Die Hauptübertragungsstruktur des CNC-Winkelscherens Maschine umfasst hauptsächlich vier Typen: Hydrauliktyp, Kupplungstyp, Einpunkt-Servo-Kugelkopftyp und Vierpunkt-Servoantriebstyp. Der Hydraulikaufbau muss mit einem Hydrauliköl-Kühlsystem ausgestattet sein. Das Auslaufen von Hydrauliköl und die Altölaufbereitung führen zu einer gewissen Umweltverschmutzung. Darüber hinaus arbeitet die Ölpumpe in der Hydraulikstation kontinuierlich, wodurch viel Wärmeenergieverlust entsteht. Die Schermaschine schneidet nicht. Es verbraucht auch manchmal Strom, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. Der Motor der Kupplungsbauart ist immer in Betriebszustand und der Energieverbrauch ist hoch. Außerdem muss der Schnitthub der Schermaschine vor Ort angepasst werden. Die Einstellungsmethode ist eine mechanische Einstellung, die Einstellungsgeschwindigkeit ist langsam und die Genauigkeit ist nicht einfach zu garantieren.

Gemeinsame Hauptübertragungsstruktur

Die Hauptgetriebestruktur der CNC-Winkelschere umfasst hauptsächlich vier Typen: Hydrauliktyp, Kupplungstyp, Einpunkt-Servokugelkopftyp und Vierpunkt-Servoantriebstyp. Der Hydraulikaufbau muss mit einem Hydrauliköl-Kühlsystem ausgestattet sein. Das Auslaufen von Hydrauliköl und die Altölaufbereitung führen zu einer gewissen Umweltverschmutzung. Darüber hinaus arbeitet die Ölpumpe in der Hydraulikstation kontinuierlich, wodurch viel Wärmeenergieverlust entsteht. Die Schermaschine schneidet nicht Sie verbraucht auch zeitweise Strom, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. Der Motor der Kupplungsbauart ist immer in Betriebszustand und der Energieverbrauch ist hoch. Außerdem muss der Schnitthub der Schermaschine vor Ort angepasst werden. Die Einstellungsmethode ist eine mechanische Einstellung, die Einstellungsgeschwindigkeit ist langsam und die Genauigkeit ist nicht einfach zu garantieren.

Der Einpunkt-Servo-Kugelkopf-Servomotor treibt die Kugelumlaufspindel an, um den oberen Werkzeugständer direkt anzutreiben, um das Scheren des Plattenmaterials zu realisieren. Diese Struktur ist relativ kompakt, macht Zwischenübertragungsverbindungen überflüssig und kann effizientere und energiesparendere Schneidarbeiten durchführen. Allerdings erzeugt der Werkzeughalter beim Abscheren große Querkräfte in zwei Richtungen, und der Werkzeughalter kann umkippen. Diese Einpunkt-Kugelkopfstruktur kann diesen Nachteil nicht überwinden. Alle seitlichen Kräfte werden vom Werkzeughalter erzeugt. Die hintere senkrechte Führungsschiene trägt, wenn der Werkzeugständer Bleche unterschiedlicher Dicke oder unterschiedlicher Stärke schneidet, werden unterschiedliche Seitenkräfte erzeugt und die Führungsschiene verformt sich auch unterschiedlich stark, was die Schnittgenauigkeit in beide Richtungen beeinflusst. Um übermäßige Seitenkräfte zu vermeiden, wird die maximale Schnittlänge der Werkzeugmaschine mit diesem Aufbau begrenzt.

Die Vierpunkt-Servo-angetriebene Struktur wird von Vierpunkt-Dual-Servomotoren angetrieben. Es hat die Eigenschaften einstellbaren Hub, antiexzentrische Last und Energieeinsparung. Im Vergleich zu anderen Hauptübertragungsstrukturen hat es offensichtliche Vorteile. Dieser Artikel verwendet das Hauptübertragungsverfahren der Winkelschere als Forschungsobjekt, analysiert und erläutert die Vorkehrungen im Entwurfsprozess.

Strukturaufbau und Prinzip

Die servogetriebene Vierpunkt-Schermaschine besteht hauptsächlich aus einem Rahmen, einem Obermesserhalter, einem Untermesserhalter, einer Antriebsvorrichtung, einer Pressvorrichtung, einem Schmiersystem und einem Kühlsystem. Auf der Ober- und Unterseite sind zwei rechtwinklig eingebaute Schermessersätze parallel montiert. Auf der X-Achse und Y-Achse des Werkzeughalters kann die Platte in der horizontalen Ebene rechtwinklig geschnitten werden.

