对照-通用零部件2
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151 GB/T 866-1986 半沉头铆钉 (粗制) Oval countersunk head rivets--Black
152 GB/T 867-1986 半圆头铆钉 Round head rivets
153 GB/T 868-1986 平锥头铆钉 Cone head rivets
154 GB/T 869-1986 沉头铆钉 Countersunk head rivets
155 GB/T 870-1986 半沉头铆钉 Oval countersunk head rivets
156 GB/T 871-1986 扁圆头铆钉 Flat round head rivets
157 GB/T 872-1986 扁平头铆钉 Thin head rivets
158 GB/T 873-1986 扁圆头半空心铆钉 Oval head semi-tubular rivets
159 GB/T 874-1986 120°沉头半空心铆钉 120 degree countersunk head semi-tubular rivets
160 GB/T 875-1986 偏平头半空心铆钉 Thin head semi-tubular rivet
161 GB/T 876-1986 空心铆钉 Tubular rivets
162 GB/T 877-1986 开尾圆锥销 Taper pins with split
163 GB/T 878-1986 螺纹圆柱销 Parallel pins with external thread
164 GB/T 879-1986 弹性圆柱销 Spring-type straight pins―Slotted
165 GB/T 880-1986 带孔销 Pins with split pin hole
166 GB/T 881-1986 螺尾锥销 Taper pins with external thread
167 GB/T 882-1986 销轴 Clevis pins with head
168 GB/T 883-1986 锥销锁紧挡圈 Lock rings with cone pin
169 GB/T 884-1986 螺钉锁紧挡圈 Lock ring with screw
170 GB/T 885-1986 带锁圈的螺钉锁紧挡圈 Lock rings with screw and circlip
171 GB/T 886-1986 轴肩挡圈 Rings for shoulder
172 GB/T 889-1986 1 型非金属嵌件六角锁紧螺母 Prevailing torque type hexagon nuts (with non-metallic insert),style 1
173 GB/T 891-1986 螺钉紧固轴端挡圈 Lock rings at the end of shaft with screw
174 GB/T 892-1986 螺栓紧固轴端挡圈 Lock rings at the end of shaft with bolt
175 GB/T 893.1-1986 孔用弹性挡圈--A型 Circlips for holes--Type A
176 GB/T 893.2-1986 孔用弹性挡圈--B型 Circlips for hole--Type B
177 GB/T 894.1-1986 轴用弹性挡圈--A型 Circlips for shaft--Type A
178 GB/T 894.2-1986 轴用弹性挡圈--B型 Circlips for shaft--Type B
179 GB/T 895.1-1986 孔用钢丝挡圈 Roundwire snap rings for hole
180 GB/T 895.2-1986 轴用钢丝挡圈 Roundwire snap rings for shaft

181 GB/T 896-1986 开口挡圈 "E" rings
182 GB/T 897-1988 双头螺柱 bm=1d Double end studs--bm=1d
183 GB/T 898-1988 双头螺柱 bm=1.25d Double end studs bm=1.25d
184 GB/T 899-1988 双头螺柱 bm=1.5d Double end studs bm=1.5d
185 GB/T 900-1988 双头螺柱 bm=2d Double end studs bm=2d
186 GB/T 901-1988 等长双头螺柱 B级 Double end studs (clamping type)--Product grade B
187 GB/T 902.1-1989 手工焊用焊接螺柱 Weld studs for manual welding
188 GB/T 902.2-1989 机动弧焊用焊接螺柱 Weld studs for arc welding
189 GB/T 902.3-1989 储能焊用焊接螺柱 Weld studs for capacitor discharge welding
190 GB/T 921-1986 钢丝锁圈 Round wire circlips
191 GB/T 922-1986 木螺钉技术条件 Specifications for wood screws
192 GB/T 923-1988 盖形螺母 Acorn nuts
193 GB/T 925-1988 轻型六角自锁螺母 Self-locking nuts,hexagon light
194 GB/T 927-1988 球面六角自锁螺母 Self-locking nuts,hexagon sphere
195 GB/T 929-1988 单耳托板自锁螺母 Self-locking nuts,singlelug, anchor
196 GB/T 930-1988 双耳托板自锁螺母 Self-locking nuts,twolug, anchor
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199 GB/T 933-1988 气密双耳托板自锁螺母 Self-locking nuts,twolug, anchor, sealing
200 GB/T 937-1988 成组游动托板自锁螺母 Self-locking nuts, anchor, floating,Gang channel

201 GB/T 938-1988 游动自锁螺母 Self-locking nuts, floating
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203 GB/T 940-1988 双耳托板自锁螺母保护罩 Boots for self-locking nuts,twolug, anchor
204 GB/T 941-1988 角形托板自锁螺母保护罩 Boots for self-locking nuts,angle, anchor
205 GB/T 943-1988 自锁螺母技术条件 Procurement specification for self-locking nuts
206 GB/T 945-1976 十字槽球面中柱头螺钉 Screws,cross recessed,thin raised cheese head
207 GB/T 946-1988 开槽球面圆柱头轴位螺钉 Slotted raised cheese head with shoulder
208 GB/T 947-1988 开槽球面大圆柱头螺钉 Slotted

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