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文/司俊杰·郑州煤矿机械集团股份有限公司
在复杂的钢结构中，一些零件可以通过设计新模具、用新的折弯工艺代替焊接工艺，以达到降低焊接工作的劳动强度、避免局部焊接缺陷、大幅提高工作效率、降低成本的目的。本文以液压支架中的几种弧板举例说明。
液压支架弧板的种类
液压支架是综采设备的重要组成部分，它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后与采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
液压支架一般有七种弧板，需要用新模具完成由折弯代替焊接的弧板有五种，分别是两侧的小弧板及中间档弧板，如图1 所示，具有挡矸和支撑的作用；顶梁侧护板有两种，如图2 所示，具有挡矸的作用。
传统拼焊工艺的弊端
郑煤机智慧园区投产之前，液压支架顶梁上的五种弧板采用二合一的拼焊工艺，如图3 所示，其工艺路线为：外形切割→坡口切割→折弯→入库→拼焊，拼焊时需要将弧板（件1）和一个小板（件2）焊接在一起。
这种拼焊工艺会造成几个问题：①下料时小件易掉进工作台丢失，且割渣不易清理；②切割坡口工序需要编制两个程序，使用两个工位，工作效率低下；③由于转序次数多，小件易丢失，后期需要补制，造成无效作业及人工和动能的浪费；④拼焊工序要将两个件焊接起来，不仅效率低，还会有较大的焊接缺陷。
折弯一体成形工艺
为了解决上述问题，笔者做了大量的二维、三维仿真后，决定先从顶梁两侧弧板（板厚12mm、宽度约90mm）着手尝试采用折弯代替焊接的新工艺，如图4所示。
具体操作是，用常规模具折R30 部分，然后将现有模具进行调整，即调整下模模板高度（目的是规避干涉）后再折弯2～3次完成R190 部分的折弯，如图5 所示。这样，①减少了托盘占用，减少了物流；②减少了坡口编程的工作量，提高了坡口工位的使用，提高了机器人的切割效率；③用折弯代替了焊接，节约了动能、降低了焊接操作人员的劳动强度，提高了结构强度和工作效率，达到了预期目标。
有了一些数据做支撑之后，开始着手解决折弧板厚度在16～25mm、宽度在400mm 以内的弧板成形的模具问题，最终设计出一款新的模具，新模具二维仿真图如图6 所示，使用新模具折弯弧板如图7 所示。
以上折弯工艺和折弯模具已推广至全公司范围内采用，并在此基础上完成了世界支护高度之最——十米超大采高液压支架顶梁弧板的产出。
十米超大采高液压支架顶梁弧板折弯工艺
十米超大采高液压支架顶梁弧板板厚25mm、折弯宽度300mm。首先进行仿真，如图8 所示，主要解决：①辅助模具的高度问题，即第二次折弯时，首弯定位和模具的干涉问题；②确认第三次折弯下模开口尺寸，如果下模开口偏小，需要调整左边孔的位置；③确认左侧定位和设备无干涉。使用新模具折弯的顶梁弧板如图9 所示。
弧板模具的研究及推广应用
随着产能的提升，板厚20mm、折弯宽度100mm 的弧板经过3～4 次成形已经制约了生产节拍，需要改进折弯工艺和模具；经过仿真，如图10 所示，设计、制造出能够一次完成双R 弧板成形的模具。此套模具的难点在于，两个圆弧半径相差较大、成形角度悬殊，折弯机预设的下限位即滑块行程完毕之后，两个角度、两个圆弧能同时满足工艺要求。新模具在实际生产中的应用及使用新模具的折弯效果如图11、图12 所示。
结束语
综上，液压支架的一些零件用折弯代替焊接是一个降低焊接劳动强度、焊接缺陷的途径，同时也是折弯技术的发展方向，这需要新的折弯思路和新模具的支撑。折弯代替焊接有以下四方面的优势：
（1）提高了生产效率：减少了下料切割、坡口切割、打磨和拼焊等工序的工作时长，缩短了整个产品的生产周期。
（2）降低了生产成本：减少了焊丝用量和劳动强度，节约了动能消耗。（3）改善了产品质量：由折弯代替了焊接，局部避免了焊接缺陷，提高了弧板的成形精度和稳定性，减少了焊后变形。
（4）增强了结构强度：采用折弯成形方式代替拼焊，整体结构强度得到了提升。
工序首席，致力自动化折弯工艺创新，多次被评为公司级年度先进工作者及公司标兵。
2024年中国典型钣金制作设备与工艺论坛
——激光切割、折弯及钣金后处理工艺技术研讨会
01
会议基本信息
会议时间 2024年11月4日至6日
会议地点 南京世纪缘艺术中心（九龙湖店）
会议主题 与时俱进，开拓创新
主办单位 中国锻压协会金属钣金制作分会、中国锻压协会钣金制作技术装备工作委员会
承办单位 《钣金与制作》杂志、中国钣金网、金属成形展事业部
参观企业 南京蓝昊智能科技有限公司、大全集团有限公司
02
会议日程
11月4日（星期一）
14:00-20:00
会议代表签到，小型展示厅搭建
19:00-21:00
中国锻压协会金属钣金制作分会第九届执行委员会
中国锻压协会钣金制作技术装备工作委员会第九届执行委员会
11月5日（星期二）
08:30-08:35
开幕式致辞
——中国锻压协会
08:35-08:40
致欢迎词
——南京蓝昊智能科技有限公司
08:40-08:50
开发区领导致辞
08:50-09:20
我国钣金制作行业与企业发展
——中国锻压协会
09:20-09:50
柔性折弯中心如何帮助钣金行业降本增效
——南京蓝昊智能科技有限公司
09:50-10:20
激光切割及自动化技术在钣金领域的应用
——松谷激光科技（江苏）有限公司
10:20-11:00
小型展示&茶歇
11:00-11:30
折弯自动化的痛点及解决方案
——埃威迪（黄石）数控技术有限公司
11:30-12:00
未来已来——萨瓦尼尼钣金智能制造技术在行业中的应用
——萨瓦尼尼（中国）有限公司
12:00-13:30
午餐
13:30-14:00
钣金折弯行业的自动化完整解决方案
——南京埃斯顿自动化股份有限公司
14:00-14:30
研磨工艺在钣金后处理中的应用
——苏州锃道研磨技术有限公司
14:30-15:00
智能软件在钣金行业的应用
——南京德特信息技术有限公司
15:00-15:30
钣金工艺升级方案
——广东懒人自动化设备有限公司
15:30-16:00
小型展示&茶歇
16:00-16:30
钣金数字化道路——数据穿透
——上海申脉信息技术有限公司
16:30-17:00
五轴数控打磨机在钣金行业应用
——深圳市国润德智能装备有限公司
17:00-17:30
钣金喷涂大齐套精益生产流项目
——格力电器（南京）有限公司
18:00-20:00
晚宴
11月6日（星期三）
08:30-12:30
企业参观：南京蓝昊智能科技有限公司、大全集团有限公司
赞助支持企业
参会报名
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2.下载报名表，回传会务组，完成报名。
3.添加微信（李素梅13811067363）索取报名表，回传会务组，完成报名。
