【正文】 。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)。另外，我國最近又研制成功了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)。在CIMT＇展出的產(chǎn)品中，國產(chǎn)板材坡口機(jī)較多，而且水平較高。采用Cybelec公司Press Cad900數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)7軸數(shù)控（YYXR、ZZ2）。上模有液壓快速夾緊裝置，工作臺前有氣動(dòng)前托料架。采用Cybelec公司Press Cad900數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)7軸數(shù)控制（YYXXR、ZZ2）。上模有液壓快速夾緊裝置。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)。這樣不能消除加載時(shí)和偏載時(shí)床身變形不一致對銑削精度的影響。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。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，工作臺最大長度18000mm。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)對兩個(gè)油缸進(jìn)行閉環(huán)控制。工作臺上有液壓撓度補(bǔ)償裝置。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。主機(jī)者是扭軸機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)。6）臺灣曄俊公司展出的XBJ6020型板材坡口機(jī)，銑削力600KN，工作臺長度2000mm。該公司也生產(chǎn)數(shù)控板材坡口機(jī)，銑削力從450KN到3000KN，工作臺最長長度3600mm，共20種規(guī)格。 板材坡口機(jī)在國外的發(fā)展情況國外的板材坡口機(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)對兩個(gè)油缸的同步位置，速度和壓力進(jìn)行精確控制。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡單方便，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。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)。為了進(jìn)一步提高銑削精度，國外有些板材坡口機(jī)公司已開發(fā)了多種板料厚度自動(dòng)測量裝置、銑削角度自動(dòng)測量裝置、銑削角度回彈量自動(dòng)測量及補(bǔ)償裝置，并已經(jīng)在板材坡口機(jī)上得到實(shí)際應(yīng)用。CNC在國外板材坡口機(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臺板材坡口機(jī)，其中90%以上的產(chǎn)品裝有CNC。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），銑削過程中可以補(bǔ)償機(jī)身變形的“雙工作基準(zhǔn)面”。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。 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。因此，在多層次金屬板料銑削過程中，工件精度幾乎不受工件長度的影響。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)。 對板材坡口機(jī)行業(yè)在國內(nèi)發(fā)展的建議如今我國的板材坡口機(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)該重視以下問題。為了使數(shù)控板材坡口機(jī)作為商品進(jìn)入市場，讓用戶正常使用，各板材坡口機(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。大多數(shù)板材坡口機(jī)都沒有上下模的液壓快速夾緊裝置、工作臺撓度補(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。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。