【正文】 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 板材 坡口 機(jī)是一種使用最廣泛的板材 加工 機(jī)械，早已實(shí)現(xiàn)了液壓化 ,80 年代迅速實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， CIMT39。95 展出了 18 臺(tái)板材 坡口機(jī) ，其中外國(guó) 7 臺(tái)，中國(guó) 11 臺(tái)。除了 中國(guó) 臺(tái)灣的一臺(tái)以外， 其余的 17 臺(tái)全部是數(shù)控板材 坡口機(jī) 。在我國(guó)歷屆國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上 ,這一屆 展覽會(huì) 展出的板材 坡口機(jī) 最多，國(guó)產(chǎn)板材 坡口機(jī) 也很多， 且水平較高。 板材坡口機(jī)是用于焊接板材前打坡口的機(jī)械。對(duì)于 普通板材 坡口機(jī) 來(lái)說(shuō)， 只有高度熟練的操作人員才能做好此工作，即使如此也需要相當(dāng)長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間。用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)裝備的板材 坡口機(jī) 不但可以大大 縮短調(diào)整時(shí)間，而且沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)的操作人員也能生產(chǎn)出達(dá)到要求的板材坡口 機(jī) 。本文研究的板材 坡口機(jī) 用于鋁板的坡口加工，具有很好的實(shí)用價(jià)值， 這種 板材 坡口機(jī) 控制系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)控制，銑削系統(tǒng)為核心系統(tǒng)。相對(duì)數(shù)控系統(tǒng)裝備的板材 坡口機(jī) 其成本 要 低的多，而且對(duì)操作人員的熟練度要求較低。本文主要闡述了銑削系統(tǒng)、 液壓缸的設(shè)計(jì)以及液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 全套圖紙，加 153893706遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1 緒論 課題來(lái)源 阜新封閉母線有限責(zé)任公司（原阜新封閉母線廠）是國(guó)家定點(diǎn)設(shè)計(jì)，制造封閉母線及其成套設(shè)備的專業(yè)企業(yè)，是中國(guó)最早研制、生產(chǎn)全連式相對(duì)封閉母線的廠商，擁有八十年代世界先進(jìn)水平的封閉母線鉚焊生產(chǎn)設(shè)備和 萬(wàn)安培大電流實(shí)驗(yàn)裝備 ， 是東北輸變電上市公司之一 。 板材 坡口機(jī) 是 封閉母線生產(chǎn) 中不可缺少的 設(shè)備 ，為滿足客戶的 需求，公司迫切需要設(shè)計(jì)一種實(shí)用 且 成本 較 低的產(chǎn)品。 課題的設(shè)計(jì)目的及意義 隨著 板材 坡口機(jī) 控制系統(tǒng)的發(fā)展， 它的 功能越來(lái)越齊全，操作越來(lái)越方便。 雖然以數(shù)控系統(tǒng)為控制系統(tǒng)的板材 坡口機(jī) 生產(chǎn)效率會(huì)很高，而且質(zhì)量也非常好， 但這些對(duì)于鋁 板 的坡口加工 來(lái)說(shuō)，消耗的成本 過(guò) 高，固我們采取 常用 的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用液壓控制系統(tǒng) 進(jìn)行設(shè)計(jì) 。這樣不但能滿足生產(chǎn) 要求 還能節(jié)省資金。 與課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 板材 坡口機(jī) 在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況 近 年來(lái)，繼液壓技術(shù)之后，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機(jī)械 的 各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的數(shù)控板材 坡口機(jī) 也有一定的發(fā)展。