普通折彎機(jī)設(shè)計(jì)的單軸數(shù)控?fù)趿蠙C(jī)構(gòu)

折疊機(jī)在沖孔制造和加工中發(fā)揮著非常重要的作用。它的技術(shù)性能指標(biāo)直接影響到加工的精度和生產(chǎn)能力，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。目前折彎機(jī)品種規(guī)格較多。當(dāng)產(chǎn)品要求較高時(shí),一些有條件的企業(yè)一般選用數(shù)控折彎機(jī)。通常數(shù)控折彎機(jī)國產(chǎn)機(jī)型價(jià)格約為同規(guī)格普通折彎機(jī)的4倍,而進(jìn)口折彎機(jī)價(jià)格則高達(dá)10倍以上。對于我國眾多的中小型企業(yè),目前由于受資金實(shí)力等的限制,多數(shù)還是以普通折彎機(jī)為主,其工作精度低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低。若要適應(yīng)日益激烈的市場競爭,這種狀況亟待改變。1擋鐵的調(diào)整方式普通折彎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中件6為折彎機(jī)自帶的后擋鐵架,可電動(dòng)調(diào)整后擋鐵5的位置;件1為前擋鐵架,可用于手工設(shè)置并固定前擋鐵2或作為工件支承。常見的鈑金件折彎結(jié)構(gòu)如圖2所示。在普通折彎機(jī)上只能先按尺寸a調(diào)整好后擋鐵位置后,折一批工件的第一道邊,再按尺寸b重新調(diào)整擋鐵位置折第二道邊,這樣工件需多次上下機(jī)床,且周圍需有足夠的空間放置在制工件。如果批量大,則要中途搬運(yùn),需提供更大的周轉(zhuǎn)空間,從而增加大量的輔助工作,增加了勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外,擋鐵的調(diào)整一般采用卷尺、鋼皮尺來測量,精度無法控制。即使采用較精密的量具測量,也會(huì)因缺乏理想的測量基準(zhǔn)而難以達(dá)到較高的測量精度,加工精度仍難以保證。為了解決上述問題,同時(shí)考慮到眾多中小型企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況,采用在現(xiàn)有普通折彎機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造的方案,經(jīng)濟(jì)有效地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的要求。2折彎機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制圖3所示為對某型號(hào)機(jī)型的普通折彎機(jī)設(shè)計(jì)的一種單軸數(shù)控?fù)趿蠄?zhí)行機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)7驅(qū)動(dòng),電機(jī)與滾珠絲杠9直連實(shí)現(xiàn)無間隙連接傳動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)步距角為0.9°,滾珠絲杠螺距為4mm,則步進(jìn)脈沖當(dāng)量為4×0.9/360=0.01mm。該最小運(yùn)動(dòng)設(shè)定量完全能滿足一般的折彎要求。一般的折彎件結(jié)構(gòu)其折彎彎邊寬度都比較小,但折彎邊長度可能會(huì)很大(如門板結(jié)構(gòu)),所以本機(jī)構(gòu)軸向運(yùn)動(dòng)行程相對來說較小,而對擋鐵寬度范圍則要求很大。比較好的方案是擋鐵在折彎邊長度的兩端兩點(diǎn)接觸,從而減少或消除上道工序剪切邊直線度的影響,使誤差減至最小。圖3中,擋鐵12在擋鐵座13上沿寬度方向可調(diào),以適應(yīng)不同彎邊長度的需要(如圖3中I)。從上述情況考慮,將折彎執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成一短寬體結(jié)構(gòu)。從保證運(yùn)動(dòng)件精度和穩(wěn)定性出發(fā),配置運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)導(dǎo)軌間須有一定的跨度。綜合上述要求與折彎機(jī)自身狀況,本執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體采用框架式結(jié)構(gòu),以降低成本,且便于現(xiàn)場安裝。