我國有條件的板材坡口機(jī)制造廠應(yīng)該不失時(shí)機(jī)開發(fā)沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)或步?jīng)_壓力機(jī)。這對我國板材坡口機(jī)行業(yè)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一些外國板材坡口機(jī)公司也正在中國謀求技術(shù)合作、合資生產(chǎn)，也為我們提供了機(jī)遇。 刨邊機(jī)與坡口機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)刨邊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：(1) 刨邊機(jī)價(jià)格便宜,便于制造,壽命較長(2) 刨刀更換方便(3) 刨刀僅能刨出V 形焊接坡口(4) 刨邊機(jī)為被動(dòng)切削,無需動(dòng)力,但消耗遞送機(jī)的遞送力(5) 刨刀需磨削,對工人磨削技術(shù)要求高(6) 刨邊機(jī)無法消除鋼帶月牙彎(7) 刨邊刨出的邊緣形狀不精確一致(8) 刨邊機(jī)很難同時(shí)刨出鋼帶兩側(cè)形狀,無法保證鋼帶寬度一致(9) 刨邊機(jī)對圓盤剪剪切后的鋼帶兩側(cè)質(zhì)量要求較高,圓盤剪出現(xiàn)弦崩刃時(shí)必須更換。采用坡口機(jī)銑邊工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圓盤剪邊工藝,可根據(jù)板厚加工成要求的鈍邊尺寸、粗糙度和需要的焊接坡口,為焊接板材創(chuàng)造良好的條件。 板邊加工在焊接工藝中的必要性GB /T14164標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“不切邊板材寬度允許偏差為+ 20mm?！睘榱吮ＷC板材成型穩(wěn)定及焊接質(zhì)量,必須對板材進(jìn)行板邊加工,以消除“鐮刀彎”,并使其達(dá)到所要求的工作寬度。為了保證焊接質(zhì)量,必須去除板邊氧化物、油及其它缺陷,且板材邊也不允許凹凸不平。因此, 板材板邊加工是焊接工藝必不可少的工序,板邊加工工藝多種多樣,采用合理的板邊加工工藝既可提高焊管質(zhì)量又可提高成材率。④圓盤剪剪邊+坡口機(jī)銑邊工藝 圓盤剪剪邊工藝圓盤剪剪邊工藝是傳統(tǒng)的板邊加工工藝,采用上下兩個(gè)圓形剪刃,根據(jù)板材厚度,通過調(diào)整兩個(gè)剪刃間的間隙、重合量,將板邊切除,剪邊寬度一般為1～1. 2 t ( t為板厚) 。圓盤剪剪邊工藝是剪切與撕裂共同作用,其板邊形狀凹凸不平 、或向一面翅邊、或板邊與板面垂直方向有小夾角 ,易造成氣孔、漏弧以及ERW 焊管熔融氧化物難排出等焊接缺陷。 粗銑+精銑工藝目前應(yīng)用最普遍的銑邊工藝為粗銑+精銑,粗銑機(jī)用直刀銑頭將板材板邊氧化物及缺陷銑去,并保證要求的工作寬度。此工藝適合生產(chǎn)厚壁板材,但刀具損壞較快,最多用8 h必須更換一次刀頭,相對作業(yè)率偏低。 單臺銑邊工藝只用一臺坡口機(jī),同時(shí)完成粗銑和精銑工序,既要將板材銑到成型所要求的工作寬度,又要將板邊銑出焊接所要求的粗糙度及坡口形狀。此工藝適合生產(chǎn)薄壁、原料寬度變化小的板材。 板材焊接質(zhì)量好由銑邊、剪邊工藝及焊接對板邊質(zhì)量要求分析可以看出,銑邊后, 板材板邊粗糙度大大改善,待焊表面平整,可銑出所要求的焊接坡口形式,易滿足焊接所要求的條件。 板材成材率高板材成材率與板材寬度、板邊狀態(tài)、成型質(zhì)量、內(nèi)外焊質(zhì)量、對頭切除長度等有關(guān)。用剪邊工藝時(shí),剪邊單邊寬度為1～1. 2 t,一般單邊為7～15mm,雙邊為15～30mm。而用銑邊工藝銑削量與壁厚關(guān)系不大, 一般雙邊小于10mm, % ,即銑邊比剪邊節(jié)省材耗0. 3%～1. 3%。在剪切大于10mm壁厚時(shí),剪切難,板邊質(zhì)量更差,而且不能加工焊接所需的坡口。 銑邊坡口參數(shù)（1）坡口形式在焊接壁厚大于10mm以上尤其是厚壁工件時(shí),必須開Y、U、X形坡口給焊接提供方便。板材壁厚小于11mm時(shí)多用Y形坡口。（2）坡口角度為了消除未熔合(坡口暴露在焊縫邊) 、假咬邊等焊接缺陷,在埋弧焊接中坡口角度不宜過大,一般(單邊)小于30176。隨著厚度增加,鈍邊可適當(dāng)減小,以不漏弧、易觀察內(nèi)焊不造成焊偏為目的。（3）坡口位置內(nèi)焊開坡口有利于熔深,因?yàn)閮?nèi)焊時(shí),待焊金屬溫度為室溫,溫度較低。內(nèi)焊為雙絲焊時(shí),內(nèi)焊開坡口是最合理的,有利于跟蹤內(nèi)焊避免焊偏,同時(shí)降低內(nèi)焊道高度。外焊開坡口一方面增加熔深,另一方面降低焊縫高度,減少應(yīng)力集中,也有利于鋼管外防腐,這一特點(diǎn)被公認(rèn)。 