Der Übertragungsmechanismus der Winkelschere besteht aus einem Servomotor, einer Kugelumlaufspindel, einem Keilblock usw., wie in Abbildung 1 gezeigt. Der Servomotor treibt die Leitspindel durch die Kupplung, die Leitspindel drückt den Keilblock nach rechts, und die untere Fläche des Keilblocks drückt auf den oberen Messerhalter, um den oberen Messerhalter nach unten zu drücken, und treibt dann das obere Messer an, um die Platte zu schneiden. Um sicherzustellen, dass der obere Werkzeugständer der Scherkraft in X/Y-Richtung während der Scherbewegung effektiv widerstehen kann, werden zwei Sätze von Übertragungsmechanismen eingerichtet. Die beiden Sätze von Übertragungsmechanismen treiben den geneigten Keil an, um die Rollen der oberen Werkzeugstütze zu berühren. Wenn die rechtwinklige Schermaschine den Schneidvorgang ausführt, drücken der linke und der rechte schräge Keil an den beiden Sätzen von Übertragungsmechanismen gemeinsam den oberen Messerpfosten, um sich nach unten zu bewegen, um den Schneidvorgang abzuschließen.

Das antiexzentrische Lastprinzip der servogetriebenen Vierpunkt-Winkelschere ist: In dem Moment, in dem die obere Werkzeugstütze das Blech schneidet, werden die beiden Antriebsvorrichtungen synchron von den Servomotoren und der Synchronantriebsvorrichtung gesteuert ist extrem starr. Durch das Schieben der oberen Werkzeugstütze wird die durch die Scherkraft verursachte Drehneigung an jeder Stelle ausgeglichen, so dass die obere Werkzeugstütze die Messerverformung unter der Einwirkung der Scherkraft sehr klein machen kann, wodurch die Schnittqualität sichergestellt wird.

Analyse der Schienenmontage

Das Obermesser der Vierpunkt-Servo-Winkelschere befindet sich in der Mitte des Rahmens. Die vierseitige Führungsanordnung ist schwierig und kostspielig. Daher verwendet der Obermesserhalter in der Industrie meist eine doppelseitige Führung. Die beiden Oberflächen der Führungsanordnung sind senkrecht zueinander. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Führungsschienen zu montieren: in der Nähe des Messers und weg vom Messer, wie in Abbildung 2 gezeigt.

In Abb. 2 ist die Oberwerkzeughalter und der Stößel sind durch Schrauben verbunden und die Führungsschiene und der Rahmen sind durch Schrauben verbunden. Beim Schneiden des Blechs ist die Reaktionskraft des Blechs auf das Obermesser zusätzlich zur vertikalen Scherkraft horizontal. Richtungsschub, der dadurch erzeugt wird, dass die Ober- und Untermesser das Blech drücken.

Wenn sich die Führungsschiene in der Nähe der Messeranordnung befindet, wird die Kraft durch den nahegelegenen Stößel auf den Rahmen übertragen, und die Steifigkeit des Rahmens begrenzt die Messerausbeute während des Schervorgangs. Der Vorteil besteht darin, dass die Verformung des Obermesserrahmens wenig Einfluss hat, und der Nachteil ist, dass die Tragfähigkeit des Stößels ungleichmäßig ist. Die Tragfähigkeit des Stößels in der Nähe der Kraft ist groß und die Führungsschienen-Befestigungsschraube neigt dazu, sich unter der Kraft zu dehnen. Die Führungsschiene ist beim Abscheren der dicken Platte leicht zu verrutschen und weicht von der ursprünglichen Montageposition ab.

Wenn die Führungsschiene weit von der Messerbaugruppe entfernt ist, wird die Kraft über den Oberwerkzeughalter auf die Zahnstange übertragen. Durch die koordinierte Verformung des Oberwerkzeughalters ist die Tragfähigkeit jedes Stößels gleichmäßig und die Führungsschienen-Befestigungsschrauben werden nicht von der Kraft beeinflusst und weichen nicht von der ursprünglichen Montageposition ab. Nachteile Bei der Kraftübertragung erzeugt der Oberwerkzeughalter eine gewisse Verformung. Beim Schneiden unterschiedlich dicker Materialien sollte bei der Einstellung des Messerspaltes der Einfluss der Verformung des Oberwerkzeughalters umfassend berücksichtigt werden.

