周兴田 张燕航 曾德发 杨向东
摘 要:建筑管桩端板的生产工艺流程,主要分为毛坯制作阶段和成品加工阶段,管桩端板行业的高速发展,对专用设备提出了更高要求。高端钢铁管桩端板生产自动化专利设备的研发,用人少,实现"机械换人"的目的,大大加快了生产自动化进程,是当前和未来建筑管桩端板生产制造发展的方向。
关键词:建筑管桩端板;生产自动化;专利设备;成品加工;研发;应用
0前言
建筑管桩是植入地球深处的定海神针,管桩端板是管桩头尾的金箍棒,毅马是国内最大的生产金箍棒端板产品的企业,建筑管桩端板又是中国所有建筑物的基础承载件,是中国建设的根基。毅马长期持续投入技术及专用设备研究开发,多项技术设备获得重大突破。连续多年申请有实用新型专利22项,申请发明专利13项,获得授权发证7项。下面就将管桩端板成品加工专利设备,在研究开发与应用方面作些简单介绍。
1 关键的突破
1.1 高端钢铁管桩端板生产自动化设备的研发或改进
在采用先进生产工艺的同时,公司在端板管桩成品加工生产设备的研制方面,也取得了较重要的成果。归纳管桩端板加工生产的全工艺流程如下:
采用连铸→多道轧机轧制→辊道自动化输送→热弯成形端板→端板自动收集→端板冷却→端板冷锯分片→端板定位焊接→端板旋压校平→端板数控车加工→端板组合钻孔攻丝加工→端板检验打包→端板成品装车发货。
按产品生产的全工艺流程,开发实用的专用专利设备,以提高生产效率和产品质量,并且逐步形成自动化,流水线生产模式。成品专机设备简单介绍几种。
1.1.1 攻扩机设计研究
管桩端头板是一个连接部件,管桩端头板加工成品是要在法兰平面圆周(按规格不同)分布加工6至50组孔或槽,一般采用钻孔后铣槽加工,生产效率低,逐个逐个钻孔铣槽,精度低,质量差。毅马研制开发的攻丝扩孔机,该在动力头部装有规格所需全部数量的钻头,由电机经过变速箱变速达到增大传动力矩目的,为集体钻孔、扩孔创造条件。 保证了加工精度,同时提高了效率。获得实用新型专利证书《一种群攻群钻装置》。
1.1.2 小型、中型、大型组合攻钻机的研制
小型、中型、大型等不同规格的普通管桩端头板,其半成品的生产制造需要经过钻孔→扩孔→攻丝这几道工序,工序复杂、效率低,,目前没有一种设备能减化这几道工序,来降低工人的劳动强度的同时提高劳动生产率。这样的生产方式工人的劳动强度仍然很大,效率有待提升。 为减化工艺,提高效率,进一步提升产品质量水平。针对不同型号的端板,研制了小型、中型、大型等不同规格的组合攻钻机,集钻孔、扩孔、攻丝于一体。减化了管桩端头板的生产工序,由三道工序变为一道工序,一次性装夹加工完成,加工精度高,节约了成本。目前设备已在集团内得到广泛推广,且项目相关核心技术项已获得1项实用新型专利,专利名称:《一种端板组合攻钻机》,专利号:ZL201220547017.5。
1.1.3 攻丝机质量标准的研究与应用
法兰板作为管桩的端板使用,对质量和精度要求非常高,在端头板加工过程中钻孔、攻丝作业工序是决定端头板质量好坏和精度高低的重要工序。现有的攻丝逐个逐个的攻丝作业容易变形,影响精度,效率低下,用工成本高。为了克服现有技术中的不足,毅马自主研发一种端板群攻丝机旨在提供一种结构简单、工序简单、能一块板同时攻丝,生产效率高,生产成本低的设备。该设备在动力头部装有规格所需全部数量的攻丝丝锥,由电机经过变速箱变速达到增大传动力矩目的,为集体攻丝创造条件,设备电机使用变频控制实现无极调速。目前成功转化为产品,因为效率高,成本低,降低了劳动强度。该端板群攻丝机在集团分公司内得到较好的反应。 并且获得1项实现新型专利,专利名称:《一种端板群攻丝机》,专利号为:ZL201220546920.X。
1.1.4 管桩端板三位一体机床设计研究与应用