銑邊工藝對工作條件的要求（1）對板材質(zhì)量的要求不同板材生產(chǎn)廠質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝及設(shè)備的差異,生產(chǎn)的板材板形不同,即板寬公差、月牙彎、平直度差別較大。同生產(chǎn)廠簽定技術(shù)條件時(shí),必須對板形提出嚴(yán)格的技術(shù)要求,而且板邊緣夾渣等內(nèi)部缺陷范圍不得大于銑邊量,以保證銑邊質(zhì)量和焊縫質(zhì)量。（2）對板材遞送的要求(板材糾偏)在銑邊時(shí),為了防止一邊脫銑而另一邊銑削量過大,造成卡住坡口機(jī)、打刀等現(xiàn)象,對板材進(jìn)行糾偏顯得更為重要。若焊接機(jī)組為短流程(前擺式)機(jī)組,從拆卷機(jī)開始控制。 板材在進(jìn)入夾送機(jī)前出現(xiàn)不平(一高一低) ,或板材在進(jìn)入成型機(jī)前出現(xiàn)跑偏時(shí),調(diào)整夾送機(jī)某邊壓下量是消除上述問題的最佳方案。（3）對板材對頭焊接的要求(對頭質(zhì)量)一般情況下,板卷的頭、尾各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)較差,需剪去一段長度后進(jìn)行對頭焊接。所以必須提高對頭焊工操作水平,減少人為因素,防止料頭料尾切斜造成對頭前后月牙彎,為銑邊質(zhì)量提供保證。用坡口機(jī)代替圓盤剪需要的電能、銑刀消耗比圓盤剪費(fèi)用大,生產(chǎn)成本費(fèi)用增加。圓盤剪剪刃使用周期較長,而銑刀最多用8 h就需更換一次,每次更換時(shí)間約需30min,使作業(yè)率明顯降低。(2)采用銑邊工藝,雖因刀刃磨損快、換刀頻繁而增加了材料消耗成本,降低了作業(yè)率。(3) 板材板形、生產(chǎn)工藝、操作水平是保證銑邊質(zhì)量的關(guān)鍵。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期結(jié)果 設(shè)計(jì)內(nèi)容1）板材坡口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）液壓系統(tǒng)（包括液壓缸）的設(shè)計(jì)3）板材坡口機(jī)的銑削系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）控制系統(tǒng)概述 預(yù)期結(jié)果能夠設(shè)計(jì)出一臺滿足阜新封閉母線廠需要的液壓銅排（鋁排）板材坡口機(jī)，并能提高一定的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。通常所有板材坡口機(jī)由以下幾部分組成:1）油缸：提供板材坡口機(jī)壓緊板材所需的壓緊力且驅(qū)動(dòng)壓料腳上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 3）機(jī)架：由兩個(gè)立柱及三梁聯(lián)結(jié)而成。兩個(gè)立柱是最主要受力構(gòu)件。5）銑削系統(tǒng):由銑削頭，工作進(jìn)給系統(tǒng)，快速滑移系統(tǒng)等組成。向油缸提供壓力油并控制其運(yùn)動(dòng)。9）主電動(dòng)機(jī)和三個(gè)輔助電動(dòng)機(jī)?？傮w設(shè)計(jì)要求　坡口機(jī)在屬于高精度設(shè)備,設(shè)計(jì)時(shí)需按有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。②銑頭應(yīng)設(shè)計(jì)成角度可調(diào),以便銑出理想的焊接坡口。④銑刀盤要有防護(hù),防止鐵屑飛濺到鋼板上和操作人員的身上,以免造成鋼板表面壓痕和人身不安全事故發(fā)生。⑥為了保證刀具的耐用度,必須合理確定銑削速度。建議坡口機(jī)刀片盡量采用硬質(zhì)合金刀片,切削速度在150～260 m/ min。并要求更換方便、快捷,一個(gè)刀片有多個(gè)刃口可供使用。銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進(jìn)的方向相反稱為逆銑。逆銑切削時(shí),每齒切下的鐵屑切削厚度是逐步從零增至最大。因此針對實(shí)際需要我設(shè)計(jì)的坡口機(jī)采用順銑方式。 板材坡口機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)包含功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能設(shè)計(jì)三部分。通過對運(yùn)動(dòng)功能的分解和合成來確定其布局方案，對于設(shè)計(jì)加工特定板料的專用板材坡口機(jī)較為有效。