由于上述結(jié)構(gòu)較易變形扭曲,因此采用一圓一平導(dǎo)軌組合,以圓導(dǎo)軌10為主導(dǎo)軌,平導(dǎo)軌17作為輔助導(dǎo)軌,避免了框架因微量變形而造成的運(yùn)動(dòng)不暢,且這兩種導(dǎo)軌均有較好的加工工藝性,便于制作,成本低。3機(jī)構(gòu)參考點(diǎn)設(shè)置執(zhí)行機(jī)構(gòu)零點(diǎn)設(shè)于擋鐵與折彎上模刀口直線刃重合位置,即折邊寬度為零處,這樣系統(tǒng)設(shè)置數(shù)值即為折邊寬度值。由于擋鐵回零須回到固定折彎模(下模)的上面,考慮到薄板折彎時(shí)擋鐵與折彎模不允許留有太大的間隙,因而擋鐵回零很可能因變形或臟物等嵌入,導(dǎo)致干涉而造成收稿日期:2001-10-08作者簡介:張思弟(1964-),男,江蘇常熟人,南京工程學(xué)院高級工程師,學(xué)士,主要從事數(shù)控機(jī)床、非標(biāo)設(shè)備的開發(fā)研制工作。損壞。因此本機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)行程的中間設(shè)有參考點(diǎn),該點(diǎn)與零點(diǎn)間距離固定,正常情況下只需回參考點(diǎn)即校驗(yàn)了零點(diǎn)位置。參考點(diǎn)設(shè)定由兩個(gè)霍爾開關(guān)(即圖3中件2,15)來實(shí)現(xiàn),件2為到位粗定位開關(guān),件15為精定位開關(guān)。開關(guān)15置于直徑為d的圓周上(如圖3中J所示),相當(dāng)于一個(gè)絲杠螺距k放大為πd的圓周長,假定開關(guān)15能達(dá)到的檢測精度為0.1mm,則在絲杠螺距等于4mm,直徑d=40mm時(shí),精定位開關(guān)15的軸向定位精度為0.1×k/(πd)=0.0032mm,足以與本機(jī)構(gòu)相匹配。圖3中件1,4為兩行程極限開關(guān),控制機(jī)構(gòu)運(yùn)行的最大行程范圍,防止超程產(chǎn)生機(jī)械沖擊而影響機(jī)構(gòu)精度。超程開關(guān)起作用時(shí),機(jī)構(gòu)則無條件停止。從整體造價(jià)考慮,本裝置步進(jìn)電機(jī)控制不再另配數(shù)控裝置,而由控制本裝置運(yùn)行的PLC實(shí)現(xiàn)其位置控制,這樣電控硬件簡單可靠,結(jié)構(gòu)緊湊,很適合于工業(yè)現(xiàn)場,同時(shí)較大幅度地降低了整體成本。4基于螺釘安裝基準(zhǔn)面本裝置與折彎機(jī)主機(jī)的安裝連接采用側(cè)裝的方案。如圖3所示,折彎機(jī)床身后面的A面是個(gè)加工面,原用于安裝電動(dòng)調(diào)整擋鐵架,該面平整、光潔,無需補(bǔ)充加工便是較為理想的安裝基準(zhǔn)面。因此只需利用連接板6將本機(jī)構(gòu)與其螺釘相連,便可以穩(wěn)定可靠地保證軸向尺寸精度要求。安裝時(shí),高度方向的位置可通過底腳5進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整好以后在兩側(cè)連接板6與折彎機(jī)本體間打兩定位錐銷即可保持其位置不變。件11為調(diào)整墊,安裝時(shí)修配其厚度可調(diào)整擋鐵座13與模具刃口間的平行度,從而確保折邊平行。5提高了工件的回用和降低生產(chǎn)利用本裝置對普通折彎機(jī)進(jìn)行改造,雖然經(jīng)費(fèi)投入不多,卻能實(shí)現(xiàn)數(shù)控折彎機(jī)的基本功能,可對加工對象進(jìn)行連續(xù)折邊,從而減少了工件的上下搬動(dòng)次數(shù),工件一次連續(xù)折邊完成后便可流向下道工序,避免了工件在機(jī)床邊的大量堆積,簡化了物流,提高了效率,大大減輕了工人工作量?？刂葡到y(tǒng)可存儲(chǔ)大量的折邊工件程序,以供隨時(shí)調(diào)用,免去了原來每次更換工件后重新調(diào)整擋鐵的麻煩。由于擋鐵位置精度高,折邊精度必然相應(yīng)地大幅度提高。實(shí)踐證明,本裝置的投入應(yīng)用取得了較為理想的效果。6進(jìn)行技術(shù)改造,提高中小企業(yè)的技術(shù)技能,進(jìn)行市場技術(shù)改進(jìn)。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造,進(jìn)行企業(yè)目前我國中小企業(yè)中擁有相當(dāng)數(shù)量的同類