一種數(shù)控沖割復(fù)合機(jī)床探討

繆曉明，韓立光，孫玉霞，張 玉，郝連濤

（1.無(wú)錫光華鍋爐股份有限公司，江蘇 無(wú)錫 214028；2.濟(jì)南翼菲自動(dòng)化科技有限公司，山東 濟(jì)南 250107；3.國(guó)機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司，山東 濟(jì)南 250306）

在金屬構(gòu)件生產(chǎn)中，平板類工件的沖孔、切割等加工工藝，以往需要多種機(jī)床或人工操作，效率低、精度差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。為解決上述問(wèn)題，一種集沖孔、切割工藝于一身的數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。本文對(duì)該復(fù)合式數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和使用進(jìn)行探討[1]。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該類型數(shù)控沖割復(fù)合機(jī)，將沖孔與切割復(fù)合于一體，主要用于汽車及鐵塔鋼結(jié)構(gòu)和工程機(jī)械等行業(yè)，適用于中厚板材的加工。通過(guò)一次裝夾可進(jìn)行沖孔打號(hào)和切割加工，確?？椎奈恢镁萚2]，并具有很高的工作效率和自動(dòng)化程度，其效率是采用傳統(tǒng)加工工藝的兩倍以上。尤其適用于外形不規(guī)則其上又多孔的零件的加工。

床身為閉式結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成。床身焊接件進(jìn)行熱時(shí)效處理，最大限度消除焊接應(yīng)力，從而提高機(jī)床的可靠度和耐用性。凸凹模分體驅(qū)動(dòng)。解決了開式壓力機(jī)喉口限制問(wèn)題，拓寬了加工板材的寬度。

本機(jī)床具有三個(gè)數(shù)控軸：X軸為夾鉗移動(dòng)軸，Y1軸為沖頭和割炬移動(dòng)軸，Y2軸為凹模移動(dòng)軸。X軸采用精密減速機(jī)、齒輪、齒條及直線導(dǎo)軌副來(lái)進(jìn)行移動(dòng)定位，Y1、Y2軸采用精密滾珠絲杠副及直線導(dǎo)軌副來(lái)移動(dòng)定位。

X、Y1、Y2軸均采用精密直線導(dǎo)軌，負(fù)載大、精度高、導(dǎo)軌使用壽命長(zhǎng) ，并可長(zhǎng)期保持機(jī)床的高精度。采用集中潤(rùn)滑與分散潤(rùn)滑相結(jié)合的形式對(duì)機(jī)床進(jìn)行潤(rùn)滑，使機(jī)床時(shí)刻處于良好的工作狀態(tài)。固定工作臺(tái)直接固定在地基上，工作臺(tái)上裝有萬(wàn)向輸送球，工件移動(dòng)時(shí)阻力小、噪聲低、維護(hù)簡(jiǎn)便。板料由強(qiáng)力液壓夾鉗夾緊，快速移動(dòng)定位。夾鉗可以隨工件的起伏，上下浮動(dòng)。具有夾鉗保護(hù)功能，避免因夾鉗意外進(jìn)入沖壓工作范圍。具有小件自動(dòng)下料裝置，節(jié)省時(shí)間。液壓系統(tǒng)的泵、閥等件均采用名牌產(chǎn)品，使液壓動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，牢固耐用，沖壓穩(wěn)定，功率充足，確保機(jī)床的動(dòng)力性能，提高機(jī)床的可靠性。采用數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)編程軟件，可直接將CAD圖形轉(zhuǎn)換成加工程序，并具有套排料功能，大大提高材料利用率?；鹧媲懈顔卧捎米詣?dòng)調(diào)高器確保切割質(zhì)量。除塵系統(tǒng)采用濾筒式除塵器，除塵效果好，并具有自動(dòng)清灰等功能。通對(duì)機(jī)床合理設(shè)計(jì)，該系列機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，控制臺(tái)放置合理，使操作者對(duì)空間的要求達(dá)到最小，也使機(jī)床占地面積最小。機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 機(jī)床加工工藝條件分析

