总体结构图
板材坡口机总体设计：
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液压传动原理图.dwg
电动机座.dwg
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本文研究的板材坡口机用于铝板的坡口加工，具有很好的实用价值，这种板材坡口机控制系统由液压系统控制，铣削系统为核心系统。相对数控系统装备的板材坡口机其成本要低的多，而且对操作人员的熟练度要求较低。本文主要阐述了铣削系统、液压缸的设计以及液压控制系统的设计等内容。
刨边机的优缺点：
(1)刨边机价格便宜,便于制造,寿命较长
(2)刨刀更换方便
(3)刨刀仅能刨出V形焊接坡口
(4)刨边机为被动切削,无需动力,但消耗递送机的递送力
(5)刨刀需磨削,对工人磨削技术要求高
(6)刨边机无法消除钢带月牙弯
(7)刨边刨出的边缘形状不精确一致
(8)刨边机很难同时刨出钢带两侧形状,无法保证钢带宽度一致
(9)刨边机对圆盘剪剪切后的钢带两侧质量要求较高,圆盘剪出现弦崩刃时必须更换。坡口机的优缺点：
(1)坡口机铣出的坡口形状精确一致,有利于成型和焊接,是焊接的理想坡口,尤其是厚板时能铣出理想的X型坡口
(2)坡口机铣出的坡口角度准确,从始到终不变,可避免成型缝“内紧外松”或“外紧内松等缺陷
(3)铣出的边缘及坡口的表面粗糙度好,减少了错边、烧穿、电流和电压波动等缺陷
(4)可消除的部分月牙弯,对头通过平稳
(5)在厚度大于12 mm时,可铣出X型坡口,避免未焊透现象,且可有效降低焊缝高度,得到理想的焊缝形状,并有利于钢管内外表面的防腐作业
(6)可在两侧同时铣出焊接坡口,有利于成型稳定,并保证钢带宽度不变
(7)坡口机为主动切削,需一定的动力
(8)铣边刀片更换时较费事
(9)坡口机的振动及噪音较大
1.5铣边与剪边工艺的比较
板边加工是焊接生产工艺中必不可少的工序,焊接的质量和经济效益与待焊板边质量、加工宽度关系密切。采用坡口机铣边工艺代替传统的圆盘剪边工艺,可根据板厚加工成要求的钝边尺寸、粗糙度和需要的焊接坡口,为焊接板材创造良好的条件。加之铣边量比剪边量窄,提高了成材率,具有良好的经济效益。
1.5.1板边加工在焊接工艺中的必要性
GB /T14164标准规定:“不切边板材宽度允许偏差为+ 20mm; ”“不切边板材的镰刀弯每5m不得大于25mm。”为了保证板材成型稳定及焊接质量,必须对板材进行板边加工,以消除“镰刀弯”,并使其达到所要求的工作宽度。板材板边质量决定了焊接内在质量。为了保证焊接质量,必须去除板边氧化物、油及其它缺陷,且板材边也不允许凹凸不平。为了易焊接(小规范) 、提高焊速、焊缝内无未焊透,在板厚较薄时应防止板材边挤厚,在板厚较厚时应加工出所要求的焊接坡口及钝边等。因此,板材板边加工是焊接工艺必不可少的工序,板边加工工艺多种多样,采用合理的板边加工工艺既可提高焊管质量又可提高成材率。
1.5.2板边加工工艺常用的带钢板边加工工艺
①圆盘剪剪边工艺
②前后两台坡口机粗铣+精铣工艺
③单铣边工艺;
④圆盘剪剪边+坡口机铣边工艺
1.5.3圆盘剪剪边工艺
圆盘剪剪边工艺是传统的板边加工工艺,采用上下两个圆形剪刃,根据板材厚度,通过调整两个剪刃间的间隙、重合量,将板边切除,剪边宽度一般为1～1. 2 t ( t为板厚) 。切除后的板边质量与剪刃质量、间隙、重合量密切相关,三者缺一不可。圆盘剪剪边工艺是剪切与撕裂共同作用,其板边形状凹凸不平、或向一面翅边、或板边与板面垂直方向有小夹角,易造成气孔、漏弧以及ERW焊管熔融氧化物难排出等焊接缺陷。剪边工艺造成的板边形状优点是剪刃调整好后使用周期较长,作业率高,刀盘消耗较低。
1.5.4粗铣+精铣工艺
目前应用最普遍的铣边工艺为粗铣+精铣,粗铣机用直刀铣头将板材板边氧化物及缺陷铣去,并保证要求的工作宽度。精铣用X或Y形刀头将板边铣成所要求的坡口形状。此工艺适合生产厚壁板材,但刀具损坏较快,最多用8 h必须更换一次刀头,相对作业率偏低。在生产薄壁板材而且原料宽度变化小时,可用一台坡口机,另一台备用,以减少更换铣刀耽误的时间。
1.5.5单台铣边工艺
