CN107159973B - 数控钢板纵切成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控钢板纵切成型机，包含有床身（1）、主龙门装配（2）、副龙门装配（3）、输送装配（4）、切削主机装配（5）和数控系统，涉及钢板纵切设备领域，是一种靠多点切削方式，对钢板进行无热形变、无挤压形变、无氧化层、高直线精度、多线纵向分离、一次成型的专用金切设备。本发明利用多点金属切削的方式进行不同厚度的钢板纵向分离，提高基础加工的装备水平，减少环境污染，降低综合生产成本，提高加工精度，为实现智能、个性化需求奠定坚实基础。

Description

数控钢板纵切成型机

技术领域

本发明涉及钢板切削设备领域的数控钢板纵切成型机，具体的说是一种靠多点切削方式，对钢板进行无热形变、无挤压形变、无氧化层、高直线精度、多线纵向分离、一次成型的专用金切设备。

背景技术

目前,在我国工业生产中,钢板纵向直线分离设备广泛采用的是火焰切割、等离子切割和辊剪式切割三种方式。

我们曾对国内桥梁、容器、船舶、汽车等使用钢板较多的大型企业进行调研，发现使用火焰、等离子、辊剪三种方式进行钢板纵向直线分离，存在许多自身难以修正的加工缺陷,给焊接工序、结构工序带来同型弊端，为加工的产品埋下隐患，严重影响产品的可靠性与稳定性。

火焰切割机切割钢板的缺点是，切割所需预热和穿孔时间长，切割速度慢，切割时的热变形大，燃料燃烧对环境污染严重。双边切口留有氧化层，焊接时需要磨削掉氧化层，特别是热变形后的钢板很难矫正，有的产品带着不同形变工件应用在设备中，严重影响产品内在质量。

等离子切割不能切割厚板材，其切割精度高，但使用成本也高，不适合大批量、高效率的生产环节。

辊剪式切割钢板，钢板属压强撕裂形态，工件产生双边镰刀弯，10—15mm内金相结构发生聚变，要达到严格的机械结构或焊接结构的技术要求，必须切掉钢板双边的10—15mm边沿材料，造成巨大的材料浪费，增大了双边取直的加工成本。

在三年时间的调研中，我们走访了中铁山桥、武桥、九桥、宝桥，中建钢构、中建二局，兰州石化，阳煤丰喜化工，中冶沈阳集团公司，武船，航天特车等企业，听取生产一线的技术人员和使用工人意见，他们希望有环保、低耗、高效、高精度，智能化的钢板纵切设备。

发明内容

为改变目前我国在钢板纵向分离中粗放型的加工现状，本发明提供了一种数控钢板纵切成型机，利用多点金属切削的方式进行不同厚度的钢板纵向分离，提高基础加工的装备水平，减少环境污染，降低综合生产成本，提高加工精度，为实现智能、个性化需求鉴定坚实基础。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种数控钢板纵切成型机，包含有床身、主龙门装配、副龙门装配、输送装配、切削主机装配和相应的数控系统，在数控系统的控制下实现设备的功能，所述主龙门装配、副龙门装配和切削主机装配设置于床身的中间位置，所述主龙门装配与副龙门装配分别与切削主机装配连接，实现切削主机装配的组合刀具进行上下左右方向的进给运动，所述副龙门装配与切削主机装配的连接为活动式，当切削主机装配工作时，与所述副龙门装配的左右进给装置连接，切削主机装配不工作时，与所述副龙门装配分开，所述输送装配设置于床身上，利用电磁吸附结构稳定吸附待切削钢板在床身上并准确输送至切削主机装配的正下方进行直线切削，所述切削主机装配的组合刀具设置为若干组，根据待切削钢板的间距要求自动调整组合刀具的横向间距，各组组合刀具按给出的间距分担切削工作，通过调节组合刀具的切削角度，使切削后的钢板边缘形成坡口形状。

所述主龙门装配包含有左右两个主龙门立柱、主龙门横梁、主龙门升降、转角装置、主龙门左右进给装置和锁紧装置，两个所述主龙门立柱分别设置于床身的两侧、顶部通过主龙门横梁固定连接形成龙门结构，两个所述主龙门立柱底部分别设置主龙门升降机，两个所述主龙门升降机之间连接有主龙门通杠，所述主龙门横梁上设置直线导轨和滑块，若干个主龙门左右进给装置与滑块连接设置于主龙门横梁上，每个所述主龙门左右进给装置上设置锁紧装置，每个所述主龙门左右进给装置分别与切削主机装配的组合刀具连接，所述转角装置与组合刀具相连，使组合刀具能够旋转，在切削后的钢板边缘形成坡口。

