鋼格板制作進(jìn)行切割的現(xiàn)狀

   鋼格板就是采用扁鋼和連接桿-麻花剛經(jīng)開孔焊接成為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鋼鐵類加工建材產(chǎn)品，具有承重能力強(qiáng)、防爆、防腐蝕的諸多優(yōu)點。我們今天就鋼格板生產(chǎn)過程中的截斷切割工序的現(xiàn)狀做一個詳細(xì)的介紹。  

  鋼格板的制作方式大致可以分為三個步驟：

  第一步，先將 6 米長的扁鋼按一定的間隔排列焊接；焊接有機(jī)器壓焊和手工制作兩種。機(jī)器壓焊是使用高壓電阻壓焊機(jī)，機(jī)械手自動將橫桿橫放在均勻排列的扁鋼上，通過強(qiáng)大的電焊功率和液壓力將橫桿壓焊入扁鋼內(nèi)，從而可以得到焊點堅固，穩(wěn)定性和強(qiáng)度極高的高品質(zhì)鋼格板。

  手工制作的鋼格板是先在扁鋼上沖孔，然后將橫桿放入孔中點焊，橫桿與扁鋼會存在空隙，而且不可能每個接觸點都進(jìn)行焊接，因此焊接不牢固，強(qiáng)度有所降低。

  第二步，將焊接后的鋼格板用圓盤冷鋸機(jī)來沿鋼格板原板橫向進(jìn)行鋸斷，將鋼格板原板切斷分成大小不同的板塊，，然后再進(jìn)行焊接封邊；目前最常用的機(jī)械是用圓盤冷鋸機(jī)，然后手工焊封邊。

  最后，將鋼格板進(jìn)行表面鍍鋅處理。

 2 鋼格板切割機(jī)械現(xiàn)狀

 在生產(chǎn)中最常用的切割方法大致可分為鋸切、剪切、切削。3大類型，各有其特點：

  (1) 剪切：生產(chǎn)效率高，材料損耗小，模具簡單，得到了最廣泛的應(yīng)用；

  (2)鋸切：效率低，鋸縫處材料的損耗大，此外，鋸條的消耗也是一種相當(dāng)可觀的浪費(fèi)；

  (3)切削：切割精度很高，但材料的浪費(fèi)較其它下料工藝要高，而且由于表面刀具切痕的存在，會對今后的成形工藝帶來隱患。在整個鋼格板制作中，有兩道最關(guān)鍵的工序是：壓焊和剪切。目前國內(nèi)普遍采用的設(shè)備是：機(jī)器自動壓焊機(jī)和移動式圓盤冷鋸機(jī)，國內(nèi)有很多生產(chǎn)的鋼格板制作設(shè)備的專業(yè)廠家，這兩種設(shè)備已經(jīng)是目前比較成熟的設(shè)備。但是，就移動式鋼格板圓盤冷鋸機(jī)來說，存在工作效率低、能耗大、材料浪費(fèi)大、噪音和污染大、工作環(huán)境惡劣、工件尺寸誤差大的缺陷，這些缺陷對于鋸切設(shè)備本身來說又是不可避免的，正是這些不可避免的缺陷使鋼格板行業(yè)加工水平整體下移。如何解決當(dāng)前鋼格板行業(yè)剪切的效率低能耗大的狀況，開發(fā)一種高效、節(jié)能、無污染、無損切割鋼格板的剪床就是著力要解決的問題。以橫向剪切原理實現(xiàn)鋼格板的橫向錯斷為基礎(chǔ)，研究開發(fā)具有高效、節(jié)能、無污染、無損切割于一體的鋼格板剪切專業(yè)剪床，替代目前廣泛應(yīng)用的鋼格板圓盤冷鋸機(jī)。

  目前，國內(nèi)生產(chǎn)鋼格板企業(yè)主要是采用移動式圓盤冷鋸機(jī)進(jìn)行切割，移動式圓盤冷鋸機(jī)，用來沿鋼格板原板橫向進(jìn)行鋸切，將鋼格板原板分成大小不同的板塊。

  圓盤冷鋸機(jī)的加工方法屬于鋸切，其工作過程為：將圓盤鋸片安裝在可以高速旋轉(zhuǎn)的主軸上，圓盤鋸一面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一面做進(jìn)給運(yùn)動，從而將工件切斷。由于圓盤鋸鋸齒較厚，切割時材料浪費(fèi)較大，但由于它的切削速度很高，線速度每分鐘可達(dá)幾千米，甚至上萬米以目前應(yīng)用比較廣泛。

