Główna struktura transmisji ścinania pod kątem prostym CNC maszyna obejmuje głównie cztery typy: typ hydrauliczny, sprzęgłowy, jednopunktowy serwonapęd kulowy i czteropunktowy serwonapęd. Konstrukcja hydrauliczna musi być wyposażona w układ chłodzenia oleju hydraulicznego. Wyciek oleju hydraulicznego i obróbka oleju odpadowego spowoduje pewne zanieczyszczenie środowiska. Dodatkowo pompa olejowa w stacji hydraulicznej pracuje w sposób ciągły, co generuje duże straty energii cieplnej. Nożyca nie tnie. Czasami zużywa również energię elektryczną, co powoduje duże zużycie energii. Silnik o konstrukcji sprzęgłowej jest zawsze w stanie roboczym, a zużycie energii jest wysokie. Ponadto skok cięcia nożycami należy wyregulować na miejscu. Metoda regulacji to regulacja mechaniczna, prędkość regulacji jest niska, a dokładność nie jest łatwa do zagwarantowania.

Wspólna główna struktura transmisji

Główna struktura przekładni nożyc kątowych CNC obejmuje głównie cztery typy: typ hydrauliczny, sprzęgłowy, jednopunktowy z głowicą kulową i czteropunktowy serwonapęd. Konstrukcja hydrauliczna musi być wyposażona w układ chłodzenia oleju hydraulicznego. Wyciek oleju hydraulicznego i obróbka oleju odpadowego spowoduje pewne zanieczyszczenie środowiska. Dodatkowo pompa olejowa w stacji hydraulicznej pracuje w sposób ciągły, co generuje duże straty energii cieplnej. Nożyca nie tnie. Czasami zużywa również energię elektryczną, co powoduje duże zużycie energii. Silnik o konstrukcji sprzęgłowej jest zawsze w stanie roboczym, a zużycie energii jest wysokie. Ponadto skok cięcia nożycy należy wyregulować na miejscu. Metoda regulacji to regulacja mechaniczna, prędkość regulacji jest niska, a dokładność nie jest łatwa do zagwarantowania.

Jednopunktowy serwomotor z głowicą kulową napędza śrubę kulową, aby bezpośrednio napędzać górny słupek narzędziowy, aby zrealizować cięcie materiału arkusza. Taka konstrukcja jest stosunkowo zwarta, eliminuje potrzebę pośrednich połączeń transferowych i umożliwia bardziej wydajną i energooszczędną pracę przy cięciu. Jednak uchwyt narzędziowy będzie generował duże siły boczne w dwóch kierunkach podczas ścinania, a uchwyt narzędziowy może się przewrócić. Ta jednopunktowa konstrukcja głowicy kulowej nie może przezwyciężyć tej wady. Wszystkie siły boczne są generowane przez uchwyt narzędziowy. Tylna pionowa szyna prowadząca nosi, gdy słupek narzędziowy tnie arkusze o różnej grubości lub różnej wytrzymałości, generowane będą różne siły boczne, a szyna prowadząca również odkształci się w różnym stopniu, co wpłynie na dokładność cięcia w obu kierunkach. Aby uniknąć nadmiernej siły bocznej, maksymalna długość skrawania obrabiarki o tej konstrukcji będzie ograniczona.

Czteropunktowa konstrukcja napędzana serwomechanizmem jest napędzana przez czteropunktowe podwójne silniki serwo. Charakteryzuje się regulowanym skokiem, obciążeniem przeciw mimośrodowym i oszczędnością energii. W porównaniu z innymi głównymi strukturami transmisyjnymi ma oczywiste zalety. W artykule wykorzystano jako obiekt badań główną metodę transmisji nożyc kątowych, analizuje i wyjaśnia środki ostrożności w procesie projektowania.

Skład i zasada struktury

Czteropunktowa nożyca kątowa z serwonapędem składa się głównie z ramy, górnego uchwytu noża, dolnego uchwytu noża, urządzenia napędowego, urządzenia dociskowego, układu smarowania i układu chłodzenia. Dwa zestawy ostrzy nożyc zainstalowanych pod kątem prostym są zainstalowane równolegle po stronie górnej i dolnej. Na osi X i osi Y suportu narzędziowego, płytę można ciąć pod kątem prostym w płaszczyźnie poziomej.