所述副龙门装配包含有左右两个副龙门立柱、副龙门横梁、副龙门左右进给装置、副龙门减速电机和副龙门升降机，两个所述副龙门立柱分别设置于床身的两侧、顶部通过副龙门横梁固定连接形成龙门结构，两个所述副龙门立柱的顶部分别设置副龙门升降机，所述两个所述副龙门升降机之间连接有副龙门通杠，所述副龙门横梁上设置直线导轨和滑块，若干个副龙门左右进给装置与滑块连接设置于副龙门横梁上，两个所述副龙门立柱底部分别连接副龙门减速电机，使副龙门装配能够移动。

所述切削主机装配包含有主机座、调节座板、组合刀具、角度调节装置、传动装置和减速电机，所述主机座为装配主架体，其两端分别与主龙门装配和副龙门装配连接，所述调节座板贴附于主机座内面上，分别与组合刀具及传动装置连接，所述角度调节装置连接于主机座与调节座板之间，以使调节座板与水平线成角度，调节合适后可锁定，所述传动装置采用多条同步带连接各组合刀具的固定轴及减速电机，切削时各组合刀具能够平等分担切削工作。

所述主机座与副龙门装配的连接端设置有加强电磁吸附装置。

所述输送装配包含有工件进给动力装置、推台一、推台二、工件对中装置、电磁吸附装置及中心距调节装置，所述工件给进动力装置设置于推台一上，推台一与若干排列整齐的所述推台二设置于床身上，每两个推台二之间通过电磁吸附装置连接，所有电磁吸附装置的上表面形成放置待切削钢板的平面，所述电磁吸附装置上表面设置凹槽以满足工件底面刀具切削时行走的通道及储屑沟槽,所述工件对中装置设置于推台二上，所述中心距调节装置设置于电磁吸附装置的下方，手动操作完成电磁吸附装置的位置调节。

所述电磁吸附装置的电磁吸附机构设有上下导向装置,下方设置弹簧，通过上下导向装置与电磁吸附装置底座连接。

所有所述电磁吸附装置的电磁吸附机构两端设置横向齿轮齿条传动机构，便于组合刀具横向位移,准确定位各个待切削钢板之间的中心距。

所述床身采用钢板焊接后退火而成，其上表面设置有直线导轨,床身中部设有推动待切削钢板的动力总成,下方设有齿轮和齿条。

本发明主要由床身、主龙门装配、副龙门装配、输送装配、切削主机装配和数控系统组成，切削主机装配与主龙门装配及副龙门装配的左右进给装置连接，同时主龙门装配、副龙门装配具有升降功能，实现了切削主机装配组合刀具的上下左右进给运动，对输送装配平稳输送的钢板同时进行多线切削；输送装配采用电磁吸附装置吸附钢板进行钢板的传输，更加平稳可靠，并克服了钢板微不平整时电磁铁装置的吸附问题，确保了钢板运送的稳定和切削时的平稳，并且通过调整组合刀具的角度实现钢板边缘具有坡口功能，节省了下一步的加工程序，提高了生产效率；主龙门装配与切削主机装配固定连接，副龙门装配与切削主机装配的连接属于活动式连接，不工作时副龙门装配脱离开切削主机装配，方便更换刀具和保养维护；整个切削过程运行平稳，变形量小，切口质量好，边缘具备坡口，直线度高，切削精准，适合大规模推广应用，填补了目前该领域设备的一大空白。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明主龙门装配结构示意图；

图3为本发明副龙门装配结构示意图；

图4为本发明切削主机装配结构示意图；

图5为图4另一侧面结构示意图；

图6为本发明输送装配结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1所示，该数控钢板纵切成型机，包含有床身1、主龙门装配2、副龙门装配3、输送装配4、切削主机装配5和相应的数控系统，在数控系统的控制下实现设备的功能，所述主龙门装配1、副龙门装配2和切削主机装配5设置于床身1的中间位置，所述主龙门装配1与副龙门装配3分别与切削主机装配5连接，实现切削主机装配5的组合刀具进行上下左右方向的进给运动，所述副龙门装配3与切削主机装配5的连接为活动式，当切削主机装配5工作时，与所述副龙门装配3的左右进给装置连接，切削主机装配5不工作时，与所述副龙门装配3分开，所述输送装配4设置于床身1上，利用电磁吸附结构稳定吸附待切削钢板在床身1上并准确输送至切削主机装配5的正下方进行直线切削，所述切削主机装配5的组合刀具设置为若干组，根据待切削钢板的间距要求自动调整组合刀具的横向间距，各组组合刀具按给出的间距分担切削工作，通过调节组合刀具的切削角度，使切削后的钢板边缘形成坡口形状。

