數控鋼板縱切成型機的製作方法

2023-12-01 09:31:31 1

本發明涉及鋼板切削設備領域的數控鋼板縱切成型機，具體的說是一種靠多點切削方式，對鋼板進行無熱形變、無擠壓形變、無氧化層、高直線精度、多線縱向分離、一次成型的專用金切設備。

背景技術：

目前,在我國工業生產中,鋼板縱向直線分離設備廣泛採用的是火焰切割、等離子切割和輥剪式切割三種方式。

我們曾對國內橋梁、容器、船舶、汽車等使用鋼板較多的大型企業進行調研，發現使用火焰、等離子、輥剪三種方式進行鋼板縱向直線分離，存在許多自身難以修正的加工缺陷,給焊接工序、結構工序帶來同型弊端，為加工的產品埋下隱患，嚴重影響產品的可靠性與穩定性。

火焰切割機切割鋼板的缺點是，切割所需預熱和穿孔時間長，切割速度慢，切割時的熱變形大，燃料燃燒對環境汙染嚴重。雙邊切口留有氧化層，焊接時需要磨削掉氧化層，特別是熱變形後的鋼板很難矯正，有的產品帶著不同形變工件應用在設備中，嚴重影響產品內在質量。

等離子切割不能切割厚板材，其切割精度高，但使用成本也高，不適合大批量、高效率的生產環節。

輥剪式切割鋼板，鋼板屬壓強撕裂形態，工件產生雙邊鐮刀彎，10—15mm內金相結構發生聚變，要達到嚴格的機械結構或焊接結構的技術要求，必須切掉鋼板雙邊的10—15mm邊沿材料，造成巨大的材料浪費，增大了雙邊取直的加工成本。

在三年時間的調研中，我們走訪了中鐵山橋、武橋、九橋、寶橋，中建鋼構、中建二局，蘭州石化，陽煤豐喜化工，中冶瀋陽集團公司，武船，航天特車等企業，聽取生產一線的技術人員和使用工人意見，他們希望有環保、低耗、高效、高精度，智能化的鋼板縱切設備。

技術實現要素：

為改變目前我國在鋼板縱向分離中粗放型的加工現狀，本發明提供了一種數控鋼板縱切成型機，利用多點金屬切削的方式進行不同厚度的鋼板縱向分離，提高基礎加工的裝備水平，減少環境汙染，降低綜合生產成本，提高加工精度，為實現智能、個性化需求鑑定堅實基礎。

為達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：

一種數控鋼板縱切成型機，包含有床身、主龍門裝配、副龍門裝配、輸送裝配、切削主機裝配和相應的數控系統，在數控系統的控制下實現設備的功能，所述主龍門裝配、副龍門裝配和切削主機裝配設置於床身的中間位置，所述主龍門裝配與副龍門裝配分別與切削主機裝配連接，實現切削主機裝配的組合刀具進行上下左右方向的進給運動，所述副龍門裝配與切削主機裝配的連接為活動式，當切削主機裝配工作時，與所述副龍門裝配的左右進給裝置連接，切削主機裝配不工作時，與所述副龍門裝配分開，所述輸送裝配設置於床身上，利用電磁吸附結構穩定吸附待切削鋼板在床身上並準確輸送至切削主機裝配的正下方進行直線切削，所述切削主機裝配的組合刀具設置為若干組，根據待切削鋼板的間距要求自動調整組合刀具的橫向間距，各組組合刀具按給出的間距分擔切削工作，通過調節組合刀具的切削角度，使切削後的鋼板邊緣形成坡口形狀。

所述主龍門裝配包含有左右兩個主龍門立柱、主龍門橫梁、主龍門升降、轉角裝置、主龍門左右進給裝置和鎖緊裝置，兩個所述主龍門立柱分別設置於床身的兩側、頂部通過主龍門橫梁固定連接形成龍門結構，兩個所述主龍門立柱底部分別設置主龍門升降機，兩個所述主龍門升降機之間連接有主龍門通槓，所述主龍門橫梁上設置直線導軌和滑塊，若干個主龍門左右進給裝置與滑塊連接設置於主龍門橫梁上，每個所述主龍門左右進給裝置上設置鎖緊裝置，每個所述主龍門左右進給裝置分別與切削主機裝配的組合刀具連接，所述轉角裝置與組合刀具相連，使組合刀具能夠旋轉，在切削後的鋼板邊緣形成坡口。

