高速数控转塔冲床的四线支撑结构

2017-12-12 09:30:40

  数控转塔冲床现已广泛应用于电力成套设备、家用电器、厨房设备、办公设备、建筑装饰、机箱机柜、 电梯、五金家具、医疗器械、照明灯具等钣金行业。随着人工成本的不断增加,市场竞争环境的日趋激烈,钣金企业需大化地挖掘设备的实际加工效能,以追求高效地生 产。在这个过程中,数控冲床冲压速度的提高无疑是重中之重。


现有问题


  在实际冲压中,数控转塔冲床通过X、Y两轴联动实 现进给送料,X轴采用的是单根直线导轨导向,且滑块间距较小,Y轴采用的是两根直线导轨导向,如图1所示。 这种结构一般适用于低速冲压时的小尺寸板材加工,在转 塔冲床高速冲压时,特别是加工大尺寸板材时,会出现X轴动态偏移、Y轴运行抖动等现象,严重影响机床加工板 材精度而不能实现高速冲压。有些转塔冲床只能实现小步 距(25mm以内)的连冲精度,一旦冲压步距增大,由于 上述缺陷而达不到真正意义上的高速连冲,不能完全发挥 转塔冲床的优势, 从而限制了企业生产效率的提高。


四线支撑结构


  如图2、图3所示,该转塔冲床床身冲压部分与Y向送料部分为整体焊接结构,Y伺服电机安装在Y底座上, 并通过Y联轴器与Y滚珠丝杠相连;Y直线导轨I、Ⅱ、Ⅲ、IV和Y滚珠丝杠平行排列并安装在Y底座上,X轴送料机构通过Y丝杠滑块、Y连接板与Y轴送料机构连接。 在X轴送料机构上,X伺服电机安装在X横梁上,X直 线导轨I、Ⅱ和X滚珠丝杠平行排列且通过X连接板相 连,并安装在X横梁上,X滚珠丝杠通过X联轴器与X伺服电机相连。


  这种采用四线导轨的结构,对机床本身的加工精度要 求极高,如四条导轨面的平行度、平面度、光洁度等都有 极髙的公差要求,必须有严格加工工艺和严谨的装配工艺, 才能保证机床的整体稳定性。


工作原理


  当板材装夹好后,板材会沿X向与Y向做两轴联动, 此时Y向负载为X向的横梁机构与所夹持板材,Y伺服电机驱动Y滚珠丝杠转动,Y滚珠丝杠通过Y连接板、Y丝杠滑块带动X向横梁机构整体移动,在高速移动中Y轴直线导轨I、II、III、IV通过Y连接板和X横梁连成 一个整体,四条导轨分散受力,当板材在X横梁一侧时 沿Y向运动受力不会偏载,防止板材在F方向上的抖动 及动态偏移现象。

  在X轴送料机构方向上,X伺服电机驱动X滚珠丝 杠转动,并通过X连接板带动X直线导轨I与Ⅱ上的滑 块移动,在高速移动中X直线导轨I、II通过X连接板连 成一个整体,两条导轨均勻受力,不会形成 偏载,防止板材在X方向的动态偏移。即 使机床连冲步距大于25mm,依然能保证髙 速送料时的加工精度。


应用案例


  沧州某公司现有转塔冲床2台,其生产 现场如图4所示,左侧设备为普通结构转塔 冲,右侧设备为四线支撑结构转塔冲。在实 际加工中,使用青岛大东四线支撑结构的转塔冲整体效率是普通结构的1.6倍。

  以夹持一张尺寸为2500mmx 1250mm ximm冷板为例,在相同的加工 条件下,普通结构转塔冲床在高速冲压过程 中,板材长边的边缘处会出现切边接刀锯齿 现象,如图5a所示。当板厚增加为2mm时, 会出现锯齿现象,甚至是严重的错齿(图 5b),且会降低模具使用寿命。四线支撑 结构的转塔冲床则有效地消除了此类现象的 发生,保证了加工产品的质量。 


>表1两种结构转塔冲的技术指标对比

技术指标

四线支撑

普通结构

一次加工大板材

2500mm x 1250mm

2500mm x 1250mm

连冲步距5/冲压次数

当S≤25mm时,恒定冲次 当25

当S ≤ 25mm时,恒定冲次 当S>25mm时,冲次降低30%

板厚t

当t=≡mm时,恒定冲次 当t=2mm时,恒定4次

当t=1.5mm时,恒定冲次 当卜2mm时,冲次降低25%

特定同一程序所需加工时间

12min

19min

冲孔精度

稳定

不稳定

故障率

 普通机构转塔冲与四线支撑转塔冲的技术指标,如表 1所示。

结束语

  四线支撑结构的数控转塔冲床通过F轴四线导向支撑,实现了数控转塔冲床大步距(25mm以上)髙速连冲 时的稳定送料,解决了高速送料时的动态偏移,特别保证 了大板加工的送料精度,提升了机床运行整体稳定性, 大化提髙企业的生产效率,同时设备的稳定运行减少了磨损和维护的费用。


附图如下:

图1两导轨机身与横梁连接

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图2四导轨机身与横梁连接

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图3 四导轨机身实物

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图4 客户冲压生产现场

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图5 锯齿现象

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