Mechanizm przeniesienia napędu nożyc kątowych składa się z serwomotoru, śruby kulowej, bloku klinowego itp., jak pokazano na rysunku 1. Serwomotor napędza śrubę pociągową, aby obracała się przez sprzęgło, śrubę pociągową popycha blok klina, aby przesunął się w prawo, a dolna powierzchnia bloku klina naciska na uchwyt noża górnego, aby popchnąć uchwyt noża górnego, aby przesunął się w dół, a następnie napędza ostrze górne, aby przeciąć płytę. Aby zapewnić, że górny imak narzędziowy może skutecznie oprzeć się sile ścinającej w kierunkach X/Y podczas ruchu ścinającego, skonfigurowano dwa zestawy mechanizmów transmisyjnych. Dwa zestawy mechanizmów transmisyjnych napędzają nachylony klin, aby stykał się z rolkami górnego imadła narzędziowego. Gdy nożyce kątowe wykonują operację cięcia, lewy i prawy ukośne kliny na dwóch zestawach mechanizmów transmisyjnych wspólnie popychają górny słupek noża, aby przesunąć się w dół, aby zakończyć operację cięcia.

Zasada obciążenia przeciw mimośrodowego czteropunktowej serwonapędu prostopadłościennego jest następująca: w momencie, gdy górny słupek narzędziowy przecina arkusz, dwa zestawy urządzeń napędowych są synchronicznie sterowane przez serwosilniki i synchroniczne urządzenie napędowe jest niezwykle sztywny. Pchnięcie górnego imaka narzędziowego równoważy tendencję do obracania powodowaną przez siłę ścinającą w dowolnym punkcie tak, że górny imak narzędziowy może powodować bardzo małe odkształcenie noża pod działaniem siły ścinającej, zapewniając w ten sposób jakość cięcia.

Analiza montażu szyn

Górne ostrze czteropunktowej nożyc kątowych z serwonapędem znajduje się pośrodku ramy. Czterostronny montaż prowadnicy jest trudny i kosztowny. Dlatego górny uchwyt ostrza w branży przyjmuje głównie dwustronne prowadzenie. Dwie powierzchnie montażowe prowadnic są do siebie prostopadłe. Istnieją dwa sposoby montażu szyn prowadzących: w pobliżu ostrza i z dala od ostrza, jak pokazano na rysunku 2.

Na rys. 2, górny uchwyt narzędziowy a suwak są połączone śrubami, a szyna prowadząca i rama są połączone śrubami. Podczas procesu cięcia blachy siła reakcji blachy na górnym ostrzu oprócz pionowej siły ścinania jest pozioma. Nacisk kierunkowy, który jest generowany przez górne i dolne ostrza dociskające blachę.

Gdy szyna prowadząca znajduje się blisko zespołu ostrzy, siła jest przenoszona na ramę przez pobliski suwak, a sztywność ramy ogranicza wydajność noża podczas procesu ścinania. Zaletą jest to, że deformacja ramy noża górnego ma niewielki wpływ, a wadą jest to, że nośność suwaka jest nierówna. Nośność bijaka w pobliżu siły jest duża, a śruba mocująca prowadnicę wykazuje tendencję do rozciągania się pod wpływem siły. Szyna prowadząca jest łatwa do poślizgu, gdy gruba płyta jest ścinana i odchyla się od początkowej pozycji montażowej.

Gdy szyna prowadząca znajduje się daleko od zespołu ostrzy, siła jest przenoszona na zębatkę przez górny uchwyt narzędziowy. Ze względu na skoordynowane odkształcenie górnego uchwytu narzędziowego, nośność każdego suwaka jest jednolita, a na śruby mocujące szynę prowadzącą nie ma wpływu siła i nie odbiegają od początkowej pozycji montażowej. Wady W procesie przenoszenia siły górny uchwyt narzędziowy powoduje pewne odkształcenie. Przy cięciu materiałów o różnej grubości regulacja szczeliny ostrza powinna kompleksowo uwzględniać wpływ odkształcenia górnego uchwytu narzędziowego.

