《制桶工培訓教程》
楊文亮 辛巧娟 編著
第三章 材料準備及卷圓
本章主要學習鋼桶生產中的原材料的開卷、校平、下料及桶身卷圓工藝方法,并掌握與工序相關的設備操作及質量控制方法。
鋼桶原材料的準備,包括開卷、校平、剪切、沖裁等工序,這是鋼桶生產的第一環節,對后道工序的生產及產品質量有著較大的影響。應該引起足夠的重視。
第一節 開卷下料
一、開卷下料的工藝要點
開卷下料工藝主要有兩種工藝流程,一種是:開卷→校平→剪板→堆碼,這個流程主要是用于為桶身生產下料;另一種是:開卷→校平→沖裁→堆碼,這個流程主要是用于桶底(頂)的生產下料,多數情況是開卷校平后采用復合模直接沖裁成桶底(頂),單純的落料已不多見了。因為這道工藝目前一般都是設計在一條生產線上,所以也稱為開卷下料生產線。本章我們主要以剪板下料為主,桶底(頂)沖壓工藝將在后面章節中專門學習。
開卷下料生產工藝要點主要有以下幾個方面:
1. 避免機械損傷。開卷校平下料全過程中,不允許在鋼板表面留下機械擦傷、麻點、劃痕等缺陷。有機械損傷缺陷的鋼板,在制桶過程中,會在缺陷部位產生應力集中而引起破裂。
2. 校平后的鋼板表面要平整。如果鋼板表面翹曲不平,會影響剪切和沖壓時的定位不穩而造成廢次品,或因在沖裁過程中鋼板變形時的展平作用而損壞沖頭。在變形工序中,鋼板表面的平直度也會影響材料流向,引起局部皺紋或開裂。
3. 下料長寬尺寸不能超差。下料長寬尺寸是由鋼桶的結構及工藝要求計算出來的,誤差不能太大。誤差太大會影響后道工序的進行,甚至會造成廢品。對于80L以上的鋼桶,一般桶身料長寬誤差不超過±0.5mm;對于80L以下的鋼桶,桶身料長寬誤差在±0.2~±0.3mm之間為合適。
4. 下料形狀誤差不能過大。對于桶身下料來說,除了保證長寬尺寸不超差外,形狀也不能超差,正常的下料形狀應是矩形的,而超差的下料常會成為平行四邊形、梯形等。工藝要求料片四角為90°。為了便于測量,一般以兩對角線長度差為形狀誤差檢驗標準,對于80L以上的桶身料,兩對角線長度之差不得大于5mm;對于80L及以下的桶身料,兩對角線長度之差不得大于3mm。
5. 切口毛刺不能過大。為了使桶身料在后幾道工序中對設備、模具及工裝等有較小的磨損,下料剪切口不能有太大的毛刺,一般要求切口平整,毛刺高度不得大于0.3mm。
二、開卷下料設備及其操作規程
開卷下料機組主要由開卷校平機和剪板機兩部分組成,一般包括送料小車、開卷機、校平機、緩沖坑、送料機、剪板機(或壓力機)、自動堆垛機等。如圖3-1所示為開卷校平剪切生產線示意圖。
1. 開卷下料設備的工作原理及結構簡介
(1) 開卷校平機
材料受到外力并超過其屈服點后,會產生塑性變形。卸載后,再經受反方向變形的力時,其屈服點會降得更低,這種現象稱為“包辛格效應”。用多輥機校平鋼板就是利用材料的“包辛格效應”,對板材進行正反多次彎曲,使原來各種不同的曲率逐步變為單一曲率,最終將其校平。
開卷校平機主要由開卷機和校平機組成,可以與剪板機、壓力機、碼料裝置等組成生產線。
開卷機可分為卷板輸送部分和開卷部分。卷板輸送部分由輸送小車、輸送油缸、對位由缸以及導軌等組成。輸送油缸活塞桿的運動帶動小車在軌道上運行。卷板中心孔與卷板托架的對位,左右由V形墊塊自動對中,上下靠對位油缸活塞桿的升降來實現。當托架上的卷板用完后,早已安放在小車上的備用卷板隨小車在輸送油缸活塞桿的帶動下移到卷板托架前。運用對位油缸升降卷板,對準中心后,再驅動漲緊油缸讓漲緊機構牢固地漲緊在卷板中心孔內。然后對位油缸活塞桿縮回,小車在輸送油缸驅動下復位,重新裝上卷板以供備用。
