浅谈刨槽设备及工艺应用

2018年09月07日 自动化机械手 168 views

刨槽工艺主要的应用行业有:轻工、电器、汽车、不锈钢加工、建筑装饰、电梯等行业。在电梯行业里,刨槽工艺主要应用于肉眼能看见的部件,例如召唤箱面板、轿厢里的轿壁、操纵箱面板、前壁、吊顶等部件,小尺寸R角让各部件更为贴合,外观豪华显档次(图1),酒店和写字楼等高端客梯应用极为广泛。

国内刨槽机行业市场状况简介

近年来,由于对产品的外观要求提高,刨槽机行业发展较快,各种大型企业以及各种产业链配件公司都采购刨槽机加工产品,而且刨槽技术在国内较为成熟,刨槽工艺已经在轻、重工业较为普及。

图1 刨槽R角效果图

由于国内技术成熟,国内企业在采购刨槽机时大多选择国产品牌,极少企业会采购来自韩国或者德国的进口品牌。国内刨槽机行业比较知名的公司有上海恒力锻压机床有限公司,上海恒力成立于1993年,是国内最早研发金属板材刨槽机的专业性厂家,也从日本引进先进工艺,获得国家多项专利,其经验和实力都在国内前列,技术和制造上也不亚于进口产品。国内其他品牌也以恒力作为行业标杆,其制造的刨槽机在全国市场占有率较高。

图2 刨槽机基本参数图

其他较为知名的刨槽机制造厂家还有江苏创恒机械科技有限公司和常州市雪龙机械制造有限公司。江苏创恒机械科技有限公司发展较快,产品参数和综合实力都与恒力相当,其产品在门窗装饰业较为出名;常州市雪龙机械制造有限公司产品主要进行出口销售,产品口碑获得了国外企业的认同,企业潜力较大。

刨槽工艺技术分析

刨槽工艺的基本原理

金属板材刨槽工艺的基本原理是将金属板材固定,利用刨槽刀片的机械运动,在运动轨迹上将金属在该位置的材料削掉,形成工艺V槽,而折弯角的大小与V槽深度存在关联,折弯角越小、需要刨取的V槽深度数值越大。有几点技术参数对刨槽加工影响较大,以下用某款刨槽机技术参数作为例子说明(图2)。

⑴开槽板料最大宽度、长度:该参数影响设备可以加工金属板材的最大尺寸。

⑵开槽板料最大厚度:该参数影响设备可以加工金属板材的最大厚度。

⑶V形槽距边最小距离:该参数反映的是加工金属板材时,刨槽边离板材料边的最小距离,该距离主要是供刨槽机夹钳夹取刨槽距离,加上厂家设置的安全距离,V形槽距边最小距离数值越小,代表板材刨槽边离板材料边的最小距离数值越小。

⑷切削速度:该参数反映的是加工金属板材时,刀具直线运动的速度,数值越大代表设备加工效率越高。

⑸刀架左右、上下移动分辨率及定位精度:各参数主要反映设备的加工精度,目前国内技术能做到的最小定位精度为±0.01mm。

除了上述设备参数影响刨槽加工外,还有一个重要参数就是刀具。刀具的质量和数量直接影响加工效率和刀具的磨损速度。传统刨槽设备均为三刀同削,而现时的技术已经变为四刀同削,刀具的结构如图3所示,每把刀之间均有0.1mm的距离,四刀同削的单次刨槽深度最大可以达到0.6mm。为了保证刨槽质量和延长刀具寿命,一般企业设置的单次刨槽深度为0.4~0.5mm。业内最新研发的刀具均为合金刀,加工不锈钢材质每把使用寿命为2500~3000m。

图3 刀具结构示意图

立式、卧式刨槽机优劣势对比

市面上主流的刨槽机类型有立式和卧式两种,立式刨槽机结构类似于门框式,利用夹具拉动板材到对应的加工位置,压钳压紧后通过刀具运动加工V槽,可以理解为通过板材的移动配合刀具加工,刀具只作加工轨迹的直线运动。卧式刨槽机加工原理则与立式刨槽机相反,其设置有大型工作台面,板材放在台面上由压钳固定不动,刀具为龙门架自动机械结构,先由龙门架上的刀具移动装置在Y轴上进行加工路线定位,再由龙门架带动刀具进行X轴上的V槽加工。可以理解为固定板材,通过刀具的移动进行加工。两种类型刨槽机各有优劣势(表1)。

由各对比项可以看出两者的应用特点,具体选择哪一款设备进行加工需要根据行业需求和工件特性来决定。

新型V-CUT数控冲床模具分析

V-CUT数控冲床模具技术简介

V-CUT数控冲床模具由日本AMADA天田株式会社研发,配合该公司的数控冲床产品使用,实现在数控冲床上完成刨槽工序,加工原理如下。

⑴夹具带动金属板材进行加工定位和直接运动。

⑵由数控冲床滚轮上模对板材滚压,由下模方形刀具进行刨削加工。

⑶重复上述动作并达到所设置的刨槽深度。

模具(图4)单次最大刨槽深度为0.3mm,数值仅为刨槽机的二分之一,但其切削速度可达到100m/min,是市面刨槽机的两倍。但由于上模为滚轮结构,所以在加工过程中需要预留起收刀距离,夹具边最小保留距离为170mm(夹具安全距离90mm,起、收刀最小保留距离80mm),其它三边的起、收刀最小保留距离为80mm。刀具形状为立方体,切削点为8个刀角,每个刀具能切削1000次,每片刀为8000次。铁屑方向向下,不会停留在装饰面上,刮花装饰面。

表1 立式、卧室刨槽机技术对比

表2 V-CUT模具优劣势对比表

图4 V-CUT模具示意图

V-CUT数控冲床模具优劣势分析

根据V-CUT数控冲床模具的加工以及切削原理,得出的优劣势分析见表2。

V-CUT数控冲床模具确实有不少优势,但只针对于标准产品。该技术对于非标产品适用性还需要进一步提高,可以对此新型工艺的发展进行持续关注。

结束语

随着客户对产品的美观要求越来越高,国内对于刨槽工艺的应用也越来越广泛,而新型产品的开发和应用,也为制造带来了惊喜和变化,相信刨槽工艺在未来一定会为制造业带来更多的效益和贡献。

——节选自《钣金与制作》2018年第8期


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