數控銑床改裝成專用折彎機及其應用

黃利偉 楊振星 徐海鋒 張永學

【摘 要】通過在數控銑床上增加智能折彎模塊，將數控銑床改裝成折彎機，應用銑床原有計算機控制系統控制零件的旋轉、平移、折彎角度，解決了存在異型彎的零件加工難的問題，保證零件的加工精度要求和一致性，有效提高生產效率，可作為專用設備進行特殊零件尤其是口腔器械類零件的加工。

【關鍵詞】折彎機;異型彎;折彎角度

中圖分類號： TG69 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）24-0029-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.015

【Abstract】By adding intelligent bending modules to the CNC milling machine， the CNC milling machine is converted into a bending machine. ?The original computer control system of the milling machine control the rotation， translation， and bending angles of the component. The difficulty of special bending is solved. It can be used as a special equipment for processing special parts， especially for oral apparatus.

【Key words】Bend Machine; Special Bend; Bend Angle; Oral Instruments

0 概述

目前折彎機主要用于薄板的折彎，鈑金件的加工，并不適用軸類小零件的折彎，尤其是口腔醫療中的一些器械，例如刮治器，牙刮匙，隧道手術器械等小件的折彎加工，沒有專用的加工設備，一般的折彎機只是用來加工鈑金件[1]，只能做一些手動工裝來進行手動折彎，此類工裝可控性差，折彎力不能統一，折彎角度難以控制，無法保證產品的精度要求和一致性要求，并且浪費人力成本[2]。為了解決以上困難，設計出適合小件折彎的設備是目前口腔器械制造業亟待解決的問題。

1 待折彎零件分析

以口腔器械刮治器為例，刮治器折彎前為細軸類零件，如圖1所示，其特點是在軸線方向不同距離有三處折彎，三處折彎點的直徑折彎角度各不同，折彎的方向并非在同一平面內，零件直徑最大處尺寸4.8mm，最小只有1.2mm，中部有三角平行臺，尾部有螺紋和退刀槽。根據零件特點中三處折彎需要零件在軸線方向有位移，三處折彎點直徑不同需要有三種不同折彎柱，折彎角度不同需要在徑向有不同的位移，折彎方向不在同一平面內需要零件旋轉來調整折彎平面，三角平行臺和退刀槽可用于裝夾定位。

2 折彎模塊模型建立

以數控搖臂銑床為依托，建立折彎模塊的應用模型，待改裝的數控搖臂銑床型號為南通機床TONMAC（XK6325B），在數控銑床上加裝折彎模塊，如圖2所示，其中零件2-7都是數控銑床上的原有組件，1，10-16為加裝的折彎模塊。數控搖臂銑床有X、Y、Z三軸以及主軸，通過控制面板可以設置X、Y、Z方向的位移以及主軸轉動的角度，用X方向的位移確定折彎點的軸向位置，用Y方向的位移確定更換折彎點，用Z方向的位移確定壓塊何時壓向折彎塊完成折彎。在原數控銑床的搖臂（Z軸）上裝一根能夠接觸到折彎模塊上面的氣動開關的圓棒，零件安裝在主軸三抓卡盤的夾具上，如圖3所示。

3 數控銑床改裝成折彎機的實現

數控銑床改裝成折彎機（見圖4）主要在于折彎模塊的添加，采用設備原有的控制系統控制整個折彎過程。通過氣動元件（圖5）推動折彎模塊上壓塊的移動折彎模塊應用M20大螺栓固定在數控銑床前后移動的滑軌上面，圖5，折彎模塊可以通過數控銑床編程控制在滑軌上前后移動，實現在零件不同折彎點的折彎（3），圖6。

4 折彎機的應用

應用數控搖臂銑床改裝成的折彎機，可以進行小型軸類零件的復雜折彎，以口腔隧道器械為例說明具體操作過程。第一步，根據待折彎零件的折彎角選擇對應的折彎塊，壓塊，其中折彎塊、壓塊分別與相應的待折彎弧度一樣;第二步，將零件安裝固定在主軸卡盤的夾具上;第三步，在控制面板上編程，（1）編主軸旋轉代碼控制工件旋轉到折彎平面，（2）編X軸位移代碼控制零件移動到折彎塊處，（3）編Z軸位移開啟氣動開關控制壓塊壓彎零件并返回，（4）編Y軸位移控制零件從從壓彎位置移出，（5）X軸位移代碼控制零件移動初始位置，如此就完成了零件的第一個折彎的編程，（6）編輯完成剩余折彎的程序;第四部，啟動控制面板上的開關進行折彎;第五步，程序結束之后，取下零件。采用折彎機加工的口腔隧道器械工作端如圖7所示，同批次零件尺寸、角度偏差在2%之內。其加工代碼如下：

G0 ?Y17.0; ?X52.5; ?Y22.2; ?G4 ?X0.5; ?G0 ?Z-4.0; ?G4 ?X1.0; ?G0 ?Z0; ?G4 ?X0.5; ?G0 ?Y14.0; ?X35.0; ?Y63.0 ?A90; ?X73.8; ?Y65.8; ?G4 ?X0.5;

G0 ?Z-4.0; ?G4 ?X1.0; ?G0 ?Z0; ?G4 ?X0.5; ?Y61.6 ?A180; ?X34.0; ?Y135.0; ?X88.2; ?A270; ?Y141.65; ?G4 ?X0.5; ?G0 ?Z-4.0; ?G4 ?X1.0; ?G0 ?Z0; G4 ?X0.5; ?Y133.0; ?X47.0; ?X0 ?A0; ?M30。

5 討論

通過在數控銑床上增加智能折彎模塊，將數控銑床改裝成折彎機，應用銑床原有計算機控制系統控制零件的旋轉、平移、折彎角度，無需額外增加控制系統;采用數字編程精確控制，解決了存在異型彎的零件加工難的問題，保證零件的加工精度要求和一致性，有效提高生產效率，可作為專用設備進行特殊零件尤其是口腔器械類異型彎多的零件的加工。折彎模塊可以由氣動驅動改為電動驅動，這樣折彎里會更大，可以折彎直徑更大的零件。

【參考文獻】

[1]劉麗琴，唐娟娟.鈑金零件折彎工藝簡析[J].裝備制造技術，2012，5：70-71.

[2]余松敏，蔡禮泉.板料折彎機折制大圓弧時折彎角度和擋料位置計算[J].鍛壓技術，1996（02）.

[3]陳積翠，毛軍明，肖家揚.數控折彎成形工藝在機車制造中的應用[J].電力機車與城軌車輛，2006（04）.