從 1986 年 10 月第一臺(tái) XBJ67Y160K/3200 數(shù)控板材 坡口機(jī) 由天水鍛壓機(jī)床廠研制成功以為，國(guó)內(nèi)數(shù)控板材 坡口機(jī) 技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位有濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、黃石鍛壓機(jī)床廠和上海沖剪機(jī)床廠。黃石鍛壓機(jī)床廠和濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所聯(lián)合先后完成了 XBJ67K100/3000和 XBJ67K100/3100S型數(shù)控板材 坡口機(jī) 。其中 XBJ67K100/3100S 板材 坡口機(jī) 產(chǎn)品屬于 70 年代末開(kāi)發(fā)的新型板材 坡口機(jī) 。上海沖剪機(jī)床廠更是異軍突起，從 1986 年以來(lái)先后開(kāi)發(fā)成功具有現(xiàn)代水 平的 XBJ12K 與 XBJ67K兩大系列數(shù)控 板材 坡口機(jī) 和具有當(dāng)代水平的高精度數(shù)控 板材 坡口機(jī) 。其中 XBJ67K 系列數(shù)控 板材 坡口機(jī) 采用瑞士 CYBELEC CNC7200P 板材 坡口機(jī) 專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò) X軸（后擋料位置）、 Y 軸（機(jī)械擋料位置）來(lái)控制 坡口 角度，并由當(dāng)柵尺檢測(cè)出滑塊位置，由 CNC 來(lái)控制滑塊上下死點(diǎn)、快慢速度換點(diǎn)和板料壓緊點(diǎn)等。 不甘落后的上海新力機(jī)器廠奮起直追， 1992 年下半年起先后研制成功了 XBJ67K 系列數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)，其中 XBJ67K02100/3200 數(shù)控 板材 坡口機(jī) 采用臺(tái)灣心得科技公司生 產(chǎn)的CDSERVO1702 型數(shù)控系統(tǒng)，采用二軸切換方式實(shí)現(xiàn)二軸的分別控制和定位。該數(shù)控 板材遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 坡口機(jī) 屬于經(jīng)濟(jì)型，整機(jī)性能穩(wěn)定、可靠、操作簡(jiǎn)便，該機(jī)已銷往海內(nèi)外。另一種XBJ67K100/320 數(shù)控 板材 坡口機(jī) 的數(shù)控系統(tǒng)采用上海機(jī)床研究工作所開(kāi)發(fā)的 MTC1B 型，該系統(tǒng)相當(dāng)于瑞士 CYBELEC 公司的 CNC7200P，具有 80 年代先進(jìn)水平。該廠最新研制的XBJ67K22100/3200 數(shù)控 板材 坡口機(jī) ，采用瑞士 DNC73PCGb 數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用英語(yǔ)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話編程，并控制折彎 銑削 力，配有 9in 高分辨率顯示屏幕 ，輸入各 銑削角度 后可顯示所 銑削 產(chǎn)品的單色圖象，直觀地提示操作工人應(yīng)如何進(jìn)行操作，滑塊位置由沅柵尺檢測(cè)等等。 另外，我國(guó)最近又研制成功了 XBJ67KDNC 系列三種數(shù)控 板材 坡口機(jī) ，該系統(tǒng) 板材 坡口機(jī) 采用瑞士 Cybelec DNC7200 型數(shù)控系統(tǒng)。