论文部分内容阅读
（唐山电力建筑安装有限公司 河北 唐山063000）
摘 要：近年来随着科技的不断进步，人们的正常生活和工业生产，对电能的需求和供电可靠性的要求越来越高，对输电线路铁塔的制造标准也越来越高，在铁塔加工中，铁塔的加工质量直接影响电力线路运行的可靠性，本文从铁塔生产过程着手，对铁塔生产设备PP103数控液压冲孔机，进行改进完善增加新的功能入手，对PP103数控液压冲孔机的改进进行研究分析。PP103数控液压冲孔机是铁塔加工中不可缺少的加工设备，如何充分利用好，发挥好它的最大效能，提高加工精度，改进扩展出一些原PP103数控液压冲孔机不具备的新功能，在此与各位同行进行探讨，并对PP103数控液压冲孔机增加半自动数控钻进行分析探讨。
关键词：PP103数控液压冲孔机，联办板，CAD放样软件，磁力钻
PP103数控液压冲孔机广泛应用于铁塔加工等行业，PP103数控液压冲孔机加工能力为：工件厚度范围6-25mm，最大工件尺寸1500X770 mm，虽然加工厚度可达25 mm，但在铁塔加工中，钢板厚度在12 mm及以上要求钻孔，钻孔孔距误差为±0.5mm。对于12 mm及以上厚度钢板只能用传统的钻床钻孔，而且随着电力行业的飞速发展，电压等级由过去的110KV、220KV、已发展到目前的500KV等特高压等级，随着电压等级的提高，铁塔塔高也相应的增高，主材加大，连接板的厚度也相应增厚，需要钻孔的联板也相应的增多，对联板上孔的定位精度也相应的提高了，手工钻孔的流程是，钻孔前需要将铁塔联板的样板（铁塔加工前根据铁塔图纸用CAD铁塔放样软件放样，做出铁塔小票既角钢单件图和联板1：1联板图，打印出来，用薄铁板做成和所加工的联板一样大小的样板），样板上有孔的大小、孔的位置、件号、数量等信息，然后平铺在钢板上画出联板的形状，然后用剪板机或气割（钢板厚度1-13mm用剪板机剪切，13mm以上厚度用气割）将联板剪切成样板的形状，再将样板铺在割下的联板上，用样冲在样板上孔的中心位置打样冲，这样样板上的孔就转移到联板上了，然后将联板放在钻床上钻孔。由于打样冲和钻孔钻头要对准样冲中心，每次操作都存在误差，因此造成累计误差较大，钻孔完成后孔距误差在±1-3mm，误差大大超出了铁塔加工国家标准，而且这种方法效率低成品率为10%，由于样板上的样冲孔打上几次就会变大，造成的误差会越大，精度难以保证，严重的制约了铁塔生产的正常进行，如果购买一台板数控钻需要资金40余万元。
经过对PP103数控液压冲孔机的工作原理的分析，经多次试验探索出两种方法：第一种方法是用PP103数控液压冲孔机作为打样冲机，这样就可以利用PP103数控液压冲孔机，直接夹住钢板打上样冲和字头号。具体做法是把PP103数控液压冲孔机的冲头用车床切去一段（大约是钢板的厚度减去冲头尖，冲头尖是车制时专门留的大约5mm长的锥形尖。），这样PP103数控液压冲孔机的冲头，就相当于样冲，操作PP103数控液压冲孔机按照联板程序冲孔，由于前期将冲头车去了一段并留了尖，实际上冲头冲下后在钢板上留下的只是冲头的追星尖打入钢板，形成杨冲孔，同时把联板钢号也打出来，字头和样冲打好后，卸下钢板进入手工钻孔，根据样板所标的孔径在钻床上钻孔即可。这种方法优点是可以按照联板程序打字头的同时打上样冲孔，保证了下一步钻孔精度，缺点是加工一块联板，需要两个加工过程，在钻床上钻孔，对钻床精度要求也相对较高。
另一种方法是给PP103数控液压冲孔机增加一个小装置，将磁力钻固定在PP103数控液压冲孔机侧面，利用磁力钻与PP103数控液压冲孔机配合，成功的改制成了自动打样冲和半自动数控钻，工作原理如下：