  鋼格板專用的移動式圓盤冷鋸機(jī)與普通的圓盤冷鋸機(jī)原理一樣，也是用圓盤鋸的高速旋轉(zhuǎn)來完成對鋼格板沿鋼格板原板橫向進(jìn)行切割。移動式圓盤冷鋸機(jī)就其本身來說的工作原理和結(jié)構(gòu)特點來說存在著難以克服的問題：

（1）工作效率低：每鋸斷一排鋼格板扣除上料、定位和壓料的時間，實際鋸切時間：1050mm寬的鋼格板一般需要（10～15）分鐘/次。這樣，使得鋼格板的生產(chǎn)形成一個瓶頸，通常為滿足一臺自動壓焊機(jī)生產(chǎn)量需要配置（3～4）臺圓盤鋸床，從而大大增加了設(shè)備、能源和勞動力的投入。

（2）能耗大：每臺圓盤鋸床需要配備一臺 37kw、二臺 15kw 的電機(jī)，還有氣壓壓料裝置，按每天 8h 工作計算，每臺圓盤鋸床消耗電能大約為 400 度/天，每年需耗電 14.4 萬度電能。

（3）材料浪費(fèi)大：圓盤冷鋸機(jī)鋸縫處材料損耗大，每鋸一次，就有（10～15）mm 的長度損耗，加上鋼板兩邊的毛刺清理，平均每生產(chǎn)平方米鋼格板就 0.012m 2 的損耗，損耗率為 1.2%。此外，每年的鋸條的消耗也使很可觀的浪費(fèi)。

（4）噪音和污染大，工作環(huán)境惡劣：圓盤冷鋸機(jī)工作時，產(chǎn)生刺耳的噪音，而且鋸盤高速旋轉(zhuǎn)切削時火星飛濺，人員根本無法接近。工作時切割嗓聲達(dá) 120db（A）左右。在鋸切過程中產(chǎn)生的噪聲污染極為嚴(yán)重，冷鋸機(jī)現(xiàn)場噪聲測量表明，最大噪聲級可達(dá)126dB（A）由于冷鋸所處的惡劣工作環(huán)境，無法采用一些常規(guī)有效的減振降噪技術(shù)，其噪聲治理的技術(shù)難度極大 ，而操作時必須人員現(xiàn)場移動和調(diào)整工件位置，必然帶來一定安全隱患。

（5）工件尺寸誤差大：工件的夾持、固定都由工人手工操作，因此難以避免產(chǎn)生尺寸長短和歪斜，這樣就加大了殘次品的發(fā)生率。

（6）后續(xù)加工工作量大：鋸切是利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦能并轉(zhuǎn)換成熱能，使材料軟化，然后，配合進(jìn)給壓力進(jìn)行鋸切作用，此時，熱影響區(qū)造成不良副作用，和工件材料粘附在鋸片上形成毛刺，增加了后續(xù)的加工量。

  目前，國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)都是采用圓盤冷鋸機(jī)作為鋼格板剪切專業(yè)機(jī)床。國外有豎向垂直剪切的專用機(jī)床，具有高效、高性能豎向剪切的進(jìn)口機(jī)床因其昂貴的價格，讓國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)望而卻步，因而國內(nèi)應(yīng)用的企業(yè)為數(shù)極少。鑒于圓盤冷鋸機(jī)的上述種種缺陷，開發(fā)一種集高效、節(jié)能、無污染、無損切割于一體的專業(yè)設(shè)備對目前的鋼格板加工行業(yè)的意義重大。

  3 高效剪切設(shè)備的特點

   通過對鋼格板加工工藝和加工機(jī)械的大量研究，我國研制開發(fā)了新型的鋼格板剪切機(jī)床，實現(xiàn)對鋼格板的整體一次性切斷。由液壓系統(tǒng)推動活動刀具組將夾持在組合刀具中的鋼格板扁鋼全部一次性剪斷，目前運(yùn)用該原理設(shè)計的鋼格板剪切機(jī)樣機(jī)已基本完成，即將進(jìn)入試運(yùn)行階段。在試運(yùn)行結(jié)后，將進(jìn)一步進(jìn)入系列化設(shè)計階段，產(chǎn)品定型后，將形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。運(yùn)用剪切的原理研制開發(fā)的鋼格板剪切機(jī)，與國外的剪切剪床相比，造價特別低、并具有工作原理簡單、剪切力小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)越性，同時，大大減少了能源的消耗，只需更換刀具就可以適用于所有的規(guī)格，其價格只有進(jìn)口設(shè)備的 1/6。還能徹底改變加工車間的嘈雜的工作環(huán)境。和移動式圓盤冷鋸機(jī)相比，采用剪切原理的鋼格板剪切機(jī)既克服了上述的圓盤冷鋸機(jī)的種種缺陷，同時又具有以下的優(yōu)越性：