該機(jī)具有如下特點(diǎn)：圖形顯示功能和計(jì)算機(jī)輔助編程功能（ CAP），即操作者根據(jù)加工圖紙，將 銑削 角度和 銑削 邊緣的長(zhǎng)度輸入后由DNC 顯示工件的截面圖，并計(jì)算所需工件展開(kāi)長(zhǎng)度；引用存儲(chǔ)器里的模具參數(shù)等計(jì)算最佳銑削 順序和每道順序的定位尺寸；壓力計(jì)算功能可以計(jì)算自由 銑削 及凹模 銑削 所 需壓力；在圓弧 銑削 計(jì)算功能，用直線逼近方式模擬大圓弧 銑削 加工，計(jì)算每一工序的定位尺寸；輔助參數(shù)計(jì)算機(jī)功能，如計(jì)算滑塊的上死點(diǎn)位置，由 DNC 連續(xù)控制協(xié)助操作能避免錯(cuò)誤動(dòng)作。 在 CIMT＇展出的產(chǎn)品中，國(guó)產(chǎn) 板材 坡口機(jī) 較多，而且水平較高。下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)公司的展品： 1）上海沖剪機(jī)床廠展出的 XBJ67K160/3200 型 板材 坡口機(jī) ，兩個(gè)油缸各自采用電液伺服閉環(huán)控制。采用 Cybelec 公司 Press Cad900 數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 7 軸數(shù)控（ Y Y XR、 Z Z2）。滑塊上有長(zhǎng)孔，布置液壓撓度補(bǔ)償裝置。上模有 液壓快速夾緊裝置，工作臺(tái)前有氣動(dòng)前托料架。 2）新力機(jī)器廠展出的 XBJ63K37100/3100 型 板材 坡口機(jī) ，兩個(gè)油缸各自采用電液比例閉環(huán)控制。采用 Cybelec 公司 Press Cad900 數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 7 軸數(shù)控制（ Y Y XX R、 Z Z2）。工作臺(tái)上有液壓撓度補(bǔ)償裝置。上模有液壓快速夾緊裝置。該廠現(xiàn)有 3個(gè)系列數(shù)控 板材 坡口機(jī) ， K24 系列為電液伺服閉環(huán)控制，采用 Cybelec DNC70 或DelemDA24 數(shù)控系統(tǒng)， 4 軸數(shù)控。 K02 系列和 K22 系列是 2 軸數(shù)控，主機(jī)為扭軸機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)，前者用心得 公司 BD100 數(shù)控系統(tǒng)，后者用 Cybelec DNC 73PGG6 數(shù)控系統(tǒng)。 3）亞細(xì)亞機(jī)械有限公司展出的 XBJⅡ 100/3100 型 板材 坡口機(jī) 是按瑞士 Beyeler 公司的圖紙生產(chǎn)的，兩個(gè)油缸各自采用比例閥和光柵組成的電液比例閉環(huán)控制，但是光柵的動(dòng)尺和定尺直接裝在床身和滑塊上，而不是在工作臺(tái)兩端各裝一 C 型臂，與動(dòng)尺連接。這樣不遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 能消除加載時(shí)和偏載時(shí)床身變形不一致對(duì) 銑削 精度的影響。采用 Cybelec 數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3 軸數(shù)控； Y Y X。數(shù)控系統(tǒng)不是懸掛式箱形結(jié)構(gòu)，而是與電氣控制柜裝成一體。該公司是日本亞細(xì) 亞國(guó)際商事株式會(huì)社在中國(guó)開(kāi)設(shè)的工廠，而亞細(xì)亞國(guó)際商事株式會(huì)社是Cybelec 公司的亞洲總代理。 Beyeler 公司是瑞士生產(chǎn) 板材 坡口機(jī) 的著名公司， 板材 坡口機(jī)的規(guī)格從 500N 到 50000KN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度 18000mm。據(jù)稱最近制造了世 界 100000KN板材 坡口機(jī) ，用于海上石油鉆井平臺(tái) 板材 的 銑削 。 4）江都機(jī)床總廠展出的 XBJ67K160/4000 型 板材 坡口機(jī) 和揚(yáng)州鍛壓機(jī)床廠展出的XBJPB12A125/3200 型 板材 坡口機(jī) ，都是用電液比例控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)油缸進(jìn)行閉環(huán)控制。前者采用 Delem DA24e 數(shù)控系統(tǒng)， 4 軸數(shù)控： Y Y X、 R。