所述副龍門裝配包含有左右兩個副龍門立柱、副龍門橫梁、副龍門左右進給裝置、副龍門減速電機和副龍門升降機，兩個所述副龍門立柱分別設置於床身的兩側、頂部通過副龍門橫梁固定連接形成龍門結構，兩個所述副龍門立柱的頂部分別設置副龍門升降機，所述兩個所述副龍門升降機之間連接有副龍門通槓，所述副龍門橫梁上設置直線導軌和滑塊，若干個副龍門左右進給裝置與滑塊連接設置於副龍門橫梁上，兩個所述副龍門立柱底部分別連接副龍門減速電機，使副龍門裝配能夠移動。

所述切削主機裝配包含有主機座、調節座板、組合刀具、角度調節裝置、傳動裝置和減速電機，所述主機座為裝配主架體，其兩端分別與主龍門裝配和副龍門裝配連接，所述調節座板貼附於主機座內面上，分別與組合刀具及傳動裝置連接，所述角度調節裝置連接於主機座與調節座板之間，以使調節座板與水平線成角度，調節合適後可鎖定，所述傳動裝置採用多條同步帶連接各組合刀具的固定軸及減速電機，切削時各組合刀具能夠平等分擔切削工作。

所述主機座與副龍門裝配的連接端設置有加強電磁吸附裝置。

所述輸送裝配包含有工件進給動力裝置、推臺一、推臺二、工件對中裝置、電磁吸附裝置及中心距調節裝置，所述工件給進動力裝置設置於推臺一上，推臺一與若干排列整齊的所述推臺二設置於床身上，每兩個推臺二之間通過電磁吸附裝置連接，所有電磁吸附裝置的上表面形成放置待切削鋼板的平面，所述電磁吸附裝置上表面設置凹槽以滿足工件底面刀具切削時行走的通道及儲屑溝槽,所述工件對中裝置設置於推臺二上，所述中心距調節裝置設置於電磁吸附裝置的下方，手動操作完成電磁吸附裝置的位置調節。

所述電磁吸附裝置的電磁吸附機構設有上下導向裝置,下方設置彈簧，通過上下導向裝置與電磁吸附裝置底座連接。

所有所述電磁吸附裝置的電磁吸附機構兩端設置橫向齒輪齒條傳動機構，便於組合刀具橫向位移,準確定位各個待切削鋼板之間的中心距。

所述床身採用鋼板焊接後退火而成，其上表面設置有直線導軌,床身中部設有推動待切削鋼板的動力總成,下方設有齒輪和齒條。

本發明主要由床身、主龍門裝配、副龍門裝配、輸送裝配、切削主機裝配和數控系統組成，切削主機裝配與主龍門裝配及副龍門裝配的左右進給裝置連接，同時主龍門裝配、副龍門裝配具有升降功能，實現了切削主機裝配組合刀具的上下左右進給運動，對輸送裝配平穩輸送的鋼板同時進行多線切削；輸送裝配採用電磁吸附裝置吸附鋼板進行鋼板的傳輸，更加平穩可靠，並克服了鋼板微不平整時電磁鐵裝置的吸附問題，確保了鋼板運送的穩定和切削時的平穩，並且通過調整組合刀具的角度實現鋼板邊緣具有坡口功能，節省了下一步的加工程序，提高了生產效率；主龍門裝配與切削主機裝配固定連接，副龍門裝配與切削主機裝配的連接屬於活動式連接，不工作時副龍門裝配脫離開切削主機裝配，方便更換刀具和保養維護；整個切削過程運行平穩，變形量小，切口質量好，邊緣具備坡口，直線度高，切削精準，適合大規模推廣應用，填補了目前該領域設備的一大空白。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明主龍門裝配結構示意圖；

圖3為本發明副龍門裝配結構示意圖；

圖4為本發明切削主機裝配結構示意圖；

圖5為圖4另一側面結構示意圖；

圖6為本發明輸送裝配結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述：

如圖1所示，該數控鋼板縱切成型機，包含有床身1、主龍門裝配2、副龍門裝配3、輸送裝配4、切削主機裝配5和相應的數控系統，在數控系統的控制下實現設備的功能，所述主龍門裝配1、副龍門裝配2和切削主機裝配5設置於床身1的中間位置，所述主龍門裝配1與副龍門裝配3分別與切削主機裝配5連接，實現切削主機裝配5的組合刀具進行上下左右方向的進給運動，所述副龍門裝配3與切削主機裝配5的連接為活動式，當切削主機裝配5工作時，與所述副龍門裝配3的左右進給裝置連接，切削主機裝配5不工作時，與所述副龍門裝配3分開，所述輸送裝配4設置於床身1上，利用電磁吸附結構穩定吸附待切削鋼板在床身1上並準確輸送至切削主機裝配5的正下方進行直線切削，所述切削主機裝配5的組合刀具設置為若干組，根據待切削鋼板的間距要求自動調整組合刀具的橫向間距，各組組合刀具按給出的間距分擔切削工作，通過調節組合刀具的切削角度，使切削後的鋼板邊緣形成坡口形狀。

