纸板制造机械纸板机械手臂怎么做?

1. 产品结构及工艺需求

某科研项目的零件之一调整垫片是我单位承接的机加产品，其材质为QB1314-91，是0.5mm厚的硬纸板。调整垫片的具体尺寸如图1所示，外径160mm，厚度0.5mm，科研阶段用量不多于100件。

图1 调整垫片

该产品过去通常是利用冲压机和冷冲模具冲压而成，生产效率高，适用于设计尺寸定型后的大批量生产。但是在某项目的科研阶段，各个零件设计尺寸不定型、变化大，导致此工艺冷冲模具改动、加工制作成本高，不适用于科研单件小批量生产。

2. 工艺创新

我单位以工具工装生产为主，在设备配置上没有冲压机。外协加工批量小，外协单位不愿意做。在这种情况下，试验采用一种高速旋转切制工艺，利用摇臂钻床在X、Y、Z轴方向上的移动和在Z轴方向上的旋转来共同完成快速高效旋切工件。由于其具有效率高、能快速切除非金属材料（纸板、软橡胶板）的优点，非常适合加工厚0～30mm的纸板和软橡胶板，从而实现了单件、小批量，不用冲压机、冷冲压模具来生产。

（1）所需设备：摇臂钻床一台。

（2）所需工具：自制旋转切刀（见图2）一把，材质为T10A，热处理方式为尖角局部淬火，硬度为50～55HRC；木板（见图3）一块；图钉若干；锤子一个。

图2 自制旋转切刀

图3 木板

（3）工艺原理：将自制旋转切刀装到摇臂钻床上，将1m×2m的硬纸板用图钉固定在1m×2m的木板上，通过摇臂钻床主轴的高速旋转带动自制旋转切刀，向下运动至木板上，从而切割纸板达图样要求的尺寸。自制旋转切刀的内孔尺寸就是图样中纸板的外径尺寸。随着摇臂钻床主轴的向上抬起，切掉的纸板会自然掉落，对于难掉落的纸板，可以通过自制旋转切刀上的排气和退料孔，用筷子向下退料即可。进而通过摇臂钻床的X、Y轴的运动，按排列顺序再切割出许多纸板，实现小批量生产。

3. 后续工艺延展

（1）此创新工艺适用于材质为QB1314—1991、厚1～5mm硬纸板的调整垫片的加工。

（2）后续由于科研项目的不断改进，随着自制旋转切刀的内孔尺寸大小的变化，可以加工出不同外径的纸板。

（3）后期在自制旋转切刀的内孔中心位置再增加一外径切刀（见图4），还可以同时切割出有内孔的圆圈纸板（见图5）。

图4 增加一外径切刀的旋转切刀

图5 有内孔的调整垫片

4. 结语

综上所述，利用现有的设备（摇臂钻床）和工具（自制旋转切刀、木板、图钉及锤子），利用力学中力的高速旋转切割传递原理，将复杂问题简单化，轻而易举地切割薄纸板，实现小批量生产，在很大程度上降低了生产成本、提高了生产效率。

参考文献：

[1] 孟少农. 机械加工工艺手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991.

[2] 袁哲俊，刘华明. 刀具设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1999．

[3] 袁哲俊. 金属切削刀具[M]. 2版. 上海：上海科技出版社，1993．