開卷部分是由懸臂主軸、漲緊機構、托架、漲緊油缸以及傳動鏈和電機組成。卷板托架的轉動是由鏈傳動帶動的,其轉動速度要與校平機和剪板機相匹配。漲緊機構是運用斜面原理設計的。在每根托架桿上固定安裝著前后一對斜面滑塊,相對應和各有一對可移動的斜面滑塊安裝在固定斜面與主軸之間。可移動滑塊與漲緊油缸活塞桿相連接。活塞桿的前后運動,帶動移動滑塊運動,從而實現放松或漲緊的動作。
校平機是通過多道上下錯開的輥輪對彎曲板材施加壓力而使卷板得到校正軋平的。校平機除了軋平輥輪外還在前后裝有送料輥輪各一對,其作用是負責將卷板送入軋輥并從中拉出,送入剪板機。校平機一般由送料輥輪、壓緊輥軸、壓緊調節機械、上軋輥、下軋輥、出料輥軸、電動機、傳動機構、聯軸器及調節手柄等組成。工作時,卷板在送料輥軸的驅動下進入校平機。校平機有上下兩排交錯排列的軋輥。下軋輥轉動軸承固定安裝在機架上;上軋輥的轉動軸承可上下調節。壓緊調節機構負責施加壓力并可隨時調整。在壓緊板下裝有與上軋輥對應的壓緊輥軸,用來傳遞壓力。在壓緊板下裝有與上軋輥對應的壓緊輥軸,用來傳遞壓力,壓緊板上裝有螺桿,可做上下調節。螺桿由蝸輪蝸桿傳動帶動,蝸桿上裝有手動調節盤。為了使壓緊力均勻,壓緊板四個角上都裝有調節螺桿。為了使一側兩調節螺桿同步,共用一個調節盤并在兩蝸桿間裝有可調聯軸器。卷板校平后由出料輥軸送出。
(2) 剪板機
剪切的工作過程,是將板料放在兩剪刃之間,借助外力帶動兩剪刃相對運動,并對板料施加壓力,使板料沿刃口斷開。剪切的工作原理,就是在剪刃的作用下,板料產生彈性變形、塑性變形和板料斷裂,從而實現對板料的剪切。
制桶用的剪板機一般為閘刀式裁剪機。它主要由上刀片、連桿、偏心輪、皮帶輪、離合器控制桿、變速齒輪、離合器、下刀片和床身等部件組成。它是利用上、下兩片直刀片進行剪切的。一般下刀片固定,上刀片在偏心輪和連桿的帶動下作上下往復運動而完成裁剪工作。剪板機的基本結構和傳動原理是:電動機的動力由皮帶輪、變速齒輪減速后傳遞給離合器,離合器由控制桿控制離合。當離合器合上后,帶動偏心輪轉動,由連桿傳遞,上刀片向下運動進行裁剪。偏心輪轉動一周后,離合器自動離開,上刀片復原,等待下一個控制信號。為了使運動平穩和積蓄能量,裁剪機一般裝有飛輪。為了防止板材裁剪時的位移,剪板機還裝有壓料裝置,其作用是在剪切之前將板料緊緊壓在工作臺上,剪切后再將板料放開。
2. 開卷校平機操作規程
開卷校平機安全操作規程如下:
(1) 首先清理工作現場的雜物,保證生產線上暢通,設備上不得放置任何工具、手套等雜物。
(2) 開機前,操作人員須正確勞保著裝,檢查設備的緊固件、傳動件是否正常,安全防護裝置是否完好。一切正常后,按規定潤滑設備。
(3) 夾料時,禁止將手伸入卷料孔中,卷料夾緊后,吊葫蘆離開工作位置。兩人以上操作時,應集中精力,密切配合,避免誤操作。
(4) 開卷進料時,手不得接觸輥軸,擦拭、清洗輥軸污物時,須停機進行。設備運行過程中,發現異常,應立即停機檢修。
(5) 前面部分板料校平后,應進行自檢,如形狀、尺寸不能達到工藝要求,要立即進行調整,調整后再試,待校平尺寸達到工藝要求后,再進行批量生產。