Analyse der Wirkung des Druckzylinders

Der Scherbereich des Bleches ist in vier Bereiche unterteilt, nämlich den Kollapsbereich, den glatten Bereich, den Rissbereich und den Gratbereich. Der glatte Bereich ist eine plastische Verformung unter Extrusionsspannung, und die anderen drei Abschnittsbereiche sind plastisch unter Zugspannung. Verformung. In der Extrusionsphase rutscht die Platte aufgrund der begrenzten Beschränkungen der oberen und unteren Klingen nicht. In der Streckstufe wird die Bahn gestreckt und rutscht. Im Maschinenbau wird häufig das Pressverfahren verwendet, um den Bogenschlupf zu begrenzen.

Bei der tatsächlichen Auslegung der Schermaschine ist die Presskraftauslegung viel kleiner als der berechnete Wert der empirischen Berechnungsformel. Für das Pressmaterial werden beispielsweise 40 Zylindersätze mit einem Zylinderdurchmesser von 25 mm ausgewählt und der Arbeitsdruck beträgt 0,6 MPa. Die maximale theoretische Ausgangskraft, die der Zylinder bereitstellen kann, beträgt 9080 N. Beim Schneiden einer Edelstahlplatte mit einer Größe von 2500 mm × 1500 mm × 4 mm beträgt die durch die empirische Formel berechnete Presskraft 87529 N. Der tatsächliche Bemessungswert ist viel kleiner als der theoretische Berechnungswert, was darauf hindeutet, dass der Scherzylinder nicht verwendet wird, um den Schlupf der Platte zu begrenzen. Stattdessen wird es verwendet, um das Anheben des Blechs während des Schervorgangs zu begrenzen und zu verhindern, dass das Obermesser das Blech beim Rückhub anhebt. Der Bogenschlupf wird hauptsächlich durch die Klemme begrenzt, aber im klemmfernen Bereich ist die Steifigkeit des Bogens relativ hoch. Schwach, diese Einschränkung ist unbedeutend, sodass die Schergenauigkeit schlechter wird.

Der Stanzwinkel ist zu nah an der Klinge und die von der Haltekraft bereitgestellte Haltekraft sorgt für ein kleines Anti-Hebemoment. Beim Schneiden dicker Platten hat der Haltezylinder eine unzureichende Haltefähigkeit; der Stanzwinkel ist zu weit vom Messer entfernt und beim Schneiden dünner Bleche fährt das Obermesser mit dem Material zurück. Häufig ist der Bogenabfall zu groß und die Bogenausnutzungsrate ist gering.

Maßnahmen zur Gewährleistung der Genauigkeit der Schermaschine

Zu den Schnittqualitätsfehlern von Blattmaterial gehören hauptsächlich Durchhang, Grat, schlechte Parallelität gegenüberliegender Seiten, schlechte Rechtwinkligkeit benachbarter Seiten usw., die mit dem Klingenspalt, der Parallelität der oberen und unteren Klingen und der Rechtwinkligkeit der Bleche und Klingen zusammenhängen.

Ein zu kleiner Schermesserspalt erhöht die Scherkraft und erhöht gleichzeitig die Reibung zwischen der Schneidkante und der Plattenkante und beschleunigt den Verschleiß der Schneidkante. Wenn der Spalt zu groß ist, erzeugt die Stahlplatte aus Kunststoff Grate und der Bruch der Stahlplatte aus sprödem Material wird rau. Der Wert des Spaltes hängt von der Dicke des Stahlblechs und den mechanischen Eigenschaften des Stahlblechs ab. Derzeit sind die Scheren meist mit automatischen Spaltverstelleinrichtungen ausgestattet.

Der Unterschied in der Parallelität der oberen und unteren Klingen bewirkt, dass sich der Klingenspalt während des Betriebs der oberen Klinge ändert, und die Vertikalität der oberen Klinge ändert sich ebenfalls entsprechend. Während des Schneidvorgangs treten Fehler wie Kanteneinbruch, Grate, Materialziehen und Klingenablösung auf; Die Änderung der Rechtwinkligkeit zur Klinge wirkt sich neben der Klinge selbst auch auf die Verformung der Platte selbst aus.

