曲線帶鋸機工作原理

　　帶鋸條是兩端焊接在一起的薄的柔性鋼帶，鋸條本身不具備任何抗扭能力[4]。當對工件進行曲線加工時，曲線帶鋸機的鋸條将會按照預定的曲線軌迹進行切割。由于鋸路寬度是有限的，鋸條還具有一定的寬度，所以鋸切加工面與鋸條背部定會受到接觸和擠壓，使帶鋸條産生扭轉變形而影響工作。因此，必須保證加工時，鋸條和曲線軌迹時刻相切[5]，減少鋸切面和鋸條背部的接觸和擠壓。

　　現有的曲線帶鋸機曲線鋸切的方式主要有兩種：

　　第一種是帶鋸機主機以帶鋸條工作邊鋸齒尖垂直連線為中心，根據曲線形狀繞着這個中心旋轉擺動，同時工件固定在工作台上沿着 X 軸和 Y 軸方向移動，帶鋸機主機的擺動機構和工作台的移動機構均采用了伺服電機驅動共同完成曲線形狀鋸割；

　　第二種是帶鋸條的工作邊繞着鋸齒尖垂直連線回轉擺動，帶鋸機主機固定不動，同時工件固定在工作台上做 X 軸和 Y 軸方向移動，其中帶鋸條的工作邊的回轉擺動和工作台沿着 X、Y 軸方向的移動均使用數控技術，曲線形狀鋸割采用計算機自動編程技術完成[6]。

　　筆者針對第二種曲線鋸切方式進行分析讨論，其工作原理圖如圖1所示。

　　圖1 數控曲線帶鋸機工作原理圖

　　Fig.1 Working principle diagram of CNC curve band saw machine

　　工件（4）被氣動夾緊系統（5）固定在橫向工作台（6）和縱向工作台（7）上在X、Y兩方向上做直線運動，同時帶鋸條（2）通過旋轉導向鋸卡（3）實現繞Z軸回轉擺動，配合共同完成曲線鋸切。進行曲線鋸切時，由計算機控制縱向與橫向伺服電機，使工作台橫縱向運動，最終完成曲線鋸切。可轉動鋸卡在計算機控制下通過步進電機驅動齒輪轉動，使可轉動鋸卡轉過相應角度，從而實現鋸條始終與曲線相切。工作台的直線運動與鋸條的擺動共同合成目标曲線軌迹，并由主機完成對工件的加工。

　　2 曲線鋸切時鋸路的形成

　　曲線加工就是利用數控機床加工一個複雜的曲線零件，可以歸納為控制刀具沿着已知方程的曲線軌迹運動[7],采用分割的方法将目标曲線劃分為一段一段的直線或圓弧進行加工[8]。帶鋸條的鋸齒交錯排列，因此帶鋸條的鋸切寬度大于鋸條厚度，這樣可以避免在鋸切木材時發生夾鋸現象。鋸切後的加工表面與鋸條表面形成間隙，曲線鋸切時則會利用到這種間隙[9]。所以進行曲線鋸切時，必須保證鋸齒的主切削刃與木材加工平表面相垂直，始終保持鋸條沿着輪廓曲線的切線方向[10]，盡量減少闆材與鋸條的接觸。曲線帶鋸機鋸切曲線的基本原理是将曲線分割細化，具體如下：

　　1）鋸齒沿着目标曲線鋸切木材，鋸齒的前一鋸切點與後一鋸切點連成一段直線，整個曲線就是由一段一段的短直線構成，每一段直線長度為Δl。

　　2）鋸條的運動軌迹與鋸切形成的曲線弧度相符。總之，偏移的鋸條不能與鋸切後的兩個鋸切面接觸，鋸齒必須沿着曲線移動。

　　3）整條曲線是由鋸條鋸切出的短直線伴随着鋸切方向改變與鋸條的偏轉插補出來的。

　　4）整條曲線的完成是上述描述的動作不斷地重複。

　　圖2 曲線鋸切

　　Fig.2 Cut a curve line

　　文章摘自：曲線帶鋸機鋸路寬度及鋸切半徑的分析 任長清 姜 鑫 李金磊 王 新 頓國強

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