双轴切割机床龙门机架的设计与研究

余敏文，王淑花，秦宝荣，蔡欢，刘江

(浙江工业大学 浙江省特种装备制造与先进加工技术重点实验室，浙江 杭州310014)

    设计了陶粒混凝土砌块切割机床，在切割不同规格砌块时，机床不需拆装。利用ANSYS Workbench 工具建立机床的有限元模型，通过分析得到龙门机架的最大应力、变形及其分布情况；对其进行模态分析，确定结构的振动特性，以验证龙门机架的使用性能和砌块切割的稳定性，为双轴切割机床的龙门机架设计提供进一步的理论依据。

    陶粒砌块由陶粒、胶凝材料、水及一定的外加剂组成，与传统砌块相比，陶粒砌块具有质轻、保温、隔音及耐热等特点［1］。砌块成型采用模具制型再经锯片切割，与传统砌块成型相比，其适宜成批大规模生产。双轴切割机可以加工两种规格砌块，与传统的单轴切割机相比，具有方便切割的优点。切割过程中锯切阻力对横梁、立柱组成的龙门机架有较大影响，而龙门机架发生显著变形时，对机器的几何精度、定位精度和产品质量有很大影响［2］。因此，需对龙门机架进行结构分析和改进，以提高最终的砌块质量。

1双轴切割机床的设计与建模

1.1双轴切割机床的设计

在生产过程中，要切割两种不同规格砌块，传统的方式主要是运用多条生产线分别生产或采用单条生产线交替生产。多条生产线可以生产不同规格的砌块，但投入成本较高；而单条生产线在生产另一种规格的砌块时，需要对切割锯轴的组件进行更换，操作繁琐，费时费力。

针对单条生产线，本文设计出一种新的龙门机架结构，将两套不同规格锯切系统安装在龙门机架两侧，当加工其中一种规格的砌块时，只需让该规格的锯切机进入工作状态，实现砌块的切割；当需要加工另一种规格的砌块时，让另一组锯切系统进入工作状态，实现砌块的切割。与多条生产线方案相比，单条生产线就能实现两种规格砌块的生产，具有低成本的优点；与传统单条生产线相比较，则具有高效省力的优点，生产时不需要进行切割机部件的拆装、更换。

1.2双轴切割机床的总体模型建立

    在设计方案的基础上，对双轴切割机床进行总体建模。

图1为双轴切割机床总体三维模型，由龙门机架1和2组锯切系统2,3组成。将锯切系统分别安装在龙门机架的前后两端，可沿龙门立柱上下移动，实现锯切机进入或脱离工作状态。

龙门机架1由左右立柱和横梁组成，锯轴系统2,3由切割轴系统和驱动电机组成。

    左右立柱的前后两端面设计成可供锯切系统上下滑动的导轨，由丝杠螺母机构实现锯切系统的......

作者简介：余敏文（1988—），男，湖北广水人，浙江工业大学硕士研究生，主要研究方向为机械设计及理论。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）