工作臺(tái)上有液壓撓度補(bǔ)償裝置。后者采用 Cybelec DNC70 數(shù)控系統(tǒng)， 3 軸數(shù)控； Y Y X。 5）北京鍛壓機(jī)床廠展出 XBJ67K63/2500 型 板材 坡口機(jī) ，天水鍛壓機(jī)床廠。無(wú)錫治金機(jī)械廠和靖江鍛壓機(jī)床廠各殿出 XBJ67K100/3200 型 板材 坡口機(jī) 。主機(jī)者是扭軸機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)。采用 DelemDA24 或 Cybelec DNC70 數(shù)控系統(tǒng)， 2 軸數(shù)控： Y 和 X。 6）臺(tái)灣曄俊公司展出的 XBJ6020 型 板材 坡口機(jī) ， 銑削 力 600KN，工作臺(tái)長(zhǎng)度 2021mm。主機(jī)采用齒輪 齒條同步機(jī)構(gòu)，操縱盒子上有滑塊位置調(diào)節(jié)和顯示裝置，是普通 板材 坡口機(jī) 。該公司也生產(chǎn)數(shù)控 板材 坡口機(jī) ， 銑削 力從 450KN 到 3000KN，工作臺(tái)最長(zhǎng)長(zhǎng)度 3600mm，共 20 種規(guī)格。 我國(guó) 板材 坡口機(jī) 技術(shù)水平近年來(lái)得到迅速提高，在 CIMT＇展出的 10 臺(tái) 板材 坡口機(jī) 全部數(shù)控化，使 板材 坡口機(jī) 的精度、功能和可靠性提高到了一個(gè)新階段。 板材 坡口機(jī) 在國(guó)外的發(fā)展情況 國(guó)外的 板材 坡口機(jī) 早已實(shí)現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例（或伺服）控制技術(shù)對(duì)兩個(gè)油缸的同步位置，速度和壓力進(jìn)行精確控制。與機(jī)械液壓伺服閥的液壓系統(tǒng)相比，不僅 調(diào)整方便，控制精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙機(jī)聯(lián)運(yùn)，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單方便，從而使 板材 坡口機(jī) 的制造、裝配、調(diào)試和維修的工作量都相應(yīng)減少。 國(guó)外著名的液壓件公司如 Rexroth、 Bosch等都可全套提供 板材 坡口機(jī) 的比例控制液壓系統(tǒng)，其控制閥塊（包括充液閥）直接裝在油缸頂部，使液壓管路減少到最 佳 程度。著名的 Cybelec、 Delem、 Autobend 等公司可以提供 板材 坡口機(jī) 專用的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。上述液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)全都可以匹配，為 板材 坡口機(jī) 制造廠提供了極大的方便 。 為了進(jìn)一步提高 銑削 精 度，國(guó)外有些 板材 坡口機(jī) 公司已開(kāi)發(fā)了多種板料厚度自動(dòng)測(cè)量裝置、 銑削 角遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 度自動(dòng)測(cè)量裝置、 銑削 角度回彈量自動(dòng)測(cè)量及補(bǔ)償裝置，并已經(jīng)在 板材 坡口機(jī) 上得到實(shí)際應(yīng)用。 為了減輕 板材銑邊 操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，已有幾家 板材 坡口機(jī) 公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與 板材 坡口機(jī) 公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與 板材 坡口機(jī) 組成 ―板材 坡口機(jī) —機(jī)器人 ‖系統(tǒng)，在生產(chǎn)尺寸較小，形狀不 太 復(fù)雜的典型 板材銑邊 件時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。 