金屬鋸床用高精度自動定尺裝置設(shè)計

1、    金屬鋸床用高精度自動定尺裝置設(shè)計    王志藝何海崗楊銀初摘要：設(shè)計了一種高精度自動定尺裝置，其精度高，減少了工人操作，提高了產(chǎn)品的長度合格率，降低了產(chǎn)品長度不穩(wěn)定性，達(dá)到客戶要求的同時還提高了生產(chǎn)效率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：金屬鋸床;高精度;自動定尺;設(shè)計0 引言隨著社會進(jìn)步與發(fā)展，鋁型材在社會生活的各個領(lǐng)域中應(yīng)用得越來越廣泛1。型材截面向著異型化、大型化等方向發(fā)展，對后續(xù)深加工的尺寸精度、外觀要求也越來越高。在鋁型材生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)用戶的要求，將鋁型材切割成一定的長度，便于運(yùn)輸和使用。一般情況下，用戶對長度以及公差有明確的要求，如

2、果在切割過程中長度控制不好，將出現(xiàn)很多廢材，日積月累，將給生產(chǎn)廠家?guī)聿恍〉膿p失。因此，如何在生產(chǎn)過程中精確控制切割的長度就顯得非常重要。以往的鋁型材定尺裝置基本都是人工測量定尺長度，定尺精度低、工人操作不方便等，均會造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低等問題。另外，隨著工業(yè)鋁型材對定尺精度要求進(jìn)一步提高，對各類產(chǎn)品的精度要求也越來越高，研發(fā)一種自動化程度高、定尺精度高、工人操作方便、質(zhì)量可靠的定尺裝置顯得尤為必要2。1 金屬鋸床的定尺裝置1.1    金屬鋸床簡介隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)朝著經(jīng)濟(jì)、高效和高精度的方向發(fā)展，金屬鋸切作為金切加工的起點(diǎn)，已成為零件加工過程中的重要環(huán)節(jié)。金屬

3、鋸床是一種常見的金屬件加工設(shè)備，是以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具，鋸切金屬圓料、方料、管料和型材等的設(shè)備。金屬鋸床主要有立式和臥式兩種。立式帶鋸床的鋸架垂直設(shè)置，切割時工件移動，用以切割板料和成型零件的曲線輪廓，還可把鋸帶換成銼鏈或砂帶，進(jìn)行修銼或打磨。臥式帶鋸床的鋸架水平或傾斜布置，沿垂直方向或繞一支點(diǎn)擺動的方向進(jìn)給，以保持鋸齒與工件垂直。金屬鋸床鋸切材料有很多優(yōu)點(diǎn)：第一，金屬鋸床可設(shè)計自動化送料、下料、測量、出料，大大減少了人工成本的支出;第二，金屬鋸床加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;第三，金屬鋸床可以節(jié)約材料，減少二次加工量，從而大幅提高勞動生產(chǎn)效率。因此，金屬鋸床已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、

4、礦山、汽車、造船、航空航天等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域3-4。金屬鋸床主要部件有底座、床身、立柱、鋸梁和傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置、工件夾緊機(jī)構(gòu)、張緊裝置、送料架、液壓傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤滑及冷卻系統(tǒng)，圖1是一種典型的臥式鋸床結(jié)構(gòu)圖。1.2    金屬鋸床中傳統(tǒng)定尺裝置的缺陷圖1中料長擋塊實際上就是鋸床定尺裝置。傳統(tǒng)的定尺裝置存在一定的問題：首先物料在傳送裝置的作用下運(yùn)動，當(dāng)物料的一端與定尺裝置接觸的瞬間，物料對定尺裝置上的緩沖部分進(jìn)行撞擊，這種撞擊會造成物料定位不準(zhǔn)等問題，直接影響定尺的精度，而且當(dāng)定尺裝置確定出某一長度距離時，需要人工操作定尺裝置內(nèi)的鎖死結(jié)構(gòu)將定尺裝置的移動部分鎖死，