自制一个固定装置，将磁力钻（钻头中心）固定在PP103数控液压冲孔机左侧冲孔1基准点，X轴方向+200mm处，和Y轴成一条线，这样相当于Y轴坐标不变，校准磁力钻垂直于PP103数控液壓冲孔机工作台，调整磁力钻钻头高端位置和低端位置，使钻头处于高端位置时，PP103数控液压冲孔机夹住的联板移动式不能碰到钻头，钻头处于低端时又能保证钻头能钻透联板，这样磁力钻钻头中心位置的坐标就相当于X+200，这样我们只需要将联板加工程序中的X轴原点坐标+上200mm（既将原点坐标设置为200，0），就可以将PP103数控液压冲孔机冲孔1的冲孔位置，转移到新安装的磁力钻钻头中心的位置，将T2冲头、T3冲头卸下不用（T2为中间的冲孔杆上的冲头，因为位于液压缸中心位置可以承载最大压力，将直径大的冲头放在此处，T3的位置位于T2右侧，T1在T2左侧为字盒安装位置），T1字头盒选择和加工程序相同的件号字头，将字盒坐标改为（-200，0），这样打字头时就相当于打在没有改动前的位置，如果字头打印的位置不正确，可以修改字头的坐标值，直至正确位置，下一步按手动冲孔，我们只需按照联板程序冲孔，这时PP103数控液压冲孔机工作台带动联板移动，根据加工程序移动到第一个孔的位置停下，這个位置就是需要钻孔的位置，人工用磁力钻将孔钻透即可（钻头可根据联板孔的大小选择），然后手动操作进入下一个冲孔位置，人工用磁力钻将孔钻透，这样循环往复，直至将联板上的孔全部钻完为止，将PP103数控液压冲孔机压爪松开，卸下联板，装上下一块联板按以上流程钻孔即可。加工第一块联板完成后要仔细测量，测量联板孔的边距是否符合国家标准，如果超出标准，可以根据超出的方位的多少，适当调整PP103数控液压冲孔机的原点坐标值，直至符合标准为止。调试好后就可以成批生产了。
第二种方法的优点是用一道工序同时完成打钢号、钻孔，对钻床精度要求不太高，用磁力钻（实心钻头、空心钻头均可），提高了工作效率，提高了成品合格率。可以一台设备两种用途，将安装的小装置拆下后，不影响PP103数控液压冲孔机和磁力钻独立正常工作，缺点是打孔时人员站的位置受PP103数控液压冲孔机工作台的阻挡，操作不太方便，可以进一步加以改进。可以将磁力钻改用自动进刀自动退刀的磁力钻，这样可以进一步提高自动化程度，和操作的灵活性。
结论：通过以上的改进大大的提高了劳动生产率，钻孔孔距精度达到±0.5 mm，达到了铁塔联板的加工要求，成品率达到99.5%以上，采用改进后的PP103数控液压冲孔机钻孔的联板，通过了国家铁塔检验中心最严格的检验，顺利的拿到了220KV铁塔生产许可证。
参考文献：
PP103数控液压冲孔机说明书，磁力钻说明书。
摘 要：近年来随着科技的不断进步，人们的正常生活和工业生产，对电能的需求和供电可靠性的要求越来越高，对输电线路铁塔的制造标准也越来越高，在铁塔加工中，铁塔的加工质量直接影响电力线路运行的可靠性，本文从铁塔生产过程着手，对铁塔生产设备PP103数控液压冲孔机，进行改进完善增加新的功能入手，对PP103数控液压冲孔机的改进进行研究分析。PP103数控液压冲孔机是铁塔加工中不可缺少的加工设备，如何充分利用好，发挥好它的最大效能，提高加工精度，改进扩展出一些原PP103数控液压冲孔机不具备的新功能，在此与各位同行进行探讨，并对PP103数控液压冲孔机增加半自动数控钻进行分析探讨。
关键词：PP103数控液压冲孔机，联办板，CAD放样软件，磁力钻
PP103数控液压冲孔机广泛应用于铁塔加工等行业，PP103数控液压冲孔机加工能力为：工件厚度范围6-25mm，最大工件尺寸1500X770 mm，虽然加工厚度可达25 mm，但在铁塔加工中，钢板厚度在12 mm及以上要求钻孔，钻孔孔距误差为±0.5mm。对于12 mm及以上厚度钢板只能用传统的钻床钻孔，而且随着电力行业的飞速发展，电压等级由过去的110KV、220KV、已发展到目前的500KV等特高压等级，随着电压等级的提高，铁塔塔高也相应的增高，主材加大，连接板的厚度也相应增厚，需要钻孔的联板也相应的增多，对联板上孔的定位精度也相应的提高了，手工钻孔的流程是，钻孔前需要将铁塔联板的样板（铁塔加工前根据铁塔图纸用CAD铁塔放样软件放样，做出铁塔小票既角钢单件图和联板1：1联板图，打印出来，用薄铁板做成和所加工的联板一样大小的样板），样板上有孔的大小、孔的位置、件号、数量等信息，然后平铺在钢板上画出联板的形状，然后用剪板机或气割（钢板厚度1-13mm用剪板机剪切，13mm以上厚度用气割）将联板剪切成样板的形状，再将样板铺在割下的联板上，用样冲在样板上孔的中心位置打样冲，这样样板上的孔就转移到联板上了，然后将联板放在钻床上钻孔。由于打样冲和钻孔钻头要对准样冲中心，每次操作都存在误差，因此造成累计误差较大，钻孔完成后孔距误差在±1-3mm，误差大大超出了铁塔加工国家标准，而且这种方法效率低成品率为10%，由于样板上的样冲孔打上几次就会变大，造成的误差会越大，精度难以保证，严重的制约了铁塔生产的正常进行，如果购买一台板数控钻需要资金40余万元。