本機(jī)床加工對(duì)象為金屬板類零件。板類材料的機(jī)械性能影響加工效果，材料性能指標(biāo)σb=500～800N/mm2、σs＞350N/mm2時(shí)加工效果最佳。另外機(jī)床可加工的最大材料尺寸為2000mm×3000mm。

因不同材料的機(jī)械性能指標(biāo)不一樣，而機(jī)械性能指標(biāo)直接影響加工的工藝條件參數(shù)，對(duì)于可加工的板材厚度而言，歸納了三種常用金屬材料的加工厚度，分別為：Q235-A為 4～20mm，Q345為 4～18mm，Q420為4～16mm。機(jī)床的加工工藝條件也對(duì)加工材料狀態(tài)有一定要求，一般要求板料翹曲＜25mm/1000mm；板料鐮刀彎≤2mm/1000mm；板料不平度≤10mm/1000mm；板料均為無(wú)孔平板料。

本機(jī)床兼具沖孔功能，沖孔孔間中心距誤差X軸±0.15/400mm，Y軸±0.15/400mm。矩形排列成組孔對(duì)角線精度±0.25/400mm?？讖椒N類：沖孔直徑≥板厚≤?26mm；孔徑+0.1mm。

圖1 機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖

3 機(jī)床加工性能

機(jī)床加工性能是機(jī)床最重要的一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。本機(jī)床沖孔速度可達(dá)40SPM。模具凸、凹模采用快換模具，對(duì)需更換的模具或損壞的模具進(jìn)行單個(gè)更換。凸模入模量≥3mm，凸、凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠，換模操作便捷，有防帶料裝置，廢料不反彈，可靠、快速。

機(jī)床采用液壓夾鉗夾持工件，液壓夾鉗有足夠的夾緊力及足夠的結(jié)構(gòu)剛性將工件可靠地夾持住。液壓夾鉗數(shù)量為3把。具有保護(hù)功能，進(jìn)入沖壓區(qū)域時(shí)，可自動(dòng)退縮。液壓夾鉗開口尺寸≥35mm。液壓夾鉗可上下浮動(dòng)。夾緊油缸外表無(wú)滲油、漏油現(xiàn)象[3]。

沖孔打號(hào)單元。沖孔單元有3個(gè)模位，可裝3種不同直徑的沖頭；字頭數(shù)量為14個(gè)，字頭尺寸為14×10；氣缸推動(dòng)墊塊換模，換模氣缸與換模墊塊連接處優(yōu)化設(shè)計(jì)；壓料采用隨動(dòng)壓料結(jié)構(gòu)，沖孔安全，生產(chǎn)效率高；模具材質(zhì)為Cr12MoV。火焰切割時(shí)，切割高度可以根據(jù)弧壓變化自動(dòng)調(diào)整，切割產(chǎn)生的粉塵被除塵器所吸收，割渣進(jìn)入廢渣箱中。成品小件自動(dòng)下料。最后，剩余板料通過(guò)手動(dòng)方式下料。廢料排出：廢料通過(guò)排料器落進(jìn)廢料小車。加工工藝流程：調(diào)入加工程序→上料→夾鉗打開→板料定位（X向夾鉗口，Y向不需要，有開關(guān)檢測(cè)）→液壓夾鉗夾緊板料→沖孔→切割→翻轉(zhuǎn)下料（小成品件），最后將加工完的廢料卸下。

4 結(jié)論

本文就一種數(shù)控沖割復(fù)合機(jī)床進(jìn)行了探討。該機(jī)床可完成沖孔、切割等多種加工。闡述了機(jī)床在結(jié)構(gòu)、配置方面的一些參數(shù)，并對(duì)工件加工工藝參數(shù)等作了概述。本文對(duì)機(jī)床操作、使用和保養(yǎng)具有重要參考價(jià)值。