Doppelte Servomotor-Synchronsteuerung

Die servogetriebene Vierpunkt-Schermaschine verwendet einen doppelten Servoantrieb und einen halbgeschlossenen Regelkreis. Der Motor nimmt synchrone Steuerung an. Die Gantry-Synchronachse ist zur einheitlichen Steuerung mit dem NC-CNC-System verbunden. Master- und Slave-Motor werden gleichzeitig von der NCU (Numerical Control System Control Unit) angesteuert. Positionskontrolle. Im Leerhub ist die Synchronisation der Dual-Servomotoren sehr gut, aber während des Schneidvorgangs schwankt die Synchronisationsgenauigkeit der Dual-Servomotoren zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Nichtsynchronisation der Doppelmotoren führt dazu, dass der obere Werkzeugständer und das obere Messer kippen und dann die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen. Durch Steuern des zulässigen Schwankungsbereichs der Phasendifferenz der Doppelmotoren wird der obere Werkzeugständer so gesteuert, dass er glatt läuft, wodurch die Parallelität der oberen und unteren Klingen sichergestellt wird.

Der Schrägkeil ist auf die Rolle des oberen Werkzeugständers abgestimmt

Während des Montagevorgangs kann es vorkommen, dass die Passung von Schrägkeil und Oberwerkzeughalter nicht sehr eng ist, und dies hängt von mehreren Faktoren ab.

⑴ Montagefehler. Bei der Montage muss der Diagonalkeil gut zur Rolle der oberen Werkzeugaufnahme passen und die Anpresskraft sollte gleichmäßig sein. Wenn die von den einzelnen Keilen auf die obere Werkzeugaufnahme ausgeübte Kraft zu groß ist, treten der Keil und die Rolle während des Betriebs auf. Lücke.

⑵ Herstellungsfehler. Es liegt ein Winkelfehler des an der Antriebsvorrichtung montierten Keils vor, der der Hauptgrund für den dynamischen Spalt zwischen Keil und Rolle während des Betriebs ist.

⑶ Montagestress. Wenn der Doppelantriebsmechanismus auf unangemessene Weise mit der oberen Werkzeugstütze verbunden ist oder der Synchronmotor vor dem Einschalten nicht ordnungsgemäß freigegeben wird, kommt es zu Spannungen zwischen dem Doppelantriebsmechanismus und der oberen Werkzeugstütze. Im Leerlauf gibt es nur einen Antrieb Die Mechanik liefert die Hauptleistung. Nach längerer Zeit entsteht eine Lücke zwischen dem anderen Keilsatz und der oberen Werkzeugaufnahme.

Zwischen dem Schrägkeil und der Rolle der oberen Werkzeugaufnahme ist ein Spalt. Die Auswirkung auf die Bearbeitungsgenauigkeit ist ähnlich der des Servomotor-Synchronisationsfehlers. Während des Schneidvorgangs schwankt der Höhenunterschied zwischen der linken und rechten Seite der oberen Werkzeugaufnahme, was sich auf den Klingenspalt auswirkt. In dieser Situation kann es während des Betriebs auch leicht zu Stößen kommen, die Geräusche verursachen und wichtige Teile beschädigen. Daher ist es im eigentlichen Montageprozess erforderlich, den Spalt zwischen Keil und Rolle zu unterschiedlichen Zeitpunkten dynamisch zu überwachen.

Blattdurchhang

Wenn die rechtwinklige Schermaschine große Werkstücke schneidet, z. B. Werkstücke, die größer als 300 mm in beiden X/Y-Richtungen sind, ist die Steifigkeit der Platte schlecht, wenn sie flach gelegt wird. Vor dem Schneiden sackt die Platte aufgrund der Schwerkraft ab und ist im eingespannten Bereich weit von der Platte entfernt Kanten verschlechtern sich. Die einfachste Maßnahme besteht darin, eine Reihe von Stützmechanismen zu konzipieren, um das Durchhängen des Bogens zu begrenzen. Bild 3 zeigt das am häufigsten verwendete Tragprinzip-Diagramm der Schermaschine. Der Zylinder nutzt das Prinzip des Hebels, um das andere Ende der Stützrolle in einer kreisförmigen Bewegung nach oben zu schieben, wodurch Bauraum gespart wird.

In diesem Artikel werden die Eigenschaften der bestehenden rechtwinkligen Schermaschine erläutert. Am Objekt der Vierpunkt-Servo-Winkelschere werden Aufbau, Aufbau und Arbeitsweise erläutert. Die Führungsmethode des oberen Werkzeughalters und des Presszylinders Die Wirkung wird analysiert; der Einfluss von Motorsynchronisation, Getriebemontage und Blechdurchhang auf die Genauigkeit der Winkelschere wird analysiert und entsprechende Garantiemaßnahmen als Anleitung und Anregungen für die Auslegung der Winkelschere gegeben.