CNC折弯机机械结构设计分析

CNC折弯机机械结构设计分析数控折弯机机械结构设计分析关键词：结构设计，折弯机，分析，机械，数控CNC折弯机机械结构设计分析本文简介：摘要:折弯机是板料折弯的专用装备，其操作简单、工艺通用性好，在板金加工行业中得到广泛应用。折弯机的发展经历了机械式折弯、液压驱动式折弯、以及电机驱动式折弯，目前正在向CNC柔性折弯方向快速发展。本文基于组件模块化的思想，对CNC柔性折弯机的机械机构进行研究。关键词:CNC折弯机;模块化;机械结构;板CNC折弯机机械结构设计分析本文内容：摘要:折弯机是板料折弯的专用装备，其操作简单、工艺通用性好，在板金加工行业中得到广泛应用。折弯机的发展经历了机械式折弯、液压驱动式折弯、以及电机驱动式折弯，目前正在向CNC柔性折弯方向快速发展。本文基于组件模块化的思想，对CNC柔性折弯机的机械机构进行研究。关键词:CNC折弯机;模块化;机械结构;板金加工1前言数控系统(NumericalControlSystem,NC)的发展经历了从早期的硬件数控系统(HardNC)到后期的计算机数控系统(ComputerizedNumericalControlSystem,CNC)。硬件数控是由硬件电路构成，计算机数控系统是由计算机代替硬件电路元件《《}0常用的CNC有三种实现途径}Z}:}1)PC机+数控专用模板;(2)PC机+可编程多轴运动控制器;(3)纯PC全软件式。其中，PC机可以根据需求更换为可编程触控屏等。纯PC全软件式因其极高的性价比和极强的通用性，代表了数控系统的发展方向。饭金折弯加工是饭金成型加工工艺中的重要环节，具有节约原材料、效率高等优点，在家电家具、汽车工业、机械电子、仪表仪器等领域得到广泛应用13]0折弯机是根据工艺需求，将板材折弯成各种形状零件的重要设备。折弯机的发展历程主要经历了四个阶段:传统机械式折弯机、液压驱动式折弯机、电机直接驱动式折弯机，以及CNC柔性折弯机[[4]0目前，采用电液伺服加光栅控制的数控折弯机占据绝大部分市场。但其和所有的液压系统一样，存在液压缸响应慢、柔性化程度低、维护成本高、液压油污染等问题，无法满足绿色化、定制化、多样化的需求。CNC折弯机为解决此类问题提供有效途径，其通过伺服电机直接驱动滑块，而不再应用液压缸驱动!51。通过将基于伺服电机直接驱动滑块工作的数控系统技术引人折弯机，可在基本不提高成本的基础卜，改变电液数控折弯机的缺点，同时很大程度地提高系统的整体性能。2CNC折弯机模块层级划分组件是被用于特定功能并能用来为特定目的组成更复杂的实体[6]。模块化设计是绿色设计的方法之一，其通过对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础卜，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的种类的定制产品，以满足市场的不同需求17〕0基于模块化的思想，以功能为导向，本文将CNC折弯机划分为三个层级的模块。其中，一级模块A为CNC折弯机的支撑主架，包括支撑底座A1、移动架1A2、侧板A3、移动架2A4，以及移动架3A5;二级模块B为模条刀具，包括卜模条B1、下模条B2、小模条B3，以及刀具B4;三级模块为气动模块C及伺服模块D。气动模块包括r模条气缸C1及小模条气缸C2;伺服模块包括移动架1驱动D1，移动架2驱动D2，移动架3驱动D3，以及刀具驱动D4。图1展示了CNC折弯机的模块层级图。各个模块的相对位置关系及装配关系可以从图1中清晰看出:移动架1作为主要支撑结构，由支撑底座进行支撑，移动架1驱动模块进行驱动，其做水平方向运动。移动架1卜放置有下模条、移动架2和移动架3。移动架2卜放置有侧板和刀具，并由移动架2驱动模块进行驱动，移动架2做水平方向运动。移动架3负责小模条的运动，做竖直方向运动。卜模条放置在侧板卜，刀具放置在移动架2卜，二者均做竖直方向运动。通过与移动架1和移动架2水平方向的运动进行联动，折弯机可以实现不同方向、不同形状的折弯。通过更换模条及刀具模块，可以实现对不同饭金的折弯，增加折弯机柔性化程度。以一级模块A为例，设计其机械结构如图2所示。3折弯机构设计折弯机构包括卜模条、小模条、小模条及刀具4个部分。其中卜模条和下模条一方面作为压紧机构，另一方面提供了折弯所需的半径。小模条的作用与下模条的作用相同，一方面与卜模条组成压紧机构，另一方面提供多一个折弯半径，使得折弯机在一道工序中可以实现多种半径的折弯，以提高生产效率。刀具根据预设的路径进行运动，对饭金实施折弯。刀具设计成双刀头形式，使其可以实现对板材竖直向卜和竖直向下两个方向的折弯，扩展折弯机功能。设计的折弯机构如图3所示。4结论本文基于模块化设计思想，对CNC折弯机的机械结构进行研究。首先研究CNC实现途径，结合折弯机发展现状，确定了以电机直接驱动方式进行折弯机机械机构设计的基本思路。在此基础卜，结合模块化设计思想，以功能为导向，对折弯机进行层级划分。将CNC折弯机分解为A,B,C和D三个层级，并对每个层级所包含模块及各模块之间相互关系进行详细说明。以一级模块为例，展示了所设计的机械结构。对于折弯机构，本文设计的小模条配合双刀头形式，使得折弯机在一道工序中可实现多种半径的折弯，充分发挥模条刀具性能，提高生产效率。作者：吴贻波单位：安徽省爱力特家电成套装备有限公司