一种采用钢板制造大型金属件的方法与流程

本发明涉及大型金属件制造，尤其涉及一种采用钢板制造大型金属件的方法。

背景技术：

1、液压机牌坊、压力机机身、轧机机架、辊压机牌坊等大型金属件是重型装备的核心承载构件，传统上采用整体铸钢件制造。

2、随着装备吨位与精度等级不断提高，此类构件重量已达数十吨级，整体铸造路线的固有缺陷日益突出：其一，必须依赖超大容量炼钢、铸造与热处理装备，砂型造型、冶炼浇注、保温凝固等环节的装备投入与能耗巨大；其二，数十吨级大断面铸钢件凝固时难以实现顺序凝固，缩孔、缩松、偏析、裂纹等冶金缺陷难以避免，探伤合格率通常仅为70%～80%，一旦报废即损失全部前期投入；其三，铸件尺寸精度低、机加工余量大，材料利用率不足，制造周期长达数月，成本居高不下。

3、为此，本申请提出一种采用钢板制造大型金属件的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种采用钢板制造大型金属件的方法。

2、本发明的实施例提供了一种采用钢板制造大型金属件的方法，包括以下步骤：

3、s1、悬空顶升：将待加工钢板放置于设备工位，启动设备的顶升支撑结构，从钢板底部均匀顶起工件，使钢板底部完全悬空；

4、s2、装夹定位：钢板底部完全悬空后，通过设备的夹紧定位机构对钢板进行夹持限位，固定钢板位置；

5、s3、精准切割：在钢板悬空、定位稳固的状态下，通过切割执行机构按预设轨迹对钢板进行裁切，完成大型金属件坯料的切割成型；

6、所述设备包括底座，所述底座上固定有两个支撑座，两个所述支撑座的上端固定有安装板，所述安装板的上端凹陷设有贯穿两端的安装槽，所述安装槽内安装有多个支撑辊；所述顶升支撑结构位于安装板下方，所述夹紧定位机构为两组位于安装槽的两侧，所述切割执行机构设置于安装板的上方。

7、进一步地，所述安装板的上端固定有限位挡板，所述限位挡板位于安装槽的上侧。

8、进一步地，所述顶升支撑结构包括四个液压缸，所述液压缸的输出端竖直向上，四个所述液压缸的输出端均固定有顶升杆，所述顶升杆的上端固定有升降板，所述升降板的上端固定有多个竖直设置的支撑板，所述支撑板的上端呈锯齿状。

9、进一步地，所述安装板上下贯穿设有多个通槽，所述通槽与支撑辊交错设置，所述支撑板贯穿通槽并与其滑动连接。

10、进一步地，所述夹紧定位机构包括固定于安装板上端的安装块，所述安装块上固定有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出端固定有移动杆，所述移动杆的另一端固定有夹紧板。

11、进一步地，所述第一电动推杆的输出端水平设置，所述第一电动推杆的输出端轴向与支撑辊的轴向平行。

12、进一步地，所述切割执行机构包括顶板，所述顶板的底部安装有x轴移动机构，所述x轴移动机构的移动端安装有安装架，所述安装架上安装有y轴移动机构，所述y轴移动机构的移动端连接有z轴移动机构，所述z轴移动机构的输出端连接有连接块，所述连接块的底部安装有切割头。

13、进一步地，所述z轴移动机构包括安装在y轴移动机构的移动端第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出端竖直向下，所述第二电动推杆的输出端固定有动力杆，所述动力杆与连接块的上端固定连接。

14、进一步地，所述安装架的底部固定有至少两个套管，每个所述套管内滑动连接有导向杆，所述导向杆与连接块的上端固定连接。

15、进一步地，所述顶板的底部固定有四个支撑杆，四个所述支撑杆的下端与安装板的上端固定连接。

16、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

17、1、本发明无需大型炼钢、铸造及热处理装备，仅需常规数控切割与起重设备即可制造大型金属件，装备投资与材料成本大幅下降。

18、2、钢板出厂探伤合格、内部致密均匀，切割成型坯料无缩孔、缩松、偏析及裂纹等铸造缺陷，探伤合格率高；制造周期降低。

19、3、悬空装夹定位精度高，有效抑制切割位移与热变形。本发明创新性采用钢板悬空后再双向夹紧的定位方式，配合限位挡板与弹性夹紧结构，可在钢板无支撑应力的自由状态下完成精准限位，彻底规避传统装夹方式因台面支撑应力、顶升位移导致的定位偏差。同时悬空结构可充分释放钢板切割过程中的热应力，大幅降低厚板切割的翘曲、旁弯变形风险，显著提升工件成型精度与产品合格率。

20、4、三坐标联动切割，适配多类型复杂构件加工。本发明配备x、y、z三轴联动切割执行机构，结合伺服丝杠精密传动与电动推杆竖直进给，可实现钢板空间任意直线、圆弧及复杂曲线轮廓的连续切割，适配液压机牌坊、轧机机架、压力机机身等各类大型异形金属件的成型加工。

21、综上，本发明仅需常规数控切割与起重设备即可制造大型金属件，装备投资与材料成本大幅下降，采用先顶升悬空、后装夹定位的新工艺，配合专用三坐标联动切割设备，有效解决大型厚板自重挠曲、底部积渣、切割变形及位移偏移问题。

1.一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

3.根据权利要求1所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

4.根据权利要求3所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

5.根据权利要求1所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

6.根据权利要求5所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

7.根据权利要求1所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

8.根据权利要求7所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

9.根据权利要求7所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：

10.根据权利要求7所述的一种采用钢板制造大型金属件的方法，其特征在于，其中：