意大利Schiavi折彎?rùn)C(jī)機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu)分析

周英溫，喬根榮，王金榮

（江蘇亞威機(jī)床股份有限公司，江蘇 江都 225200）

1 折彎?rùn)C(jī)撓度補(bǔ)償方式

折彎?rùn)C(jī)折彎工件時(shí)，在折彎力的作用下，滑塊和工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生變形，此時(shí)安裝在滑塊上的上模進(jìn)入置于下部立板上的下模開口的深度在工件全長(zhǎng)上不一致，如果沒有變形補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，最終折制的工件角度由于入模深度不同而在全長(zhǎng)方向大小不一，這將嚴(yán)重影響到制件的精度。為此，研制了多種結(jié)構(gòu)的變形補(bǔ)償裝置。如圖1 所示，大致分為兩類：一類是將工作臺(tái)加凸為中部向上隆起的一組對(duì)稱曲線，稱為下模加凸補(bǔ)償； 另一類是將上?；蚧瑝K加凸為中部向下隆起的對(duì)稱曲線，稱為上模加凸補(bǔ)償。而下模加凸的常見結(jié)構(gòu)之一是下部中立板采用一組液壓缸向上頂起，另一種是緊鄰下模座的寬臺(tái)面為電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的楔塊組合結(jié)構(gòu)，都是靠外力驅(qū)動(dòng)獲得向上隆起的變形曲線。相對(duì)于這兩種結(jié)構(gòu)，Schiavi 的折彎?rùn)C(jī)采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不需外力作用，使下立板在折彎時(shí)與上滑塊產(chǎn)生盡量一致的變形曲線，新穎獨(dú)特。下面對(duì)三種方式做概括介紹。

圖1 折彎?rùn)C(jī)無(wú)補(bǔ)償與增加補(bǔ)償示意圖

上模補(bǔ)償大多采用斜楔方式，已經(jīng)發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)部件，有國(guó)產(chǎn)也有進(jìn)口成套件供選配。而下模補(bǔ)償方式，常見的有以下幾種：

（1）液壓缸頂起補(bǔ)償方式（圖2）

（2）機(jī)械補(bǔ)償工作臺(tái)方式（圖3）

（3）Schiavi 機(jī)械補(bǔ)償結(jié)構(gòu)（圖4、5）

圖3 機(jī)械補(bǔ)償工作臺(tái)

2 Schiavi機(jī)械補(bǔ)償結(jié)構(gòu)分析

折彎?rùn)C(jī)上滑塊折彎時(shí)的受力變形如圖6 所示。

常見的液壓補(bǔ)償或?qū)捙_(tái)面機(jī)械補(bǔ)償?shù)南轮辛鍍H作用折彎力時(shí)變形如圖7 所示。

圖4 Schiavi 折彎?rùn)C(jī)

圖5 Schiavi 機(jī)械補(bǔ)償原理圖

圖6 折彎?rùn)C(jī)上滑塊受力分析簡(jiǎn)圖

圖7 折彎?rùn)C(jī)下中立板受力分析簡(jiǎn)圖（僅折彎）

補(bǔ)償時(shí)需要首先彌補(bǔ)下立板自身向下的撓曲變形，然后還需過變形向上擬合上滑塊的變形，才能獲得全長(zhǎng)較一致的折彎精度。當(dāng)機(jī)器滑塊、下部中立板設(shè)計(jì)剛性不好時(shí)，需要很大的液壓隆起補(bǔ)償力或機(jī)械楔塊變形，如圖8 所示。

圖9 為Schiavi 的中立板受力變形分析簡(jiǎn)圖。

圖8 折彎?rùn)C(jī)下中立板受力分析簡(jiǎn)圖（折彎補(bǔ)償疊加）

圖9 Schiavi 折彎?rùn)C(jī)下中立板受力分析簡(jiǎn)圖

Schiavi 的中立板通過靠近機(jī)器中心部位的鉸銷浮動(dòng)定位在前后立板上，受折彎力變形時(shí)，下部中立板的變形自動(dòng)擬合了滑塊的變形，仿佛與上滑塊連為一體了，這是這種形式的機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的構(gòu)思精巧之處。完全機(jī)械化，無(wú)需液壓管路或電機(jī)、楔塊等，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)構(gòu)思獨(dú)特。

3 Schiavi機(jī)械補(bǔ)償結(jié)構(gòu)誤差精度分析

Schiavi 折彎?rùn)C(jī)的量產(chǎn)和實(shí)際折彎效果驗(yàn)證了這種機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的可行性。然而其固有的結(jié)構(gòu)形式也決定了它不是完美無(wú)缺，下部中立板的變形并不能夠與上滑塊的變形嚴(yán)格地完全吻合，這也就產(chǎn)生了這種結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償誤差。

鉸銷的設(shè)計(jì)位置決定著該種補(bǔ)償?shù)臄M合精度，也即折彎精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)鉸銷的排布應(yīng)使下部中立板的變形趨向上滑塊的變形曲線。這也是這種機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械補(bǔ)償?shù)母灸康氖峭ㄟ^一定的措施讓下橫梁的變形去擬合上滑塊的變形從而在全長(zhǎng)方向上得到均與一致的入模深度，獲得一致的折彎角度。Schiavi 機(jī)械補(bǔ)償結(jié)構(gòu)通過改變鉸支點(diǎn)的位置，將下橫梁僅僅通過獨(dú)特的設(shè)計(jì)使其與滑塊擬變?yōu)橐粋€(gè)整體，省去較為復(fù)雜的液壓缸或楔塊、 電機(jī)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，打破常規(guī)，獨(dú)樹一幟，對(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)人員很有啟發(fā)和借鑒意義。

[1]劉 進(jìn)，劉宏道.折彎?rùn)C(jī)變形補(bǔ)償裝置的新結(jié)構(gòu)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2012，47（2）：25-26.

[2]劉鴻文，主編.材料力學(xué).北京:高等教育出版社，2004.

[3]Schiavi Macchine Industriali spa（Italy）產(chǎn)品圖冊(cè)，2012.