铝合金门窗加工设备

铝合金门窗加工设备 10 铝合金门窗加工设备 铝合金门窗加工设备是指将铝型材加工成铝合金门窗的专用设备。依据铝门窗的组装工艺，铝合金门窗加工设备可分为锯切类、铣削类、组角类、其它类、车台类等。本章将重点介绍几种常规铝合金门窗加工设备，并以济南天辰铝机公司生产的设备为例从特点、构造及技术参数等方面进行具体说明。 10.1 锯切类设备 锯切类设备，是指在铝合金门窗加工设备中，以圆锯片为切削刀具，实现对型材定尺、定角度切割下料的设备。设备采用硬质合金圆锯片做为切削刀具;气动系统通过气缸动作实现对型材的压紧和工进;采用电机与锯片同轴直联或皮带增速的高速切割，获得锯齿较高的线速度，使得切割面光滑、效率高。现对目前最为常用的具有代表性的锯切类设备双头切割锯、角码切割锯以及玻璃压条切割锯分别加以介绍。 10.1.1 双头切割锯 用于铝型材定尺、定角度切割下料。按照锯片的进给方式可分为:摆动进给式和直线进给式两种;按照自动化程度可分为:数控双头切割锯和普通双头切割锯。 双头锯的要充分考虑工作人员的安全，锯头运动部分，应全部罩在安全罩内。气动控制系统设有双手控制按钮，保证操作安全。 型材锯切工艺技术要求。主型材的下料是指按照设计计算的结果，对型材进行定尺、定角度的切割过程。在铝合金门窗组装工艺过程中，第一道工序即是主型材下料工序。由于下料工序所进行的工艺内容将直接影响门窗成品的质量，所以应把下料工序作为关键工序进行较为严格的质量控制。 下料工序切割精度要求见表10-1。 表10-1 下料工序切割精度要求 项目 单位 国标数值 铝窗设备 重复定长精度 mm 0.5 0.2 切割角度极限偏差 ’ 15 5 切割型面对定位面的垂直度 mm 0.20/100 0.10/100 切割型面的平面度 mm 0.15 0.05 切割型面的粗糙度Ra um 12.5 12.5 (国标数值引用自1997年颁布的JB/T5087-1997铝塑门窗组装设备) 从上表中的数据可以看出，铝合金门窗下料工序切割精度要求要明显严于国标。原因是铝合金门窗的角部连接方式为刚性组角方式，不同于塑料门窗的加热焊接方式，加工误差无法在角部连接时消除，相反即使有稍许的误差也能在角部连接后暴露出来。上表中的铝窗设备规范是目前铝门窗设备生产商所普遍采用的。为满足铝合金门窗尤其是高档隔热断桥铝门窗更高的锯切精度要求，国内设备生产商也一直在研制和生产更加高精度、高档 次的铝门窗加工设备。 该机操作简单、性能可靠、技术先进、易于维修保养。主要用于铝、塑门窗及幕墙等型材的锯切加工。切削速度高、加工精度高、生产效率高。机床两锯头可单独工作，也可同时工作，在45?至157.5?之间可实现任意角旋转。 1.主要规格及技术参数 电 源: 三相四线 380V 50Hz 电 机: 2×2.2kw 转速2800r/min 工作压力: 0.5~0.8MPa 供 气 量: 60L/min 锯切长度: max 5000mm min 450mm 锯切宽度: 140mm 锯切高度: 230mm 锯切角度: 45?~157.5?之间任意角旋转 进刀速度: 无级调速0,3m/min 锯片规格: φ500×4.4×φ30 Z=120 外形尺寸: 6800mm×1500mm×2040mm 重 量: 约2500kg 2.设备特点 ? 该机是目前国内最高端的铝合金门窗数控双头切割锯类设备; ? 整机采用欧洲机型，外观整洁，气派大方; ? 控制系统采用全闭环设计，更大程度地保证控制精度; ? 进口电机直联锯片，切割动作采用杠杆摆动形式; ? 锯片进给采用气液阻尼缸传动，切割稳定; ? 高精度进口切割锯片，切口端面光滑; ? 进口伺服电机带动减速器，实现锯切角度45至157.5之间的任意调整; ? 进口工控系统，能实现型材优化下料等高级功能; ? 可一次输入要切割的数根型材尺寸，实现不同长度连续切割; ? 实现加工尺寸直接输入，变换锯切长度不用回参考点; ? 工作台下设有锯片密封装置，排屑效果好; ? 具有随动开合锯罩，工作环境好; ? 