只用一台坡口机,同时完成粗铣和精铣工序,既要将板材铣到成型所要求的工作宽度,又要将板边铣出焊接所要求的粗糙度及坡口形状。单铣的条件为原料宽度偏差要小(10mm以内) ,否则,料窄时会造成板边氧化物等缺陷未清除,料宽时会造成打刀或将刀盘卡死。此工艺适合生产薄壁、原料宽度变化小的板材。
1.5.6圆盘剪剪边+单坡口机铣边工艺
此工艺综合了圆盘剪剪边和坡口机铣边工艺各自的优点,圆盘剪剪去原料变化大的边缘部分,坡口机铣到所要求工作宽度、坡口形式和钝边,在原料宽度变化大时会发挥更好的作用,但整体设备成本高。
1.5.7板材焊接质量好
由铣边、剪边工艺及焊接对板边质量要求分析可以看出,铣边后,板材板边粗糙度大大改善,待焊表面平整,可铣出所要求的焊接坡口形式,易满足焊接所要求的条件。所以,经铣边后板材的焊接质量明显优于剪边后板材的焊接质量。
1.5.8板材成材率高
板材成材率与板材宽度、板边状态、成型质量、内外焊质量、对头切除长度等有关。板材宽度一定时,工作宽度与板边加工工艺有关。用剪边工艺时,剪边单边宽度为1～1. 2 t,一般单边为7～15mm,双边为15～30mm。壁厚增加,剪边宽度就要加宽,用剪边工艺影响成材率约在12而用铣边工艺铣削量与壁厚关系不大,一般双边小于10mm,影响成材率约0.7,即铣边比剪边节省材耗
0. 31. 3
1.5.9易加工厚板
在剪切小于8mm板厚时,板边质量受圆盘剪间隙、重合量及剪刃磨损影响,会造成板边毛刺、剪切面粗糙、凹凸不平等现象,而铣边不会产生这些现象。在剪切大于10mm壁厚时,剪切难,板边质量更差,而且不能加工焊接所需的坡口。所以剪边同铣边相比,会造成焊接质量差、焊接缺陷多、焊缝通过率低、成材率低等问题。
1.5.10铣边坡口参数
（1）坡口形式
在焊接壁厚大于10mm以上尤其是厚壁工件时,必须开Y、U、X形坡口给焊接提供方便。在坡口机铣削坡口的埋弧自动焊接中,采用Y、X形坡口形式。板材壁厚小于11mm时多用Y形坡口;壁厚大于11mm时用X形坡口。
（2）坡口角度
为了消除未熔合(坡口暴露在焊缝边) 、假咬边等焊接缺陷,在埋弧焊接中坡口角度不宜过大,一般(单边)小于30°,钝边可根据板厚度确定,应小于7mm。随着厚度增加,钝边可适当减小,以不漏虎易观察内焊不造成焊偏为目的。在大壁厚(15mm以上板材焊接时,为了易于观察内焊红线,可将外焊坡口适当加大,但不宜超过45°。
（3）坡口位置
内焊开坡口有利于熔深,因为内焊时,待焊金属温度为室温,温度较低。外焊受内焊的预热,在同样条件及线能量下,外焊比内焊熔深大。内焊为双丝焊时,内焊开坡口是最合理的,有利于跟踪内焊避免焊偏,同时降低内焊道高度;但在内焊为单丝时,为了防止假咬边,应尽量不要在内焊边开坡口或根据情况开小角度坡口。外焊开坡口一方面增加熔深,另一方面降低焊缝高度,减少应力集中,也有利于钢管外防腐,这一特点被公认。但焊接时,不易于目测跟踪内焊红线,而造成内焊焊偏。
1.5.11铣边工艺对工作条件的要求
（1）对板材质量的要求
不同板材生产厂质量控制、生产工艺及设备的差异,生产的板材板形不同,即板宽公差、月牙弯、平直度差别较大。板形太差铣边时易产生脱铣、打刀等现象,给铣边带来困难。同生产厂签定技术条件时,必须对板形提出严格的技术要求,而且板边缘夹渣等内部缺陷范围不得大于铣边量,以保证铣边质量和焊缝质量。若采用圆盘剪+铣边工艺,可适当放宽对板形的技术要求。
（2）对板材递送的要求(板材纠偏)
在铣边时,为了防止一边脱铣而另一边铣削量过大,造成卡住坡口机、打刀等现象,对板材进行纠偏显得更为重要。板材纠偏主要以原料进入平辊、立辊交替分布区前,时刻保证板材按要求位置运行。若焊接机组为短流程(前摆式)机组,从拆卷机开始控制;若是有活套或有飞焊小车的连续生产机组,在板材进入坡口机前必须使板材按要求位置递送,从拆卷机开始保证板材递送,铣边效果肯定更佳;板材在进入夹送机前出现不平(一高一低) ,或板材在进入成型机前出现跑偏时,调整夹送机某边压下量是消除上述问题的最佳方案。用立辊强制赶料会造成板材边缘挤厚,且易使立辊损坏。
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