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在總體布局方案基本確定之后，對機(jī)械結(jié)構(gòu)件進(jìn)行主要形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。類比技術(shù)是建立在成組技術(shù)和模塊化技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方案來實(shí)現(xiàn)。性能設(shè)計(jì)是根據(jù)板材坡口機(jī)的總體性能要求對運(yùn)動(dòng)誤差、精度和剛度等進(jìn)行設(shè)計(jì)分配。機(jī)械傳動(dòng)是指依靠齒輪等一些機(jī)械機(jī)構(gòu)來傳遞能量的傳動(dòng)；氣壓傳動(dòng)是以氣體的壓力能進(jìn)行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的氣體傳動(dòng)；液壓傳動(dòng)是以液體的壓力能進(jìn)行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的液體傳動(dòng)。但液壓傳動(dòng)也有其自身的缺點(diǎn)，如：液壓傳動(dòng)的工作性能受外界條件的變化很大；容易產(chǎn)生泄漏和壓力損失，傳動(dòng)效率低；易產(chǎn)生泄漏而造成污染；對液壓元件的加工精度、材料的材質(zhì)和熱處理工藝、維護(hù)和檢修水平等要求較高，故成本較高；對工作介質(zhì)的過濾要求嚴(yán)格。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓缸主要參數(shù)的確定根據(jù)手冊[10]的推薦值，按主機(jī)類型選擇工作壓力，初選液壓系統(tǒng)工作壓力=。則活塞桿直徑為：據(jù)手冊調(diào)整D與d得：。缸筒相當(dāng)于一個(gè)兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學(xué)可知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值改變而改變，因此在計(jì)算缸壁的合成應(yīng)力與厚度時(shí)，必須考慮不同的比值與材質(zhì)，采用不同的強(qiáng)度公式。表51 高精度冷拔無縫鋼機(jī)械性能表 Table of colddraw seamless steel mechanical properoty材料S45S35σb≥N/mm2700600σs≥N/mm2340310δs≥%164E≥N/mm22090021200μa 先求薄壁缸筒當(dāng)，強(qiáng)度計(jì)算公式： 式中： D—缸筒的內(nèi)徑—最高容許壓力—缸筒材料的許用應(yīng)力 —缸筒的內(nèi)應(yīng)力許用應(yīng)力可以用下式計(jì)算： 式中：—缸體材料的抗拉強(qiáng)度，查表可知 n—安全系數(shù)，一般取5算出值后代入 取整mm　　由于，〈 ，所以采用這種薄壁缸筒。此缸的主要尺寸為：缸的內(nèi)徑r1＝ 缸的外徑r2＝7缸的缸底厚度t=1 缸的出油口直徑d= 1）缸壁部分此缸的最大應(yīng)力點(diǎn)在內(nèi)壁，其最大值為： 此時(shí)由于＜，所以安全。3）活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算活塞桿常用345鋼等材料，對于沖擊震動(dòng)很大的活塞桿，也可以使用55鋼與40Cr。其力學(xué)性能為：，n 取2～，則：=142～，取為177Mpa。 液壓元件的選擇1）選擇泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)取系統(tǒng)的泄漏系數(shù)[8]為K=,則液壓泵的最大流量為： ，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0，則考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)壓力因素的影響，液壓泵的額定工作壓力為： 由于10個(gè)液壓缸并聯(lián)，所以： 根據(jù)和，查手冊選用D7B002型高壓低噪聲定量葉片泵，,，公稱壓力為25。2）閥類元件及輔助元件根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件、輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格。濾油器：濾油器是用于濾除油液中非可溶性顆粒污染物，對油液進(jìn)行凈化，以保證系統(tǒng)工作得穩(wěn)定和延長液壓元件得使用壽命。表52 元件的型號及規(guī)格表 Table of model and specification of element序號產(chǎn)品名稱估計(jì)通過量（L/min）額定流量