可随动伸缩的型材托料架，机器占地小; ? 每个机头两个气缸夹紧型材，使切割可靠、安全。 3.主要结构特点 1)特点 机床床身上装有两个锯头。左锯头为固定的，右锯头为活动的。右锯头由高精度伺服电机通过同步齿形带带动，可沿导轨移动至所需位置。工件切削长度由高精度磁尺提供数据反馈从而实现数控系统闭环控制，切削长度准确可靠。 床身前侧装有可移动的操作台，电气控制元件安装在操作台上，型材放到工作台上 后，只要操作人员按操作规程按动按钮，即可完成型材定位、压紧、切割、刀具返回、松开压紧等过程。 该机的锯头运动部分，全部罩在坚固的安全罩内，保证了操作人员的安全。 2)主要结构 该机由左右锯头、床身、工作台、托料架、传动系统、电器箱等主要部分组成。 a. 锯头 左锯头为固定锯头，右锯头在同步齿形带的带动下在直线轴承导轨上左右运动，运动轻快、灵活，保证了运动的平稳性。锯片的切割进给是由工进(气液阻尼)缸完成的，其气动控制系统具有无级调速的功能，根据加工需要，可调节其进给及返回的速度，使之具有慢速进给快速返回的功能。 b. 床身 由高强度大规格钢管及低碳钢板焊接而成，焊接后经时效处理，保证了床身的刚度及稳定性。 c. 工作台 固定工作台和左锯头装在一起，活动工作台随活动锯头在导轨上左右水平移动。 d. 托料架 中间托料架为自动升降式，后托料架为随动式。既满足了切削型材的要求，又节省了空间，机床外观也整齐美观。 e. 传动系统 该机传动系统由伺服电机带动的同步齿形带构成。运动平稳可靠，采用全闭环控制，精度高。 10.1.2角码切割锯 铝合金门窗的角部连接方式通常有五种方式:螺接、组角、铆接、拉角和涨角。目前应用最为广泛的是组角方式(也有人称之为撞角或冲铆)。角码精度是影响组角可靠性的主要因素，而角码精度又是由以下两方面因素决定的: 1. 合理的角码型材参数 如:角码上嵌槽口的入刀角度应是28?，与组角机刀具进给角度正好相配合;角码型材挤出厚度同主型材的配合间隙不大于0.2mm，否则将影响组角稳定性。 2. 角码切割精度 1)角码切割长度，同型腔的配合间隙最好不大于0.2mm; 2)角码切割面的垂直度不大于0.1mm; 3)切下的角码不能留有小尖角。这需要角码切割锯具有可靠的双侧压紧装置，以保证切割不大于5mm长的角码时也不留尖角。 较高的角码切割精度是由角码切割锯保证的。所以角码切割锯也是影响组角可靠性的主要因素。 图10-2为LJJA-500型铝门窗重型角码自动切割锯。 图10-2 LJJA-500型铝门窗重型角码自动切割锯 1.主要规格及技术参数 电 源:380v 50Hz 电机功率:3kw 电机转速:2840r/min 工作气压:0.6,0.8MPa 耗 气 量: 20L/min 自动送料长度:5,580mm 锯切长度:选择手动時不限制 锯片进给速度:0-3m/min 锯片规格: ø500×ø30×4.4 Z=120 锯切宽度高度:140×140 mm 切割型面平面度: ?0.10mm 切割型面垂直度:?0.1mm 切割型面粗糙度: Ra12.5μm 外形尺寸: 5640 mm×1100mm×1400mm (长×宽×高) 重 量:400Kg 2.设备特点 ? 该机器操作简单、性能可靠、技术先进、易于维护保养; 该机主要用于铝门窗角码型材下料，并可用于塑料型材的切割下料; ? ? 刀具采用硬质合金锯片，切削速度高、生产率高、加工精度高; ? 进给运动副采用直线运动轴承，运动阻力小，精度高; ? 送料机构采用自动送料系统，稳定可靠，效率高; ? 采用数显控制系统，自动化程度高，便于观察和记录。 ? 送料、压紧、切割采用气动装置，操作方便，安全可靠，生产效率高，重复定位精度高 等。 3.主要结构及特点 该机由机身、锯头、自动输送部分和托料架、气动和电气等部分组成。 1)机身:采用矩形钢管和钢板焊接而成，强度高、刚性好。 2) 锯头部分:气液阻尼缸带动滑板在直线导轨上前后移动，完成工进切割和退回。滑板上有电机和主轴，锯片装在主轴上。