纸盒模切板CAM系统中自动锯槽机的设计上焊接螺母
2022-08-12 21:54:30 德润机械网
纸盒模切板CAM系统中自动锯槽机的设计(上)
［摘要］ 自动锯槽机是纸盒模切板CAM 系统的重要设备，为了保证加工精度和降低设备成本，故采用机械锯槽工艺和CNC 技术相结合的方案，本文着重介绍了整机的结构和数控工作台的设计要点。
关键词：纸盒模切板；数控工作台；结构
纸盒模切板是用来冲压纸盒坯料的重要部件，其主要制作过程是先按纸盒展开图在木质胶合板上划线、开槽，再嵌入相应的切断、压痕刀线。它的制作质量不仅影响其工作寿命，还直接影响纸盒产品的尺寸精度。纸盒模切板的传统制作方法都采用手工操作，误差大，效率低，无法适应自动化包装作业的要求。目前国内生产模切板的划线作业基本都采用CG 技术；开槽作业已实现半机械化，用木样机锯槽时，虽然劳动强度明显降低，设备的投入也不多，但因作业时仍需人工推扶版基材来把握切槽速度和方向，故开槽精度与操作技术关系极大。目前德、日等发达国家推出的激光切槽式纸盒模切板CAM 系统具有开槽精度高、加工速度快的特点，然而高达上百万美元的售价使国内许多纸盒企业只好望而却步。他们期望尽快研发出加工精度满足要求、工作效率高，而价格又较低的类似系统。
1 机械开槽式纸盒模切板CAM 系统的构想由德、日等发达国家推出的纸盒模切板CAM 系统中，激光切槽机是最主要的设备，其售价几乎是整个系统的一半。它由数控工作台和激光头2 大部分组成。采用CNC 技术控制数控工作台来保证进给运动的精度、采用激光头进行高质量的切槽加工。由于使用的是上千瓦的CO2激光发生器价格昂贵，以致激光切槽机的成本高居不下。若将激光切槽改为机械锯槽，只要加工精度、表面质量能够满足要求，则设备成本必会降低。根据上述构想，自动锯槽机由数控工作台和锯钻联合工作头2部分组成见图1。
机械开槽式纸盒模切板CAM 系统的工作过程如下：计算机读取纸盒数据后，经过处理，一方面向工作台X、Y 方向的伺服电机发出走步脉冲，由滚珠丝杠带动工作台实现进给［5］；另一方面向位置固定的锯钻联合工作头发出升降、旋转及锯钻信号，完成纸盒模切板的切槽加工［2］。
2 数控工作台的机械设计
2. 1 主要设计参数
通过查阅大量资料，参考激光切割机、自动打样机、木样机等国内外类似设备，确定本机的主要参数如下：进给阻力：98N；切割工作区：1700mm × 1200mm；工作台及工件质量：mT ≤300kg；模切板最大厚度：30mm；工作台移动速度：v =（4 ～ 10）m/ min。
2. 2 传动部分的设计
滚珠丝杠传动和皮带、链、齿轮等传动相比，其价格虽然较高，但具有传动精度高、效率高、寿命长、易换向的特点，另外采用适当的预紧措施可使换向空程为零。为保证加工精度，此处采用滚珠丝杠传动为宜。
工作台移动需要导轨支承和导向，由于滚动导轨和滑动导轨相比，除具有摩擦系数小，运动灵活、寿命长、精度高等优点外，其动、静摩擦系数很接近，因而起动阻力小，低速运动平稳，不易发生爬行，所以选择滚动导轨比较适合［2］。根据工作台的重量及丝杠长度，所选定的导轨型号为HJG - D35。
(待续)
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