Analiza wpływu cylindra ciśnieniowego

Sekcja ścinana blachy podzielona jest na cztery obszary, a mianowicie obszar zawalenia, obszar gładki, obszar pęknięć i obszar zadziorów. Gładki obszar to odkształcenie plastyczne pod naprężeniem wyciskania, a pozostałe trzy obszary przekroju są plastyczne pod naprężeniem rozciągającym. Odkształcenie. Na etapie wytłaczania, ze względu na ograniczone ograniczenia górnych i dolnych ostrzy, arkusz nie ślizga się. Na etapie rozciągania arkusz jest rozciągany i zsuwany. W inżynierii często stosuje się metodę prasowania w celu ograniczenia poślizgu arkusza.

W rzeczywistej konstrukcji maszyny ścinającej projekt siły nacisku jest znacznie mniejszy niż obliczona wartość empirycznego wzoru obliczeniowego. Na przykład na materiał prasujący wybiera się 40 zestawów cylindrów o średnicy cylindra 25 mm, a ciśnienie robocze wynosi 0,6 MPa. Maksymalna teoretyczna siła wyjściowa, jaką może zapewnić cylinder, wynosi 9080N. Przy cięciu płyty ze stali nierdzewnej o wymiarach 2500mm×1500mm×4mm siła docisku obliczona według wzoru empirycznego wynosi 87529N. Rzeczywista wartość projektowa jest znacznie mniejsza niż teoretyczna wartość obliczeniowa, co wskazuje, że cylinder ścinający nie jest używany do ograniczania poślizgu płyty. Zamiast tego służy do ograniczania podnoszenia arkusza podczas procesu ścinania i zapobiegania podnoszeniu arkusza przez górne ostrze podczas suwu powrotnego. Poślizg arkusza jest głównie ograniczony przez zacisk, ale w obszarze oddalonym od zacisku sztywność arkusza jest stosunkowo duża. Słabe, to ograniczenie będzie nieistotne, więc dokładność ścinania będzie gorsza.

Kąt zaślepiania jest zbyt blisko ostrza, a siła trzymająca zapewniana przez siłę trzymającą zapewnia niewielki moment zapobiegający podniesieniu. Podczas cięcia grubych blach cylinder trzymający ma niewystarczającą zdolność trzymania; kąt przycinania jest zbyt daleko od ostrza, a górne ostrze wraca z materiałem podczas cięcia cienkich blach. Często marnotrawstwo arkuszy jest zbyt duże, a stopień wykorzystania arkuszy jest niski.

Środki gwarantujące dokładność nożyc

Wady jakości cięcia materiału arkusza obejmują głównie ugięcia, zadziory, słabą równoległość przeciwległych boków, słabą prostopadłość sąsiednich boków itp., które są związane ze szczeliną ostrza, równoległością górnego i dolnego ostrza oraz prostopadłością arkusza i ostrza.

Zbyt mała szczelina ostrza ścinającego zwiększy siłę ścinającą, a jednocześnie zwiększy tarcie pomiędzy krawędzią skrawającą a krawędzią płyty i przyspieszy zużycie krawędzi skrawającej. Jeśli szczelina jest zbyt duża, stalowa płyta z tworzywa sztucznego będzie wytwarzać zadziory, a pęknięcie stalowej płyty z kruchego materiału będzie szorstkie. Wartość szczeliny jest związana z grubością blachy stalowej i właściwościami mechanicznymi blachy stalowej. Obecnie nożyce są w większości wyposażone w urządzenia do automatycznej regulacji szczeliny.

Różnica w równoległości górnego i dolnego ostrza spowoduje zmianę szczeliny ostrza podczas pracy górnego ostrza, a także odpowiednio zmieni się pionowość górnego ostrza. Podczas procesu cięcia wystąpią wady, takie jak zapadanie się krawędzi, zadziory, ciągnięcie materiału i zdzieranie ostrza; Zmiana prostopadłości do ostrza, oprócz samego ostrza, wpłynie na to również odkształcenie samej płytki.