作为优选的方式，所述床身采用钢板焊接后退火而成，其上表面设置有直线导轨,床身中部设有推动待切削钢板的动力总成,下方设有齿轮和齿条，为待切削钢板的输送平稳运行提供保障。

如图2所示，所述主龙门装配2包含有左右两个主龙门立柱21、主龙门横梁22、主龙门升降机23、转角装置25、主龙门左右进给装置26和锁紧装置27。两个所述主龙门立柱21分别设置于床身1的两侧、顶部通过主龙门横梁22固定连接形成龙门结构，两个所述主龙门立柱21底部分别设置主龙门升降机23，保证主龙门横梁22升降平稳。两个所述主龙门升降机23之间连接有主龙门通杠24，保证同步性。所述主龙门横梁22上设置直线导轨221和滑块222，若干个主龙门左右进给装置26与滑块222连接设置于主龙门横梁22上。每个所述主龙门左右进给装置26上设置锁紧装置27，每个所述主龙门左右进给装置26分别与切削主机装配5的组合刀具连接，所述转角装置25与组合刀具相连，使组合刀具能够旋转，在切割后的钢板边缘形成坡口，减少了后续的加工工序，提高了生产效率。本实施例中，转角装置25采用主要由电机减速机、若干与锯削主机的组合刀具相连接的蜗轮蜗杆结构，主龙门通杠24贯穿各蜗轮蜗杆结构，主龙门通杠24与蜗杆通过长键来定位和传递动力。

如图3所示，所述副龙门装配3的结构与主龙门装配2结构类似，包含有左右两个副龙门立柱31、副龙门横梁32、副龙门左右进给装置33、副龙门减速电机34和副龙门升降机35，两个所述副龙门立柱31分别设置于床身1的两侧、顶部通过副龙门横梁32固定连接形成龙门结构，两个所述副龙门立柱31的顶部分别设置副龙门升降机35，所述两个所述副龙门升降机35之间连接有副龙门通杠36，所述副龙门横梁32上设置直线导轨321和滑块322，若干个副龙门左右进给装置33与滑块322连接设置于副龙门横梁32上，两个所述副龙门立柱31底部分别连接副龙门减速电机34，使副龙门装配3能够移动。本实施例中，副龙门减速电机34通过齿轮齿条结构驱动副龙门装配3整体移动，便于与切削主机装配5的结合与分离。副龙门左右进给装置33上设置锥套，与设置于切削主机装配5的锥杆相连时无需人力干预，提高效率。

如图4和图5所示，所述切削主机装配5包含有主机座51、调节座板52、组合刀具53、角度调节装置54、传动装置55和减速电机56，所述主机座51为装配主架体，其两端分别与主龙门装配2和副龙门装配3连接，所述调节座板52贴附于主机座51内面上，分别与组合刀具53及传动装置55连接，所述角度调节装置54连接于主机座51与调节座板52之间，以使调节座板52与水平线成角度，调节合适后可锁定，所述传动装置55采用多条同步带连接各组合刀具53的固定轴及减速电机56，切削时各组合刀具53能够平等分担切削工作。

本实施例中，在主机座51上设置有“1”字槽方便调节座板52调整角度。当调节座板52位置合适后，通过螺栓将调节座板52固定于主机座51上，确保切削稳定。

作为优选的方式，所述主机座51与副龙门装配3的连接端设置有加强电磁吸附装置57，为切削主机装配5与副龙门装配3的连接增加稳定性。

如图6所示，所述输送装配4包含有工件进给动力装置41、推台一42、推台二43、工件对中装置44、电磁吸附装置45及中心距调节装置46，所述工件进给动力装置41设置于推台一42上，本实施例中工件进给动力装置41提供旋转动力驱动齿轮，通过齿轮齿条结构推动整个输送转配4运动。推台一42与若干排列整齐的所述推台二43设置于床身1上，每两个推台二43之间通过电磁吸附装置45连接，所有电磁吸附装置45的上表面形成放置待切削钢板的平面。由于切削钢板时刀具会穿过待切削钢板，所以所述电磁吸附装置45上表面设置凹槽以满足待切削钢板底面刀具切削时行走的通道及储屑沟槽。所述对工件中装置44设置于推台二43上，使待切削钢板在切削时位置适当，减少切削浪费。由于切削过程中要根据钢板宽度不同，需要对电磁吸附装置45的位置进行调整，所以设计了中心距调节装置46，所述中心距调节装置46设置于电磁吸附装置45的下方，手动操作完成电磁吸附装置45的位置调节。