经过对PP103数控液压冲孔机的工作原理的分析，经多次试验探索出两种方法：第一种方法是用PP103数控液压冲孔机作为打样冲机，这样就可以利用PP103数控液压冲孔机，直接夹住钢板打上样冲和字头号。具体做法是把PP103数控液压冲孔机的冲头用车床切去一段（大约是钢板的厚度减去冲头尖，冲头尖是车制时专门留的大约5mm长的锥形尖。），这样PP103数控液压冲孔机的冲头，就相当于样冲，操作PP103数控液压冲孔机按照联板程序冲孔，由于前期将冲头车去了一段并留了尖，实际上冲头冲下后在钢板上留下的只是冲头的追星尖打入钢板，形成杨冲孔，同时把联板钢号也打出来，字头和样冲打好后，卸下钢板进入手工钻孔，根据样板所标的孔径在钻床上钻孔即可。这种方法优点是可以按照联板程序打字头的同时打上样冲孔，保证了下一步钻孔精度，缺点是加工一块联板，需要两个加工过程，在钻床上钻孔，对钻床精度要求也相对较高。
另一种方法是给PP103数控液压冲孔机增加一个小装置，将磁力钻固定在PP103数控液压冲孔机侧面，利用磁力钻与PP103数控液压冲孔机配合，成功的改制成了自动打样冲和半自动数控钻，工作原理如下：
自制一个固定装置，将磁力钻（钻头中心）固定在PP103数控液压冲孔机左侧冲孔1基准点，X轴方向+200mm处，和Y轴成一条线，这样相当于Y轴坐标不变，校准磁力钻垂直于PP103数控液壓冲孔机工作台，调整磁力钻钻头高端位置和低端位置，使钻头处于高端位置时，PP103数控液压冲孔机夹住的联板移动式不能碰到钻头，钻头处于低端时又能保证钻头能钻透联板，这样磁力钻钻头中心位置的坐标就相当于X+200，这样我们只需要将联板加工程序中的X轴原点坐标+上200mm（既将原点坐标设置为200，0），就可以将PP103数控液压冲孔机冲孔1的冲孔位置，转移到新安装的磁力钻钻头中心的位置，将T2冲头、T3冲头卸下不用（T2为中间的冲孔杆上的冲头，因为位于液压缸中心位置可以承载最大压力，将直径大的冲头放在此处，T3的位置位于T2右侧，T1在T2左侧为字盒安装位置），T1字头盒选择和加工程序相同的件号字头，将字盒坐标改为（-200，0），这样打字头时就相当于打在没有改动前的位置，如果字头打印的位置不正确，可以修改字头的坐标值，直至正确位置，下一步按手动冲孔，我们只需按照联板程序冲孔，这时PP103数控液压冲孔机工作台带动联板移动，根据加工程序移动到第一个孔的位置停下，這个位置就是需要钻孔的位置，人工用磁力钻将孔钻透即可（钻头可根据联板孔的大小选择），然后手动操作进入下一个冲孔位置，人工用磁力钻将孔钻透，这样循环往复，直至将联板上的孔全部钻完为止，将PP103数控液压冲孔机压爪松开，卸下联板，装上下一块联板按以上流程钻孔即可。加工第一块联板完成后要仔细测量，测量联板孔的边距是否符合国家标准，如果超出标准，可以根据超出的方位的多少，适当调整PP103数控液压冲孔机的原点坐标值，直至符合标准为止。调试好后就可以成批生产了。
第二种方法的优点是用一道工序同时完成打钢号、钻孔，对钻床精度要求不太高，用磁力钻（实心钻头、空心钻头均可），提高了工作效率，提高了成品合格率。可以一台设备两种用途，将安装的小装置拆下后，不影响PP103数控液压冲孔机和磁力钻独立正常工作，缺点是打孔时人员站的位置受PP103数控液压冲孔机工作台的阻挡，操作不太方便，可以进一步加以改进。可以将磁力钻改用自动进刀自动退刀的磁力钻，这样可以进一步提高自动化程度，和操作的灵活性。
结论：通过以上的改进大大的提高了劳动生产率，钻孔孔距精度达到±0.5 mm，达到了铁塔联板的加工要求，成品率达到99.5%以上，采用改进后的PP103数控液压冲孔机钻孔的联板，通过了国家铁塔检验中心最严格的检验，顺利的拿到了220KV铁塔生产许可证。
参考文献：
PP103数控液压冲孔机说明书，磁力钻说明书。