（1）高效：扣除上料、定位和壓料的時間，實際剪斷只需（10～15）s/次，一臺鋼格板剪床完全可以滿足自動壓焊機(jī)產(chǎn)量需求；

（2）節(jié)能：用液壓油缸推動移動刀具使鋼格板剪斷，動力為液壓柱塞泵，2.2kw 電機(jī)，工作時間僅為（15～20）s/次，電能消耗為 15度/天，相當(dāng)于圓盤冷鋸機(jī)能耗的 3.75%。與圓盤冷鋸機(jī)相比，每臺節(jié)能 385 度/天；13.86 萬度/年；按目前通常的一臺自動壓焊機(jī)配備 3 臺圓盤冷鋸機(jī)來計算，全年實際節(jié)能 42.66 萬度/年；

（3）無損：由于是利用剪切原理，不產(chǎn)生任何廢料，真正做到無損剪切，且切口光凈，平直度高；一般鋼格板自動壓焊機(jī)焊接速度（15～25）根/min（橫桿數(shù)量），步長（38～160）mm，按一臺自動壓焊機(jī) 2.5m/min 產(chǎn)量計算：一年一臺壓焊機(jī)的生產(chǎn)鋼格板 4.3 萬米，每一米節(jié)省鋼材 15mm，每年節(jié)省鋼格板 6450 米，相當(dāng)于增加 15%產(chǎn)量；

（4）操作簡單：整個設(shè)備自動化程度高，操作人員只需按幾個按鈕就能完成全套動作，勞動強(qiáng)度小，操作安全可靠；

（5）無需后續(xù)加工：經(jīng)剪切的鋼格板切口平整光滑，不會產(chǎn)生如何毛刺，一次成型無需后加工；

（6）無污染：工作優(yōu)越，潔凈，對環(huán)境友好；

（7）產(chǎn)品精度高：所有動作都采用液壓和氣動控制，自動化程度高，自動檢測自動控制，工作可靠，產(chǎn)品精度高。用移動式圓盤冷鋸機(jī)切割的鋼格板切口粗糙、毛刺多、變形大、尺寸誤差大，；而運(yùn)用鋼格板橫向剪切機(jī)剪切的鋼格板具有切口整齊、平直度高.

4 綜合評價

  綜上分析可知：按滿足一臺鋼格板自動壓焊機(jī)產(chǎn)量計算，兩種加工方法比較，通過對鋼格板圓盤冷鋸機(jī)與高效剪切機(jī)的綜合比較可知：鋼格板高效剪切機(jī)的研制可以使鋼格板行業(yè)的整體加工水平上一個新臺階，為整個行業(yè)的發(fā)展起重要的作用，為社會節(jié)約了大量的能源，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起促進(jìn)作用，能節(jié)省勞動力，把勞動力從惡劣的工作環(huán)境中解放出來，對提高整個行業(yè)勞動力水平起積極作用。

  近年來，雖然有各種新型的斷料方法，如電火花方法、激光方法、超聲波方法、電子束下料方法和等離子切割方法等，但考慮到成本和實際應(yīng)用況，剪切方法仍然是研究和應(yīng)用的重點。新型的剪切方法是各國競相發(fā)展的一種方法，日本、美國、德國、英國、法國和意大利等國均研制生產(chǎn)了各種剪切機(jī)床或剪切模具，這些機(jī)具改善了普通剪切的一些缺陷。剪切方法研究和剪切設(shè)備研制成為關(guān)注的熱點問題  。

5 結(jié)束語

  高效節(jié)能鋼格板剪床的研發(fā)成功，可以從根本上改變目前鋼格板行業(yè)的加工格局。預(yù)計在形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)后，替代或部分替代目前使用的圓盤冷機(jī)，使整個行業(yè)的加工水平提上一個臺階；同時，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。將原來低效率、高能耗的設(shè)備替代為高效節(jié)能的產(chǎn)品，為整個行業(yè)的加工企業(yè)節(jié)省大量的能源，而且，能徹底改善加工車間的惡劣環(huán)境，讓加工工人有個安靜潔凈的工作環(huán)境，對實現(xiàn)文明生產(chǎn)、優(yōu)化環(huán)境有良好意義。