随着市场需求量越来越大,鉴于目前端板交工的工序较多而且每给工序作业独立单一,工序间的转运次数多而且转运数量大,既不利于生产提量,又增加工伤风险。为了解决上述问题,公司将端板加工的多个独立的工序整合在一起,开发新的管桩端板三位一体机床。该机器整合钻孔、扩孔和攻丝三个独立加工工序,为成品加工提供新的高效的加工模式,降低工序间的转运次数,有效降低工伤的发生率,有效解决钻孔加工部稳定问题,大大提升成品合格率。该管桩端板三位一体机床在集团分公司内得到较好的反应。
1.1.5 成品车床自动化设计与应用
端板上车床搬动需要较大的体力,劳动时间长而且体力劳动强度是所有工序总最大的。通过成本车床自动化设计,采用电磁铁吸附控制技术、液压驱动技术完成端板的推送,减少人力搬送过程,提高工作效率,降低劳动强度。获得发明专利证书,名称:《一种用于加工法兰端板数控车床的上下料装置》,专利号:ZL201510890359.5。
1.1.6 成品四位一体机设计与应用
鉴于目前端板交工的工序较多而且每给工序作业独立单一,工序间的转运次数多而且转运数量大,既不利于生产提量,又增加工伤风险。为了解决上述问题,项目组在管桩端板三位一体机床的基础上增加多一个加工工序,更高效地进行生产。成品四位一体机床有效整合钻孔、扩孔、攻丝和铣槽等工艺,提高生产效率,降低工序间的转运次数,有效降低工伤的发生率,目前,该设备已经在集团内部得到很要的运用。项目相关核心技术获得了发明专利一项(发明专利名称:一种法兰端板钻孔、攻丝、铣槽一体机,专利号ZL20151091797.2)
1.1.7 一种群铣机的研发
法兰端板是管桩的重要零部件,对质量精度的要求非常高。法兰端板在加工的过程中需要在挨着较近的通孔和沉头孔之间铣出一条连通槽。传统的加工工艺是通过铣槽机在法兰端板上一个槽一个槽地进行加工,每铣一个槽就要将法兰端板转动并再次夹紧,因此,由于多次的装夹,从而导致法兰端板的加工尺寸精度非常低,而且生产效率低,生产成本高,公司研发中心研发了一种群铣机,整个机器结构简单紧凑,定位过程设计巧妙,只需一次装夹,能够提高产品的尺寸精度。而且整个加工过程全自动化操作,生产效率高,降低企业成本,目前,该设备已经在集团内部得到很要的运用。项目相关核心技术获得了发明专利一项(发明专利名称:《一种群铣机》,专利号:201621200548.1)。
2 毅马工程技术研究中心运行架构及管理情况
2.1人员设置及项目分工
工程技术研究中心聘任主任1人,聘任副主任2名。中心主任按照中心的发展任务和目标,负责中心财务管理、干部任免及流动人员的聘任,协调中心与其相关关联单位的关系。
副主任在主任领导下主管中心技术工作,负责中心技术管理和技术培训、交流工作,主持公司产品设计、新产品试制、技术改造、生产工艺、生产质量和研发(R&D;)等工作。
工程中心下设高端钢铁(不锈钢)发展部、产品设计研发部;工艺设备研发部、工程中心管理办公室、测试、分析中心,以及信息综合管理部。高端钢铁发展部:负责高端钢铁项目的调研、立项评估、市场状况等相关工作。
产品设计研发部:产品设计研发部根据公司发展战略从事产品研发,在产品多样化上要不断提高,以适应市场对产品的多样化需求。同时通过端板新材料研究,提高端板的性能,在特殊要求用端板方面占得先机,开展为公司提供具有核心竞争优势的優秀产品,同时为公司培养大批优秀的设计人才,增强企业的综合竞争力。
广东省高端钢铁管桩端板(中山毅马)工程技术研究中心运行机制与管理目标是创新性地建设集研究开发、成果转化、人才培养、信息交流于一体,产学研紧密结合,按现代企业机制运行和管理的科技实体。
参考文献:
[1]中华人民共和国建材行业标准JC/T947-2014.先张法预应力混凝土管桩用端板
[2]中华人民共和国标准GB13476.先张法预应力混凝土管桩