(6) 工作完畢,應切斷電源,鎖好配電柜。
開卷校平機操作程序如下:
(1) 開卷線工作前準備工作結束后,上料小車位于受料位置,開卷機在后位,校平機慢速啟動,定尺送料機上、下夾輥間隙按試車規格調試,壓緊輥,夾送輥打開,液壓剪的下剪刃處于下方,傳動電機運轉。皮帶運輸機啟動。垛板裝置按生產規格要求調整合適。
(2) 將鋼板卷料運至上料小車上,并運至開卷位,鋼卷升降裝置抬起,開卷機夾住鋼卷,鋼卷升降裝置落下,上料小車退回。啟動開卷機,人工將料頭喂入校平機,料頭經矯平機送入定尺送料機裝置,夾送輥壓下,活套漲開充套。充套至一定數量,定尺送料機將料頭送至液壓剪,液壓剪動作、將料頭剪掉,以此開始定尺,計數生產線按自動工藝開始運行。矯直機及定尺、剪切速度,由慢到快通過檢查調整脈沖調整定尺精度,垛板裝置在垛到一定數量時停機將板垛運至生產線外,工作循環結束。
2. 剪板機操作規程
(1) 操作者須熟悉剪板機的性能、結構、禁止超性能使用設備。班前了解清楚生產任務,確定生產要求的下料厚度、長寬尺寸等要求。
(2) 開機前操作人員須正確勞動著裝,檢查設備的緊固件、傳動件是否正常,安全防護裝置是否完好,一切正常后,按規定對設備進行全面潤滑。電動機不準帶負荷啟動,開車前應將離合器脫開。
(3) 根據剪切材料的厚度、材質,調整壓板彈簧的壓力及刀片間隙,防止彈簧崩斷或損傷刃口,刀片間隙不行大于厚度的1/30,刀片須保持刃口鋒利,上下刀片平衡。
(4) 開機前,用手扳動皮帶輪轉數轉,觀察刀片運動有關阻礙,再開空車檢驗正常后才能開始剪料,嚴禁突然起動。經空轉2~3次方可開始工作。
(5) 第一個工件剪下后,就根據規定進行首檢,首檢合格后方可批量生產。
(6) 經常注意夾緊機構、離合器、制動器有無失靈現象,若發生故障或不正常現象,應立即停機檢查。
(7) 送料時要注意手指安全,特別是一張板料剪到末了時,不要將手指墊在板料下送料或將手指送入刃口。嚴禁兩人在同一剪床上同時剪兩件材料。剪床后不準站人,接料。
(8)刀片的刃口必須保持鋒利。切薄板時,刀片必須緊貼。上下刀片需要保持平行,刀片間的間隙不得大于板料厚度的三分之一。調整刀片(對刀)后,需要做用手板車的試驗和開空車檢驗。
(9) 操作人員離開現場或作調整、檢查、清掃時都應停機。工作臺上不得放置其他物品。
(10) 工作結束后,應按規定擦拭設備,清掃現場,保持清潔,并切斷電源。若較長時間不用,應將刃口擦凈涂油,用紙貼上以防生銹。
三、開卷下料設備的維護
開卷校平機組是進行鋼桶生產的基本設備之一,能否合理使用與正確維護直接關系到產品質量、生產效率、設備技術狀態、成本高低、人身與設備安全等一系列重要問題。
1. 開卷下料設備的維護
(1) 在啟動設備前,必須清除周圍一切可能妨礙正常工作或安全操作的物件,工作臺上切勿放置雜物工具,以免軋入輥軸或刀口,造成事故。對剪好的材料要及時運走。
(2) 操作時必須按操作程序進行,不許過載工作,超過開卷設備允許重量的鋼卷或剪板機允許的最大厚度鋼板,不能上機。
(3) 在操作時,兩手不能離輥軸或刀口很近,以免因材料翻翹而造成事故。
(4) 設備啟動后,不得進行檢修或做清潔工作。若剪切時發生不正常的現象,應立即停止工作,迅速切斷電源,進行檢修。
(5) 電氣線路應有良好的絕緣,電動機和其它電器應接地。
(6) 剪板機刀片應保持鋒利,如發現損壞或遲鈍應及時檢修磨礪或調換。
