铜管切削及端面磨削机床设计

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Design of automated production machine of the brass cutting and face grindingGAO Yong①，WANG Shuguang②，LI Yuanyuan③，ZHANG W eimin①，CHEN Qi①(###Facuhy of Mechanical&Electronic information，China University of Geosciences I Wuhan 430074，CHN；###Henan Huanghe Whirlwind Co.，Ltd.，Xuchang 461500，CHN###Colege of Aerospace Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，CHN)Abstract：Firstly，the structure was designed by 3 D design software.Then this paper analyzes the determination ofthe system diagram in detail，to ensure its good perform ance.The experiment and application provedthat the machine has high eficiency and the hydraulic system has got fine effect by its transmission sys-tem and reliable sealing。

Keywords：Machine Design；Cutting for Copper Pipe；Face Grinding；Hydraulic System；Automation目前中国铜管产量已稳居世界第-。但是，我国传统的铜管切削及端面磨削生产方法高度依赖工人手工操作，在很大程度上存在工件定位不准确，加工精度不高及生产效率低等缺点。而且，加工过程中产生不便于收集和回收的碎屑悬浮在噪声很大的工作车间，对操作工人的降危害很大。针对上述问题，本文拟采用上料-装夹-切削-倒角-卸料”工艺流程研究设计能够实现自动化控制，并可对不同管径、壁厚铜管进行切割的高效自动切割机床，达到提高铜管加工效率、减少劳动力需求的目的，从而降低铜管加工成本，提高企业经济效益。

1 机床总体方案设计根据对以上问题的分析，设计出采用以行程开关为核心的控制系统，以伺服电动机为驱动力，由自动上料结构 、自动夹紧机构、传动机构(工作台和固定支架中央高校青年资金(CUGL120235)部分)、锯切倒角机构和下料机构五部分组成新型生产机床。其执行元件的移动全部采用液压传动，分别由夹刀架油缸、倒角油缸和夹紧油缸组成，依据油缸顺序动作来完成切削和端面磨削过程。机床组成三维模型如图 1所示。

图1 铜管切削及端面磨削机床· 79 ·压力油经减压阀 16、单向阀22进入夹紧缸的大腔，小腔回油至油箱。当夹紧后压力继电器 23动作，三位四通阀17中位工作表示工件夹紧。

2.2 切割锯片工作台快进压力继电器23动作后，电气控制系统发出快速移动信号，电磁阀 1YA得电，三位四通阀4左位工作，接通工作油路，压力油经二位二通换向阀 8进入刀架缸大腔，小腔内回油经过单向阀 10、二位二通换向阀 8再进人工作液压缸大腔，形成差动回路，使切割工作台整体向前快速移动。

2.3 切割锯片工作台工作进给切割工作台 1快速移动到接近加工位置时，台上挡铁压下行程开关 S1，二位二通换向阀8的7YA失电动作切断压力油通路，压力油只能通过调速阀 7进入刀架缸大腔，进油量的减少使得工作台 1移动速度降低，转为工作进给。此时由于负载增加，工作油路油压升高，顺序阀 11打开，液压缸小腔回油不再经过单向阀 l0流人液压缸大腔，而是经顺序阀 11、溢流阀 12流 回油箱。

2.4 倒角工作台快进与快退切割工作台工进拖动切割箱上高速锯片完成定长切割后 ，终点行程行程开关 s2被压下，电磁阀 1YA断电使三位四通阀4中位工作，工作台 1停止运动。三位四通阀 13左位工作，液压油进入倒角缸大腔，经节流阀20回油箱，倒角器快速前移 20 mm完成铜管内外倒角工作。工作台2压下行程开关 S3，三位四通阀13右位工作，液压油经单向阀进入倒角缸小腔，大腔油液流回油箱，工作台2快速回到原位。

2.5 切割锯片工作台快速退回工作台2快速回到原位，电气控制系统发出快速退回信号使三位四通阀4电磁阀 2YA得电，右位工作，接通工作油路，压力油直接进入刀架缸 5、6小腔，使滑台快速退回。同时大腔内的回油经单向阀9、液控阀 11流回油箱。当滑台快速退回原位，原点行程开关被压下，电磁阀YV2失电，液控阀回中间位置，切断工作油路，滑台停止于原位。

Designand Research设计与研究2.6 工件松开当滑台回原位停止后，电气控制系统发出工件松开信号，使电磁阀6YA得电，三位四通阀右位工作，改变油路的方向，压力油进入夹紧缸小腔，大腔内的回油经三位四通阀流回油箱，使工件松开，同时压力继电器23复位。电气控制系统控制电动机旋转带动工件前移，落人集料槽中，-个工作循环结束。

3 结语综上分析可知，文中研究的铜管切削及端面磨削机床整个过程能够实现全自动化，生产率 12根/rain，提高了铜管的加工效率。除此之外，该专用机床能够调节切削锯片、倒角器与工件之间距离的大小，因此该专用机床可用于结构相似、但尺寸不同的铜管材的磨削加工～该机床用于某厂空调铜管加工，其生产率在原来的机床上提高了5倍 ，且零件加工质量稳定，成品率高，取得了良好的经济效益。