卧式带锯床液压系统的改进和升级文献综述

1、带锯床液压系统一前言一般传统意义上的金属锯切常被认为是简单的切断下料工序，随着现在制造业朝着高效、高精度和经济性的方向发展，锯切作为锯切加工的起点，已经成为零件加工中的重要组成环节。锯切可以节约材料、减少二次加工量和提高生产效率，因此锯床特别是自动化锯床已广泛应用与钢铁、机械、汽车、造船、石油、矿山和航天航天等国民经济各个领域1。弓锯床、圆盘锯床和带锯床是三种主要锯床形式，其中带锯床正在逐步代替弓锯床和圆盘锯床，开始占据主导地位2。在欧美发达国家，弓锯床已基本被淘汰，带锯床迅速普及，这一优势在德国尤为明显3。在材料利用率方面，带锯床有着明显的优势，有切割速度快、尺寸精度高、材料损失小等特点。此

2、外，带锯床生产适应广、动力消耗低、操作简便、易于维护并可进行角度切割，因而得到了越来越广泛的应用4。目前几乎所有的带锯床全是液压系统控制，液压传动系统由泵、阀、油缸、油箱、管路等元辅件组成的液压回路，在电气控制下完成锯梁的升降，工件的夹紧、送料架送料。通过调速阀可实行进给速度的无级调速，达到对不同材质工件的锯切需要。整个液压系统又可分为进给系统、送料系统、夹紧系统和张紧系统，其中进给系统时带锯床液压系统的核心部分。虽然带锯床相比弓锯床和圆盘锯床有很大优势，但当前带锯床在实际使用过程中尚存在一些问题，如易崩齿、断带；切近和切出时会产生冲击引起打刀；切削时切削速度难以随着工件的尺寸或形状变化而变化

3、;成批下料时，锯切精度不高等问题。这些问题都和液压系统有着密切联系，而切削时切削速度的调整最为严重，也是最难有效解决的问题之一。因此一直以来各研究部门和生产厂家都致力于有效解决切削时切削速度随切削工件形状或尺寸的变化而变化的问题二、主题在金属下料工艺中，采用锯切工艺下料比较普遍，其中带锯锯切下料作为一种先进的锯切工艺，已在国内外得到广泛推广应用5。带锯下料工艺代表了当代锯切工艺的先进水平，用户从技术简易的弓、圆锯锯切工艺转移到比较先进的带锯锯切工艺，由于它突出的节材、节能和高效的优越性，已愈来愈为广大用户所接受。可以预计，带锯锯切工艺将逐步取代传统的圆锯和弓锯下料工艺，将成为我国锯切设备和工艺

4、发展的必然趋势6。虽然带锯床开发、普及的历史较短，但技术进步显著。上世纪60年代切断150mm的45钢需要1520min，现在仅需1.52min，30多年间效率提高了10倍。在材料的利用率方面带锯床也具有明显优势，带锯床与弓锯床相比可节约原材料56%，与圆盘锯床相比节约原材料高达87.5%。由此可见，带锯床具有锯切速度快、尺寸精度高、材料损失小等特点7。因为带锯床锯切材料的多样性和特殊性，它的锯切力随机变化幅度大，经常导致崩齿和断带，另外普遍存在切削效率低的问题和锯切成批量材料时加工精度不高等问题这些问题。导致切削效率低的问题究其原因在进给切削时，一旦开始切削则进给油缸的压力或进给速度就已经确

5、定，当被切工件的截面尺寸和形状发生变化时，压力或进给速度就已经确定，使得锯床功率不能充分利用或过载。都和液压系统有着密切联系。而锯切成批量材料时，往往被切材料较长，在装运、卸料或者搬运过程中可能由于碰撞、挤压等使材料一定的形变，从而在锯切送料过程中可能与夹钳发生挤压，从而使材料卡住或者运送距离未达到要求值，导致此次锯切的材料长度与要求不符。 为了解决切削效率低的问题，提出使用流量反馈系统（见图1）。1 三位四通电磁阀 2 单向节流阀 3 溢流阀 4 两位两通阀 5 液控单向阀 6 两位两通电磁阀 7 调速阀 8 单向阀 9 溢流阀 10 压力传感器图1 流量反馈进给系统原理图通过流量反馈来调定