本实施例中，在推台一42上设置T型槽，与电磁吸附装置45通过键和T型螺母连接，起到电磁吸附装置45移动的导向作用和固定时的稳定作用以及力传导作用。中心距调节装置46设置为主要包含有涡轮减速机，方便手动操作完成电磁吸附装置45的位置调节。

作为优选的方式，所有所述电磁吸附装置45的电磁吸附机构两端设置齿轮齿条传动结构，便于移动时运行平稳。

作为优选的方式，所述电磁吸附装置45的电磁吸附机构设有上下导向装置,下方设置弹簧，通过上下导向装置与电磁吸附装置45底座连接,使电磁吸附装置45不会因待切削钢板微不平整而不能吸附于待切削钢板上。

利用本发明对待切割钢板进行纵向切削过程如下。

在数控系统下，首先根据待切割钢板厚度、所需宽度、坡口角度等参数调整好切削主机、电磁吸附装置45位置，并设置好切削角度、坡口角度。具体地，将组合刀具53所在的结构单元下文称切削主机刀具单元，根据板厚调节切削主机刀具单元的角度调节装置54，使前端刀具比尾端刀具高出板厚高度多2mm左右；根据坡口角度通过转角装置25使切削主机刀具单元与钢板成坡口角度，锁紧切削主机刀具单元位置，等待加工；根据待切割钢板宽度，将各主龙门、副龙门左右进给装置移动到合适位置，并将各电磁吸附装置45通过输送装配4的中心距调节装置46移动到适当位置，使切削线和电磁吸附装置45中线与分线条重合。根据实际情况，未利用到的某些电磁吸附装置45、切削削主机刀具单元省略一些调整，并移至不干涉切削分线的位置。将副龙门装配3与切削主机装配5、主龙门装配2连接为一体，然后将待切削钢板吊装至电磁吸附装置45上，利用工件对中装置44将待切削钢板对正。待切削钢板对中后电磁吸附机构通电，吸附住待切削钢板。输送装配4装置运转，匀速运送待切削钢板。主龙门装配2的主龙门横梁22下降至合适位置，组合刀具53转动开始切削钢板，直到待切削钢板分线切削同时完成。然后分线后的钢板下料，输送装配4回到初始位置，一次分线工作完成。重复上述动作，直至所有待切削钢板加工完成。输送装配4回到初始位置，副龙门装配3与切削主机装配5分开。切削冷却采用喷雾方式，切削液直接蒸发掉，无需额外处理；并且有毛刷清理可能黏附于组合刀具上的铁屑，使铁屑带走一部分热量并减少铁屑对加工的干扰。

