蔡罗军
武汉汉口机床厂 湖北省430056
摘要：起重机在焊接过程中的变形会导致生产精度的降低，焊后的工艺流程将提高生产效率。在经过优化处理后，提出了分散加工和成组加工的方法，有效地控制了整体焊接变形，保证了多工艺零件臂身结构零件加工表面和孔的精度。通过工艺优化，不仅提高了臂架结构的制造精度，而且提高了产品加工效率，降低了人工成本和设备投资。
关键词：随车起重机；臂体工艺；优化分析；应用探究
前言：
随着结构件生产规模的扩大和制造精度的要求，传统的生产工艺已不能满足高加工精度和生产效率的要求。优化工艺路线，提高产品质量，在起重机臂架本体的生产过程中，降低生产成本是提高生产效率的重要措施。我公司打破传统，将零件分为多个工艺零件，采用自由钻模将工艺零件焊接成零件，提高生产效率和精度，降低生产成本。
1 随车起重机臂体的重要结构
起重臂的主体结构由臂尾、臂身和臂头组成。这三个主要部分的组成如图1所示。
臂架结构的主要焊接位置如图1所示。臂尾焊缝密集分布，分布在不同的空间，容易在臂端产生较大的焊接变形。
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臂身结构如图2所示。臂端部尺寸孔需高精度加工，相对臂中心线尺寸为0.5mm左右，尾部尺寸相对于臂身（D+0.5）mm。臂身要求中心垂直面为0.1mm，衬套两侧同心度为0.05mm。
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2 传统的臂体结构件加工工艺
在大多数结构件的生产中，加工过程就是生产过程，而最终的工序是保证加工表面或孔的尺寸精度和精度。然而，这种生产过程通常会占用大量的设备资源和人力资源。随着结构件产量的增加，加工工艺往往成为影响生产效率的瓶颈。汽车吊臂的传统生产工艺路线。虽然在镗孔和钻孔过程中采用对焊可以保证尺寸和加工精度，但焊接变形对后续加工和接头性能的影响无法完全避免。
如果孔和表面是通过加工保证的，则应保留由焊接变形引起的加工余量和尺寸误差。当焊接变形超过预定值时。加工余量不能满足加工尺寸要求。同时，预加工余量也将增加。按照传统的工作方式，轴线由两侧壁厚差组成，套管壁厚偏差主要是由于焊接变形较大的整个臂架接头变形，臂尾的扁平部分，以及筒体超出精度要求的部分。当臂身完全伸展时，臂头部分倾斜，这可能会降低臂在交变载荷下的使用寿命。
3 传统生产模式的特点
传统的生产方法是将吊杆焊接在平台上的框架上，吊杆周围需要一个人焊接。这种运作模式有很多缺点，主要包括以下几点：1）对人员能力要求高。焊接形式有角焊缝和对焊，焊接部位有平焊、立焊和倒焊。单独作业时，对人员综合素质要求较高。2）生产效率低。由于操作人员的技能和生理状况以及公共资源的利用等因素，生产效率不能得到有效的提高。3）质量问题多，产品一致性差。在这种生产方式下，很难在短时间内提高员工的综合素质，往往导致产品质量不稳定，一致性差。4） 劳动强度大。不仅要做焊接，还要做焊接，完成工件的周转、转移工作，劳动强度大。综上所述，在传统的生产模式下，产品质量难以提高，不能满足企业快速发展的需要。制度的程度决定着企业的发展。
4 优化设计概述
优化设计是寻求和确定最优结构设计方案的技术。优化设计是指设计方案既能满足结构的全部设计要求，又能以最小的费用（如成本、使用、体积、面积等）为目标。换言之，优化设计是一种有效的设计方案。方案的任何方面都可以优化，如尺寸、形状、制造成本等。优化设计的目的是寻找变量的值，使目标函数最大化或最小化。在设计优化过程中，将变量以变量的形式参与结构设计，设计的评价标准是目标函数。条件是刚度、强度和稳定性满足施工要求。因此，有必要建立结构优化的数学模型，选择结构设计变量，确定目标函数，列出所有约束结构，然后根据不同的工程要求，在没有相同数学模型的情况下，建立合理的优化方法。
5 基于零件加工的工艺优化
5.1工艺路线
为了优化合理的工艺路线，不仅要考虑零件的几何形状、工艺要求、工艺方法等因素。同时还应考虑生产效率、加工时间和成本限制。运用ECRS生产工艺工具用于分析工艺流程，以控制或防止焊接变形，减少预加工。优化工艺路线的工作余量。
优化工艺将传统工艺中的焊接与机加工相结合调整左板装配、固定架与右板组拼接的工艺。加工和焊接零件在该过程中分布。焊缝集中在弱化变形区，加工余量减小到最小，套管壁厚是避免偏差的问题。
5.2成组加工和分散加工
实现成组加工的关键是尽量减小结构件的焊接变形。构件的焊接变形控制与产品结构的复杂性有很大的相关性。分散处理是将一个部件的结构分解为几个独立部件的过程。同一批加工工艺描述了同一批加工零件的工艺特点。描述了零件在不同的生产工艺和不同的加工环节中的工艺过程。
根据起重臂的结构特点，要求将精度高的零件分为不同的零件，并采用分散处理，以减少焊接变形的影响。臂尾部分分为三个组件，这一过程最初集中在大量。焊道分散使整个焊接过程多次完成，减少了大量热输入引起的焊接变形。工艺完成后，直接采用组焊进行镗孔，与传统的加工方法相比具有更多的优点。成组加工模型不仅保证了孔的同轴度，而且为零件的批量生产和加工提供了条件。
5.3无镗具刀在工艺优化中的应用。
优化后的工艺流程将通过分散处理和模块化分组处理相结合。零件间的尺寸精度和位置精度是保证臂架结构满足尺寸精度的关键因素。通过该刀具，既要保证铰链接头与筒体部分的精度，又要考虑非镗刀具的通用性。
臂端孔的轴线应与臂身中心水平，表面垂直度和孔的尺寸精度。辅助夹持要求在夹紧过程中，两个夹持架之间要有高度的同步性，两个夹持架之间的高度一致性，以及工装平台和支架。装配定位精度高。
无镗具刀应保证对焊装配的直尺和筒体在尺寸和精度上能满足不同类型臂的通用性。它被附加到工具上。可拆卸，适用于不同内径和尺寸的孔的铰孔；高度调节丝杠可上下调节，夹具装配宽度可调节，以满足不同尺寸的臂加工要求。
加工轴与无镗具刀的配合，保证了铰孔点孔的位置精度，保证了同轴度。在此基础上，采用该工艺组，焊接起重臂上孔的位置精度和形位公差均能满足设计要求。
5.4经过优化后，臂身生产工艺取消了无标记工艺。整机在镗铣床上加工，生产效率显著提高。长期的生产检验完全可以满足臂架的尺寸精度要求。彻底改进镗头后，避免了镗臂壁厚的偏差。
6 结束语
（1）通过对起重机臂架传统加工工艺和优化工艺的比较，阐述了工艺优化的基本方法。组织加工的优点和自由讨论镗刀的定位。（2）优化工艺，有效控制焊接变形，保证了生产效率的提高，解决了轴套和完整臂的镗孔偏差，促进了生产加工的多样化。
参考文献：
[1]蔡正标, 刘鹏, 周鹏翔,等. 随车起重机臂体工艺路线的优化分析及应用[J]. 工程机械, 2017(4).
[2]秦伟. 随车起重机椭圆形臂体折弯工艺研究[J]. 模具技术, 2020, 000(002):29-33,48.