6、进给力。并对流量反馈系统进行了动态分析，得出该方案确实可行。造成大批量锯切时锯切精度的原因在于：在锯床采用自动模式时，通常用于锯切形状规则的材料，但是在材料装运、卸料或者搬运过程中可能由于碰撞、挤压等使材料一定的形变，从而在锯切送料过程中可能与夹钳发生挤压。如图2所示，送料夹钳3、4往前运动，由于材料的形变，a区域将于夹钳1发生挤压，从而使材料卡住或者运送距离未达到要求值，导致此次锯切的材料长度与要求不符。同样在退料时，夹钳3可能与下部分材料发生挤压，使材料向后运动，导致在送料时实际送料距离与要求尺寸有巨大的差距。1 前夹紧左夹钳 2 前夹紧右夹钳 3 后夹紧左夹钳4 后夹紧右夹紧 a 挤压区

7、图2 送料时变形材料与夹钳的挤压示意图为了解决锯切成批量材料，锯切精度不高的问题，提出在夹钳1和3上分别增加一个微动油缸，使该系统中夹钳1和3不固定。经过试验，证明增加微动油缸的方案确实可行。在流量反馈系统和微动油缸系统的基础上，对原有带锯床液压系统进行改进和升级，得出了一套全新的卧式带锯床液压系统。三、总结由于带锯床具有锯切速度快、尺寸精度高、材料损失小等特点，除此之外，这种锯床适应性广、动力消耗低、操作简便、易于维护并可进行角度锯切，因而获得了越来越广泛的应用8。 随着科技的日新月异，带锯床发展趋势主要表现在三个方面： 1、加工精度、加工范围的提高 金属锯切的关键技术点高精度的锯切力控制一

8、直是锯床技术研究的重点，实现恒定锯切力控制，保证锯切不规则截面型材的锯功率（锯切面/分钟）恒定，锯床的加工精度也将得到提高9。2、加工高效化、范围扩大化 提高锯切效率，尤其是提高厚材及硬金属锯切效率，避免锯切成为整条生产线的瓶颈，一直是锯切及锯切床技术领域多年关注的焦点10。随着被切材料尺寸越来越大，锯切范围扩大化已是趋势。3、锯床全数控化、网络化 大型工件的锯切过程往往持续数小时，为保证一人多机的生产条件、提高锯切加工的精度和效率，锯切过程的全数控化势在必行。目前的锯床，其控制机能范围从可编程逻辑控制器（PLC）至全CNC系统。从PC上的遥控编程和将锯切程序下载到装在车间的设备上，代表了锯床

9、的显著变化。11网络化生产、远程诊断及维护是当今数控机床的发展趋势，数控锯床也不例外。随着许多关键技术得到解决，例如有效减少崩齿、断带现象，提高切削效率，提高切削精度等问题，金属带锯床必将代替弓锯床、圆盘锯床，使得带锯床得到了大范围的普及。四参考文献1 徐飞浅谈金属带锯床的采购和使用J机床数控市场，2004（06）：38-402 雨凡数控化、高效化金属锯切锯床的未来发展方向J机电信息，2004（03）：213 周坚明使用金属带锯床遇到的问题和我们的对策J机床，1990（4）：44-454 范卫列，陈熔海带锯锯切工艺J机械制造，1998（1）：255 吴新红卧式带锯床双金属锯条的选用J工艺装备，2000（10）：44-456 郭北涛国内外金属锯切锯床的现状及发展趋势J制造技术与机床，2004（2）：32-337 AMADA带锯床、带锯条技术介绍PART(I) J机械制造，1998（1）：258 么永强立式金属带锯床的机械设计一控制系统的研究D河北：河北农业大学，20049 Jung Seung-Bae，Kim Sung-WooImprovement of Scanning Accuracy of PZT Piezoelectric Actuators by Feed-forward