全自动切边机论文：铝板带材圆盘切边的组成与切边精度控制.doc

全自动切边机论文：铝板带材圆盘切边的组成与切边精度控制 [摘 要] 本文论述了铝材切边分切精度（包括宽度精度和厚度精度）的自动调整方法和程序；以及铝材切边所使用设备的结构组成。重点介绍了sms全自动切边机的结构、原理和适用范围，特别是对分切精度的自动调整做了详细的阐述。 [关键词] 全自动切边机 精度 圆盘刀 间隙 重叠量 分切宽度 一、圆盘剪切边机的结构、原理和适用范围 1.1切边机的原理和结构 然而，目前切边机使用得最多的是圆盘刀结构。圆盘剪切边机实际使用时上下两片圆盘刀片相对转动，来实现连续分切带材的目的。如图1，显示了上下刀的装配位置以及其他附件的安装位置。 1 上下刀片分切带材 19、心轴20、刀片21、刀套5、调节机构及传动机构组成。刀片侧隙的调整通过蜗杆1和蜗轮7的转动来实现。重叠量的调整通过蜗杆22和蜗轮18的旋转带动偏心套11的同步旋转来实现。 1）驱动电机——操作侧、驱动侧各一个（也有操作侧和驱动侧使用一个电机来带动，实现操作侧和驱动侧同 2）上下刀轴分齿箱——操作侧、驱动侧各一套； 3)上下刀轴——操作侧、驱动侧个一套共4根刀轴； 4)圆盘刀——与刀轴配套，共4片； 5)其它附件——液压系统，液压螺母、联轴器、刀套、扇形齿轮、丝杠等附件。 虽然整套切边机涉及到的内容很多，也很广泛，但是分切精度主要由刀片、刀轴结构和装配精度来决定，一般情况下，分切精度不足时通过它的传动机构来调整，如丝杠联接，偏心套装配及液压执行元件等。 1.2使用范围 二、切边机分切精度调整 影响圆盘剪切边机的分切精度的主要因素有：分切宽度、上下刀片重叠量和间隙量。传统切边机的分切宽度、圆盘刀间隙量和重叠量的调整都是通过手动调节，这就限制了该切边机的加工能力，在分切不同宽度、不同厚度板材的时候，传统切边机的参数设置时间和准备时间就会大大增加，大大降低了生产效率。 如下图所示，在选择圆盘刀时应该注意，圆盘刀直径d与带材厚度h、重叠量δ以及最大咬入角α（5-15°不等）有以下关系： d= hmi器（集线器管理端口，既是输出设备，也是输入设备）来控制，而且调节精度都很高（一般精度0.001mm）。当基准固定好之后，位置数据通过键区输入，hmi上面的显示屏幕上的数据可以供操作手观查，操作手也可以从显示屏幕上输入需要调整的数据。plc将数据送至各个驱动器，驱动器再命令各个执行机构动作，同时通过传感器检测的数据与电机编码器数据进行比较，来做位移、角度反馈，提高各个执行机构的动作的精确度。 2.1 圆盘刀间隙和重叠量调整 2.1和2.2 2.1 图2.2 重叠量的大小取决于板带材的刚性。从实际的剪切过程中可以看出，板材边部断面一部分是被刀刃切开，其余部分都是撕裂开的。设置适当、合理的间隙量才能得到完美的边部质量。 剪切过程如图3所示，可以看出，剪切过程需要经历三个阶段： 3 1）弹性变形阶段（图3（a））. 上下刀与板带接触并挤压，带材产生弹性压缩并且有穹弯，略有材料挤靠上下刀间隙的侧面趋势，随着上下刀之间相互靠近，穹弯愈发严重，上下刀 2）塑性变形阶段（图3（b））. 随着上下刀的靠近，带材变形达到了它的屈服极限，部分材料被刀的侧面挤压，产生塑性变形，产生光亮的剪切断面。由于上下刀间隙的存在，塑性变形的同时还伴有材料的弯曲与拉伸，剪切继续进行，材料内应力不断增大，在刀刃处由于应力集中，此处的内最大应力状态超过材料的断裂极限，开始出现微笑的细纹。 3）断裂阶段（图3（c））. 随着上下刀切入材料的深入，人口处的裂纹不断向材料内部扩展，在上下刀间隙量设置适当时， 表1-表2是实际生产过程中记录下来的间隙量数据和重叠量数据。 3.0mm，4.0mm，5.0mm，5.96mm，7.0mm和8.0mm带材的数据规律记录都上述两个表格非常相近，在这里省略。 1、表2可以看出，上下刀片间隙量（gap）大约为来料厚度的8%-10%；而上下刀片之间的重叠量（overlap）大约为50%，并且都略大于8％和50%。由于圆盘刀的加工精度和安装精度误差，最终间隙量会造成来料且不开的情况，这是不允许的。 7%～10%，板材厚度≤0.33mm重叠量应选择为带材厚度的7%，0.3mm0.5mm重叠量选择为带材厚度的10%。 1、表2中所对应单一材料，经过试验证实：对于弹性模量大的材料，切边机上下刀片重叠量能达到20%，远远小于材料厚度的50%；对于弹性模量较小的材料，切边机上下刀重叠量甚至会超过材料厚度的50%，也就是说，材质较硬的材料，厚度方向上的切口非常小（20%），其余（80%）都是被撕裂，反之亦然。 2.2切边宽度调整 这里使用滚珠丝杠，而不使用普通的螺杆螺母丝杠，是因为分切宽度的精度范围都是以1mm为单位计算，并且一旦宽度调整好，就不需要再有变动；因此滚珠丝杠实现起来比