5、以確保該長度不會發(fā)生變化。這種方式一方面需要每次人工設(shè)定尺寸，存在操作煩瑣的問題，并且尺寸精度存在波動，不適合大批量生產(chǎn)使用;另一方面，當(dāng)定尺裝置確定某一長度距離后，測量裝置無法及時反饋，待剪工件的剪切動作延后，所切割的工件尺寸不準(zhǔn)確。2 高精度自動定尺設(shè)計方案2.1    高精度自動定尺裝置設(shè)計方案5為了克服傳統(tǒng)定尺裝置的缺陷，設(shè)計了一種高精度自動定尺裝置，其主視圖如圖2所示。高精度自動定尺的技術(shù)方案為：包括主體架，主體架上安裝有導(dǎo)向軸和移動座，移動座沿著導(dǎo)向軸的方向運(yùn)動，導(dǎo)向軸末端設(shè)置有止定螺桿，移動座上設(shè)有傳動螺母和與傳動螺母相配合的傳動螺桿，移動座上還安裝有氣缸和與

6、氣缸的連接頭相鉸接的定尺擺動桿，氣缸通過驅(qū)動連接頭運(yùn)動，同時帶動定尺擺動桿轉(zhuǎn)動。定尺擺動桿上連接行程傳動桿，行程傳動桿上連接行程開關(guān)，傳動螺桿的末端固定連接鎖定輪和定長手輪，止定螺桿可轉(zhuǎn)動并與鎖定輪的凹槽相嚙合，行程傳動桿可與待剪鋁型材相接觸，移動座上安裝電子尺，并在顯示屏顯示尺寸數(shù)值，行程開關(guān)通過數(shù)據(jù)線反饋信號至氣缸并控制氣缸的啟停操作。2.2    結(jié)構(gòu)和工作原理5高精度自動定尺的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。其結(jié)構(gòu)主要包括：主體架3，主體架3上安裝有導(dǎo)向軸4和移動座5，移動座5沿著導(dǎo)向軸4的方向運(yùn)動。導(dǎo)向軸4末端設(shè)置有止定螺桿13，移動座5上設(shè)有傳動螺母11和與傳動螺母11相

7、配合的傳動螺桿10，移動座5上還安裝有氣缸2和與氣缸2的連接頭14相鉸接的定尺擺動桿8。氣缸2通過驅(qū)動連接頭14運(yùn)動，帶動定尺擺動桿8轉(zhuǎn)動，定尺擺動桿8上連接行程傳動桿9，行程傳動桿9上連接行程開關(guān)12。行程傳動桿9可與待剪工件1相接觸，當(dāng)待剪工件1輸送至行程傳動桿9處就會觸發(fā)行程開關(guān)12并發(fā)出信號。傳動螺桿10的末端固定連接鎖定輪7和定長手輪6，止定螺桿13可轉(zhuǎn)動并與鎖定輪7的凹槽相嚙合，即通過止定螺桿13卡住鎖定輪7，從而達(dá)到限制傳動螺桿10轉(zhuǎn)動的目的，即移動座5停止運(yùn)動，定尺裝置移動至符合工藝要求設(shè)定的長度。移動座5上安裝電子尺并在顯示屏顯示尺寸數(shù)值，行程開關(guān)12通過數(shù)據(jù)線反饋信號至氣缸

8、2并控制氣缸2的啟停操作，氣缸2的控制系統(tǒng)接收到待剪工件1輸送的信號后開始啟動，當(dāng)接收到待剪工件1輸送至設(shè)定長度觸動行程傳動桿9進(jìn)而觸發(fā)行程開關(guān)12發(fā)出信號時，關(guān)閉氣缸2將定尺擺動桿8退回待機(jī)位。此裝置適合批量生產(chǎn)使用，每種剪切長度手動設(shè)定一次尺寸即可。3 裝置實際使用效果將高精度自動定尺安裝在鋸床上，現(xiàn)場分別對7個規(guī)格的鋁型材各測量20組數(shù)據(jù)，測量結(jié)果與誤差數(shù)據(jù)如表1所示?？梢钥闯?，系統(tǒng)所測量的長度誤差4 結(jié)語本文所述高精度自動定尺用于金屬鋸床中，其精度高，減少了工人操作，提高了產(chǎn)品的長度合格率，降低了產(chǎn)品長度不穩(wěn)定性，滿足客戶要求，同時還提高了生產(chǎn)效率。設(shè)備運(yùn)行半年多以來，自動定尺控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定、性能可靠。該項設(shè)計工程材料費(fèi)用較低，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1 王平.淺談鋁型材鋸切、沖壓加工j.科學(xué)與財富，2013（4）：112.2 李耕，楊舒拉，孟春光.高精度自動寬度定尺機(jī)的設(shè)計與研制j.山東冶金，2001，23（5）：43-44.3 楊江.一種自動鋁材鋸床：c