(7) 各潤滑點必須按規定時間加油。但輥軸和刀刃處不可加油,并應保持干燥,否則容易發生事故。
2. 開卷下料設備的常見故障及排除方法。如表3-1所示。
表3-1 開卷下料設備的常見故障及排除方法
序號 |
故障現象 |
產生原因 |
排除方法 |
1 |
開卷機軸芯不轉動 |
①轉軸中心軸承損壞
②鋼卷超重,壓彎了轉軸
③鋼卷被異物卡住 |
①更換軸承
②去掉超重鋼卷,修正轉軸
③清除異物 |
2 |
校平后板料不平 |
①上下輥軸間隙過大
②輥軸磨損嚴重,各輥直徑大小不勻 |
①調整間隙,達到工藝要求
②更換修理輥軸 |
3 |
校平機出料傾斜 |
①輥軸兩端間隙大小不均
②開卷機軸芯偏斜
③校平機輥軸兩邊磨損程度不勻 |
①調整輥軸間隙,使兩端均勻
②調整開卷機位置
③修理或更換輥軸,使兩端直徑一致 |
4 |
板料兩端機械損傷 |
①進料處導向裝置不當
②卷料超寬,不適合用該機生產
③有異物進入校平機 |
①調整進料導向裝置
②卸掉超寬卷料
③清除異物 |
5 |
剪切鋼板邊緣有塌角或毛刺 |
①上下剪刃間隙太大
②剪刃鈍化 |
①調整上下剪刃間隙
②更物或修磨剪刃 |
6 |
剪切而被擠壞,剪板機振動較大 |
①上下剪刃間隙過小
②板料厚度超過剪板機允許厚度 |
①調整上下剪刃間隙
②更換板料 |
7 |
剪板機制動失靈 |
①制動器制動帶過松
②制動器損壞 |
①檢查調整制動器松緊程度
②更換制動器 |
8 |
下料尺寸超差 |
①剪板機檔料裝置調整不當
②校平機與剪板機速度不協調 |
①調整檔料裝置
②調整校平機速度,使之與剪板機速度協調 |
四、開卷下料工序質量控制
1. 開卷質量控制
(1) 調整好卷料的開卷機上的展開速度,展開速度過快時,開卷機與校平機之間堆積過多,容易造成板料的損傷和變形。
(2) 防止異物阻礙卷料轉動,異物容易造成板料表面劃傷。
2. 校平質量控制
(1) 調整好上下輥的間隙,以及各輥軸之間的間隙協調。間隙過大時,板料校不平;間隙不協調時,板料會有扭曲現象。間隙過小時,材料可能會被輾延變薄,有時可能會損壞設備。
(2) 調整好校平機進料導向裝置,防止板料傾斜或損傷。傾斜板料會產生下料幾何尺寸誤差、損傷,使板料兩端起皺或翹曲。
(3) 觀察輥軸表面的磨損情況,及時更換磨損嚴重的輥軸。粗糙或變形大的輥軸,會損傷板料表面,使板料表面劃傷或變形,造成質量事故。
3. 剪板質量控制
剪切常見質量問題及原因分析,見表3-2所示。
表3-2 剪切常見質量問題及原因分析
序號 |
剪切缺陷 |
產生原因分析 |
解決方法 |
1 |
外形尺寸及形狀超差 |
①定位和導板不準確
②操作時靠不到位
③板形翹曲度大,有側彎、端頭斜 |
①重新調整定位
②認真操作
③調整校平機校直板料 |
2 |
毛刺大 |
①剪刃間隙過大
②剪刃鈍 |
①調整刃口間隙
②磨鋒或更換刀片 |
3 |
板料扭曲 |
①剪床斜角過大
②剪切板料窄而厚 |
①調整剪刃角度
②采用平口剪床 |
4 |
剪板機單獨工作時,彎曲線與毛壞板料軋紋方向的夾角不對 |
①操作不認真
②管理不善
③工藝排樣錯誤 |
①認真按工藝要求操作
②加強管理
③改進工藝排樣 |
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