CNC 在國(guó)外 板材 坡口機(jī) 已經(jīng)普遍應(yīng)用，如瑞典 Pullmax公司的 Ursviken分部每年大約生產(chǎn) 200 臺(tái) 板材 坡口機(jī) ，其中 90%以上的產(chǎn)品裝有 CNC。該公司 OPTIM 型 640KN CNC板材 坡口機(jī) 采用 Cybelec 公司 KNC900 數(shù)控系統(tǒng)。該公司另一種新式的 板材 坡口機(jī) 具有伺服控制（帶有偏心 銑削 功能）， 銑削 過(guò)程中可以補(bǔ)償機(jī)身變形的 ―雙工作基準(zhǔn)面 ‖，重復(fù)精度可高達(dá) 。多軸控制所具有的多性能使 板材 坡口機(jī) 實(shí)現(xiàn)有效控制 ,懸浮結(jié)構(gòu)和液壓模具夾緊裝置實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)快速換模，并裝有板料的測(cè)厚裝置，用以檢查 銑削 板的厚度變化是否在 板材 坡口機(jī) 的允許范圍之內(nèi)。 Adira 的 XBJDNC 系列全電 —液壓系統(tǒng)控制的上傳動(dòng) 板材 坡口機(jī) ，采用 Cybelec DNC33P6 系統(tǒng)，全部實(shí)現(xiàn) DNC 控制。 美國(guó)的 Pacific Press amp。 Shear 公司的 CNC 三點(diǎn) 板材 坡口機(jī) ，在工件 銑削 精度和機(jī)器操作方面都另具特色。而瑞士的 Hammarler 公司 AP 系列三點(diǎn) 板材 坡口機(jī) 更是 80 年代冷加工設(shè)備的佼佼者，它不僅有數(shù)控或程序控制功能，并較好地解決了金屬板料 銑削 的高質(zhì)量和高重復(fù)精度問(wèn)題。因此，在多層次金屬板料 銑削 過(guò)程中，工件精度幾乎不受工件長(zhǎng)度的影響。國(guó)外還有由機(jī)器人和 板材 坡口機(jī) 組成的柔性 板材 坡口機(jī) 系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)折柔性 銑削 。如日本天田公司 5500KNFDB 型精密 板材 坡口機(jī) 和意大利普利瑪公司設(shè)計(jì)的由機(jī)器人組成―板材 坡口機(jī) —機(jī)器人 ‖系統(tǒng)。機(jī)器人裝在 板材 坡口機(jī) 的工作臺(tái)上，沿工作臺(tái)移向自動(dòng)疊料機(jī)，以鉗爪夾住一塊板料（板料已升起到與夾鉗相同的水平面上），回到其工作位置，操作板料直到完成全部 銑削 工序?yàn)橹?，然后再回到自?dòng)疊料機(jī)處卸下已成形的工件并夾起另一塊板料。 對(duì) 板材 坡口機(jī) 行業(yè)在國(guó)內(nèi)發(fā)展的建議 如今 我國(guó)的 板材 坡口機(jī) 技術(shù)水平已經(jīng)提高到了一個(gè)新階段，但是我國(guó) 板材 坡口機(jī) 行業(yè)需要進(jìn)一步發(fā)展和提高，應(yīng)該重視以下問(wèn)題。 1） 板材 坡口機(jī) 制造廠必須盡快建立一支能夠熟練掌握 板材 坡口機(jī) 數(shù)控系統(tǒng)和電液比例控制系統(tǒng)的技術(shù)隊(duì)伍。為了使數(shù)控 板材 坡口機(jī) 作為商品進(jìn)入市場(chǎng)，讓用戶正常使用，各遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 板材 坡口機(jī) 制造廠一定要擁有能夠擔(dān)當(dāng)起數(shù)控 板材 坡口機(jī) 的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、維修和培訓(xùn)用戶任務(wù)的技術(shù)人員和工人的隊(duì)伍。 2）國(guó)內(nèi) 板材 坡口機(jī) 的規(guī)格品種很少，龍其缺少大規(guī)格大噸 位 板材 坡口機(jī) 。大多數(shù) 板材 坡口機(jī) 都沒(méi)有上下模的液壓快速夾緊裝置、工作臺(tái)撓度補(bǔ)償裝置、氣動(dòng)托持裝置、多種型式的后擋料器等可供用戶選擇的部件和附件。 3）大量使用金屬薄板的用戶，往往配套使用 ―沖剪折 ‖三大件板料加工設(shè)備。因此，生產(chǎn)板料成形機(jī)床的制造廠正向 ―沖 剪折 ‖三大件產(chǎn)品成龍配套生產(chǎn)的方向發(fā)展。