Sterowanie synchroniczne z podwójnym serwosilnikiem

Czteropunktowa maszyna do cięcia serwomechanizmem przyjmuje podwójny serwonapęd i tryb sterowania z półzamkniętą pętlą. Silnik przyjmuje sterowanie synchroniczne. Oś synchroniczna gantry jest połączona z systemem NC CNC w celu ujednoliconego sterowania. Silniki master i slave są jednocześnie sterowane przez NCU (Numerical Control System Control Unit). Kontrola pozycji. Na biegu jałowym synchronizacja podwójnych serwosilników jest bardzo dobra, ale podczas procesu cięcia dokładność synchronizacji podwójnych serwosilników waha się w pewnym momencie. Brak synchronizacji podwójnych silników powoduje, że górny uchwyt narzędziowy i górne ostrze przechylają się, a następnie wpływa na dokładność obróbki. Poprzez kontrolowanie dopuszczalnego zakresu wahań różnicy faz podwójnych silników, górny imak narzędziowy jest kontrolowany tak, aby działał płynnie, zapewniając w ten sposób równoległość górnego i dolnego ostrza.

Nachylony klin jest dopasowany do rolki górnego imaka narzędziowego

Podczas procesu montażu dopasowanie pochyłego klina i górnego uchwytu narzędziowego może nie być bardzo bliskie i jest na to kilka czynników.

⑴ Błąd montażu. Podczas procesu montażu klin ukośny musi być dobrze dopasowany do rolki górnego imadła narzędziowego, a siła docisku powinna być jednolita. Jeśli siła wywierana przez poszczególne kliny na górny uchwyt narzędziowy jest zbyt duża, klin i rolka pojawią się podczas pracy. Luka.

⑵ Błąd produkcyjny. Występuje błąd kąta nachylenia klina zamontowanego na urządzeniu napędowym, co jest główną przyczyną dynamicznej szczeliny między klinem a rolką podczas pracy.

⑶ Naprężenia montażowe. Jeśli mechanizm podwójnego napędu jest podłączony do górnego suportu narzędziowego w nierozsądny sposób lub silnik synchroniczny nie zostanie prawidłowo wyczyszczony przed włączeniem, wystąpi naprężenie między mechanizmem podwójnego napędu a górnym suportem narzędziowym. Na biegu jałowym będzie tylko jeden napęd. Mechanizm zapewnia główne zasilanie. Po dłuższym czasie między drugim zestawem klinów a górnym uchwytem narzędziowym pojawi się luka.

Pomiędzy skośnym klinem a rolką górnego imadła narzędziowego znajduje się szczelina. Wpływ na dokładność obróbki jest podobny do błędu synchronizacji serwomotoru. Podczas procesu cięcia różnica wysokości między lewą i prawą stroną górnego imadła narzędziowego będzie się zmieniać, co wpłynie na szczelinę ostrza. W tej sytuacji łatwo jest również spowodować wstrząsy podczas pracy, powodując hałas i uszkodzenie kluczowych części. Dlatego w rzeczywistym procesie montażu konieczne jest dynamiczne monitorowanie szczeliny między klinem a rolką w różnych okresach czasu.

Zwisanie arkusza

Gdy nożyca kątowa tnie duże przedmioty, takie jak przedmioty większe niż 300 mm w obu kierunkach X/Y, sztywność płyty jest słaba, gdy jest ułożona płasko. Przed rozpoczęciem cięcia płyta zwisa pod wpływem siły grawitacji i znajduje się daleko od płyty w obszarze mocowania Ze względu na odchylenie od ustawionej pozycji, jakość cięcia sąsiednich krawędzi płyty i równoległość przeciwnej krawędzie ulegną pogorszeniu. Najprostszym środkiem jest zaprojektowanie zestawu mechanizmów wspierających, aby ograniczyć zwisanie arkusza. Rysunek 3 przedstawia najczęściej używany schemat zasad nośnych nożyc. Siłownik wykorzystuje zasadę dźwigni, aby popchnąć drugi koniec rolki podtrzymującej, aby poruszać się w górę ruchem okrężnym, oszczędzając miejsce montażowe.

W niniejszym artykule omówiono charakterystykę istniejącej nożycy kątowej. Przyjmując jako obiekt czteropunktowe nożyce kątowe z serwonapędem, wyjaśniono strukturę, skład i zasadę działania. Sposób prowadzenia górnego imadła narzędziowego i cylindra prasującego Analizowany jest efekt; analizowany jest wpływ synchronizacji silnika, zespołu mechanizmu przekładni i ugięcia blachy na dokładność nożyc kątowych, a odpowiednie środki gwarancyjne są podawane w celu dostarczenia wskazówek i sugestii dotyczących konstrukcji nożyc kątowych.