综上所述，本发明所提供的数控钢板纵切成型机实现了任意选定各分工作台横向不同中心距、工件自动对中、无局部强力装夹、按需设定工件给进速度、在同一纵向直线上多点递进型刀具进行切削，可上下直线切削，也可进行带角度的坡口直线切削，切口光洁度高，无氧化层，无金相结构变化，若干纵切线均为一次成型，为工件的机械结构或焊接结构提供了高精度的衔接基准面。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种数控钢板纵切成型机，其特征在于，包含有床身（1）、主龙门装配（2）、副龙门装配（3）、输送装配（4）、切削主机装配（5）和相应的数控系统，在数控系统的控制下实现设备的功能，所述主龙门装配（1）、副龙门装配（2）和切削主机装配（5）设置于床身（1）的中间位置，所述主龙门装配（1）与副龙门装配（3）分别与切削主机装配（5）连接，实现切削主机装配（5）的组合刀具进行上下左右方向的进给运动，所述副龙门装配（3）与切削主机装配（5）的连接为活动式，当切削主机装配（5）工作时，与所述副龙门装配（3）的左右进给装置连接，切削主机装配（5）不工作时，与所述副龙门装配（3）分开，所述输送装配（4）设置于床身（1）上，利用电磁吸附结构稳定吸附待切削钢板在床身（1）上并准确输送至切削主机装配（5）的正下方进行直线切削，所述切削主机装配（5）的组合刀具设置为若干组，根据待切削钢板的间距要求自动调整组合刀具的横向间距，各组组合刀具按给出的间距分担切削工作，通过调节组合刀具的切削角度，使切削后的钢板边缘形成坡口形状，所述主龙门装配（2）包含有左右两个主龙门立柱（21）、主龙门横梁（22）、主龙门升降机（23）、转角装置（25）、主龙门左右进给装置（26）和锁紧装置（27），两个所述主龙门立柱（21）分别设置于床身（1）的两侧、顶部通过主龙门横梁（22）固定连接形成龙门结构，两个所述主龙门立柱（21）底部分别设置主龙门升降机（23），两个所述主龙门升降机（23）之间连接有主龙门通杠（24），所述主龙门横梁（22）上设置直线导轨（221）和滑块（222），若干个主龙门左右进给装置（26）与滑块（222）连接设置于主龙门横梁（22）上，每个所述主龙门左右进给装置（26）上设置锁紧装置（27），每个所述主龙门左右进给装置（26）分别与切削主机装配（5）的组合刀具连接，所述转角装置（25）与组合刀具相连，使组合刀具能够旋转，在切削后的钢板边缘形成坡口，所述副龙门装配（3）包含有左右两个副龙门立柱（31）、副龙门横梁（32）、副龙门左右进给装置（33）、副龙门减速电机（34）和副龙门升降机（35），两个所述副龙门立柱（31）分别设置于床身（1）的两侧、顶部通过副龙门横梁（32）固定连接形成龙门结构，两个所述副龙门立柱（31）的顶部分别设置副龙门升降机（35），两个所述副龙门升降机（35）之间连接有副龙门通杠（36），所述副龙门横梁（32）上设置直线导轨（321）和滑块（322），若干个副龙门左右进给装置（33）与滑块（322）连接设置于副龙门横梁（32）上，两个所述副龙门立柱（31）底部分别连接副龙门减速电机（34），使副龙门装配（3）能够移动。

2.根据权利要求1所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所述切削主机装配（5）包含有主机座（51）、调节座板（52）、组合刀具（53）、角度调节装置（54）、传动装置（55）和减速电机（56），所述主机座（51）为装配主架体，其两端分别与主龙门装配（2）和副龙门装配（3）连接，所述调节座板（52）贴附于主机座（51）内面上，分别与组合刀具（53）及传动装置（55）连接，所述角度调节装置（54）连接于主机座（51）与调节座板（52）之间，以使调节座板（52）与水平线成角度，调节合适后可锁定，所述传动装置（55）采用多条同步带连接各组合刀具（53）的固定轴及减速电机（56），切削时各组合刀具（53）能够平等分担切削工作。

3.根据权利要求2所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所述主机座（51）与副龙门装配的连接端设置有加强电磁吸附装置（57）。

4.根据权利要求1所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所述输送装配（4）包含有工件进给动力装置（41）、推台一（42）、推台二（43）、工件对中装置（44）、电磁吸附装置（45）及中心距调节装置（46），所述工件给进动力装置（41）设置于推台一（42）上，推台一（42）与若干排列整齐的所述推台二（43）设置于床身（1）上，每两个推台二（43）之间通过电磁吸附装置（45）连接，所有电磁吸附装置（45）的上表面形成放置待切削钢板的平面，所述电磁吸附装置（45）上表面设置凹槽以满足工件底面刀具切削时行走的通道及储屑沟槽,所述工件对中装置（44）设置于推台二（43）上，所述中心距调节装置（46）设置于电磁吸附装置（45）的下方，手动操作完成电磁吸附装置（45）的位置调节。

5.根据权利要求4所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所述电磁吸附装置（45）的电磁吸附机构设有上下导向装置,下方设置弹簧，通过上下导向装置与电磁吸附装置（45）底座连接。

6.根据权利要求4所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所有所述电磁吸附装置（45）的电磁吸附机构两端设置横向齿轮齿条传动机构，便于组合刀具横向位移,准确定位各个工件之间的中心距。

7.根据权利要求1所述的数控钢板纵切成型机，其特征在于，所述床身（1）采用钢板焊接后退火而成，其上表面设置有直线导轨,床身（1）中部设有推动待切削钢板的动力总成,下方设有齿轮和齿条。