作為優選的方式，所述床身採用鋼板焊接後退火而成，其上表面設置有直線導軌,床身中部設有推動待切削鋼板的動力總成,下方設有齒輪和齒條，為待切削鋼板的輸送平穩運行提供保障。

如圖2所示，所述主龍門裝配2包含有左右兩個主龍門立柱21、主龍門橫梁22、主龍門升降機23、轉角裝置25、主龍門左右進給裝置26和鎖緊裝置27。兩個所述主龍門立柱21分別設置於床身1的兩側、頂部通過主龍門橫梁22固定連接形成龍門結構，兩個所述主龍門立柱21底部分別設置主龍門升降機23，保證主龍門橫梁22升降平穩。兩個所述主龍門升降機23之間連接有主龍門通槓24，保證同步性。所述主龍門橫梁22上設置直線導軌221和滑塊222，若干個主龍門左右進給裝置26與滑塊222連接設置於主龍門橫梁22上。每個所述主龍門左右進給裝置26上設置鎖緊裝置27，每個所述主龍門左右進給裝置26分別與切削主機裝配5的組合刀具連接，所述轉角裝置25與組合刀具相連，使組合刀具能夠旋轉，在切割後的鋼板邊緣形成坡口，減少了後續的加工工序，提高了生產效率。本實施例中，轉角裝置25採用主要由電機減速機、若干與鋸削主機的組合刀具相連接的蝸輪蝸杆結構，主龍門通槓24貫穿各蝸輪蝸杆結構，主龍門通槓24與蝸杆通過長鍵來定位和傳遞動力。

如圖3所示，所述副龍門裝配3的結構與主龍門裝配2結構類似，包含有左右兩個副龍門立柱31、副龍門橫梁32、副龍門左右進給裝置33、副龍門減速電機34和副龍門升降機35，兩個所述副龍門立柱31分別設置於床身1的兩側、頂部通過副龍門橫梁32固定連接形成龍門結構，兩個所述副龍門立柱31的頂部分別設置副龍門升降機35，所述兩個所述副龍門升降機35之間連接有副龍門通槓36，所述副龍門橫梁32上設置直線導軌321和滑塊322，若干個副龍門左右進給裝置33與滑塊322連接設置於副龍門橫梁32上，兩個所述副龍門立柱31底部分別連接副龍門減速電機34，使副龍門裝配3能夠移動。本實施例中，副龍門減速電機34通過齒輪齒條結構驅動副龍門裝配3整體移動，便於與切削主機裝配5的結合與分離。副龍門左右進給裝置33上設置錐套，與設置於切削主機裝配5的錐杆相連時無需人力幹預，提高效率。

如圖4和圖5所示，所述切削主機裝配5包含有主機座51、調節座板52、組合刀具53、角度調節裝置54、傳動裝置55和減速電機56，所述主機座51為裝配主架體，其兩端分別與主龍門裝配2和副龍門裝配3連接，所述調節座板52貼附於主機座51內面上，分別與組合刀具53及傳動裝置55連接，所述角度調節裝置54連接於主機座51與調節座板52之間，以使調節座板52與水平線成角度，調節合適後可鎖定，所述傳動裝置55採用多條同步帶連接各組合刀具53的固定軸及減速電機56，切削時各組合刀具53能夠平等分擔切削工作。

本實施例中，在主機座51上設置有「1」字槽方便調節座板52調整角度。當調節座板52位置合適後，通過螺栓將調節座板52固定於主機座51上，確保切削穩定。

作為優選的方式，所述主機座51與副龍門裝配3的連接端設置有加強電磁吸附裝置57，為切削主機裝配5與副龍門裝配3的連接增加穩定性。

如圖6所示，所述輸送裝配4包含有工件進給動力裝置41、推臺一42、推臺二43、工件對中裝置44、電磁吸附裝置45及中心距調節裝置46，所述工件進給動力裝置41設置於推臺一42上，本實施例中工件進給動力裝置41提供旋轉動力驅動齒輪，通過齒輪齒條結構推動整個輸送轉配4運動。推臺一42與若干排列整齊的所述推臺二43設置於床身1上，每兩個推臺二43之間通過電磁吸附裝置45連接，所有電磁吸附裝置45的上表面形成放置待切削鋼板的平面。由於切削鋼板時刀具會穿過待切削鋼板，所以所述電磁吸附裝置45上表面設置凹槽以滿足待切削鋼板底面刀具切削時行走的通道及儲屑溝槽。所述對工件中裝置44設置於推臺二43上，使待切削鋼板在切削時位置適當，減少切削浪費。由於切削過程中要根據鋼板寬度不同，需要對電磁吸附裝置45的位置進行調整，所以設計了中心距調節裝置46，所述中心距調節裝置46設置於電磁吸附裝置45的下方，手動操作完成電磁吸附裝置45的位置調節。

本實施例中，在推臺一42上設置t型槽，與電磁吸附裝置45通過鍵和t型螺母連接，起到電磁吸附裝置45移動的導向作用和固定時的穩定作用以及力傳導作用。中心距調節裝置46設置為主要包含有渦輪減速機，方便手動操作完成電磁吸附裝置45的位置調節。

作為優選的方式，所有所述電磁吸附裝置45的電磁吸附機構兩端設置齒輪齒條傳動結構，便於移動時運行平穩。

作為優選的方式，所述電磁吸附裝置45的電磁吸附機構設有上下導向裝置,下方設置彈簧，通過上下導向裝置與電磁吸附裝置45底座連接,使電磁吸附裝置45不會因待切削鋼板微不平整而不能吸附於待切削鋼板上。

利用本發明對待切割鋼板進行縱向切削過程如下。

在數控系統下，首先根據待切割鋼板厚度、所需寬度、坡口角度等參數調整好切削主機、電磁吸附裝置45位置，並設置好切削角度、坡口角度。具體地，將組合刀具53所在的結構單元下文稱切削主機刀具單元，根據板厚調節切削主機刀具單元的角度調節裝置54，使前端刀具比尾端刀具高出板厚高度多2mm左右；根據坡口角度通過轉角裝置25使切削主機刀具單元與鋼板成坡口角度，鎖緊切削主機刀具單元位置，等待加工；根據待切割鋼板寬度，將各主龍門、副龍門左右進給裝置移動到合適位置，並將各電磁吸附裝置45通過輸送裝配4的中心距調節裝置46移動到適當位置，使切削線和電磁吸附裝置45中線與分線條重合。根據實際情況，未利用到的某些電磁吸附裝置45、切削削主機刀具單元省略一些調整，並移至不幹涉切削分線的位置。將副龍門裝配3與切削主機裝配5、主龍門裝配2連接為一體，然後將待切削鋼板吊裝至電磁吸附裝置45上，利用工件對中裝置44將待切削鋼板對正。待切削鋼板對中後電磁吸附機構通電，吸附住待切削鋼板。輸送裝配4裝置運轉，勻速運送待切削鋼板。主龍門裝配2的主龍門橫梁22下降至合適位置，組合刀具53轉動開始切削鋼板，直到待切削鋼板分線切削同時完成。然後分線後的鋼板下料，輸送裝配4回到初始位置，一次分線工作完成。重複上述動作，直至所有待切削鋼板加工完成。輸送裝配4回到初始位置，副龍門裝配3與切削主機裝配5分開。切削冷卻採用噴霧方式，切削液直接蒸發掉，無需額外處理；並且有毛刷清理可能黏附於組合刀具上的鐵屑，使鐵屑帶走一部分熱量並減少鐵屑對加工的幹擾。

綜上所述，本發明所提供的數控鋼板縱切成型機實現了任意選定各分工作檯橫向不同中心距、工件自動對中、無局部強力裝夾、按需設定工件給進速度、在同一縱向直線上多點遞進型刀具進行切削，可上下直線切削，也可進行帶角度的坡口直線切削，切口光潔度高，無氧化層，無金相結構變化，若干縱切線均為一次成型，為工件的機械結構或焊接結構提供了高精度的銜接基準面。

當然，上述說明並非是對本發明的限制，本發明也並不僅限於上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬於本發明的保護範圍。