电机通过皮带带动主轴和锯片转动。锯头上还有定位板和气动压紧机构。整个机头被罩在防护罩内，保证了操作人员的安全。 3) 自动输送部分:气缸推动送料机构完成自动送料。送料机构装由直线轴承支承在圆导轨上运动，保证了重复送料精度。 4) 托料架:托料架起托起型材作用。便于输送。 5) 气动部分:是角码自动切割锯的动力装置。切割锯的所有动作都由气动元件完成。6) 电气部分:是角码切割锯的控制中枢。LJJA-500型铝门窗重型角码自动切割锯采用数显系统控制。操纵分为手动和自动，手动用于调整，自动用于生产。 10.1.3玻璃压条锯 玻璃压条切割锯用于玻璃压条45?切割和压条倒角铣削，是铝合金门窗加工的主要配套设备。 图10-3为LJBL-1800型铝型材玻璃压条锯: 图10-3为LJBL-1800型铝型材玻璃压条锯 设备装有两片夹角成90?的硬质合金锯片，可同时完成玻璃压条的切断和倒角工艺，适用于铝门窗玻璃压条型材大批量切割连续生产。该机采用立式安装形式，型材夹持简单，刀具运行平稳，从而保证压条加工精度，消除了框扇与压条的装配误差。 1.主要规格及技术参数 切割型材最大厚度:30mm; 加工型材最大长度:1800mm; 最小长度:200mm; 型材靠模长度:左190mm、右230mm; 刀具交点到左、右定位板的距离:18mm; 工作台面到靠模板固定长圆孔的边缘距离:59mm; 工作台离地面的距离:1045mm。 硬质合金圆锯片刀参数:D=280 d=32 Z=80 δ=3.2/2.8 输入电压:380V 50Hz 三相四线制 输入功率:1.1×2KW 主轴转速:2800r/ min 工作气压:0.5-0.8MPa 进气缸:(缸数×缸径×行程)1×63×450 2.主要结构特点 LJBL-1800型铝型材玻璃压条锯由机身、工作台、定位装置、工进机构、切削机构、 压紧机构、定长机构、防护装置、托料架、喷雾装置、气动系统、电气系统等主要部分组成。 切割时，密闭在自动升降的安全防护罩内，并自动喷雾冷却，以提高切口质量，延长刀具寿命。45?角面和倒角出厂时已严格保证，用户利用靠模，前后移动工作台，找到刀具的最佳切削位置，一次循环工作，就可切割完型材，完成批量生产。工进结构和压紧机构均采用气压传动，直线运动副采用高品质的直线运动球轴承。性能可靠、操作简单、维护、保养十分方便。 10.2铣削类设备 铣削类设备，以圆柱棒铣刀或组合圆盘铣刀作为切削刀具，以刀具圆周上的切削运动为主切削，垂直于刀杆方向作进给运动，实现铝塑型材各类槽孔、端面等铣削加工的设备。 10.2.1仿形铣 用于铝塑门窗各类槽孔如排水槽、锁孔等的仿形铣削加工。 图10-4为LZF-300×100型铝门窗仿形铣床。 3 图10-4 LZF-300×100型铝门窗仿形铣床 3 该机采用进口铝合金专用铣刀，并在原有机型上针对隔热断桥铝合金门窗加工高精度、高效率的特点进行改进，其铣削尺寸精度和加工面光洁度达到国内一流水平。 1.主要规格及技术参数 电 源:380v 50Hz 工作气压:0.5,0.8MPa 耗气量:30L/min 输入功率:1.85kw 三孔钻头中心距:21.5×21.5 三孔钻头直径:Ø12 铣刀直径: Ø5、Ø8 仿形范围:320×95×100mm (长×宽×深) 机床外形尺寸:4110×1130×1400mm(长×宽×高)(含拖料架长度) 型孔尺寸误差: ?0.20mm 加工面的直线度:?0.1 mm 切割型面粗糙度: Ra12.5um 2.设备特点 ? 可进行仿型加工 ? 主要用于门窗锁孔、槽的加工 3.主要结构及特点 1)三孔钻部分 由一部电机通过齿轮箱带动三个位置相对固定的钻头旋转，通过进给手柄使连接架在双导杆上滑动，实现三孔加工。 2)仿形铣部分 由电机通过皮带轮带动一把铣刀旋转，在两级仿形触头杆的引导下进行仿形加工。两级仿形触头杆，其直径与铣刀直径相同，因此，可按1:1的关系进行铣削加工，被铣削零件孔型与仿形铣板孔型完全一致。 3)夹紧装置 有2个气缸，可实现水平夹紧、稳定、可靠。 4)定位机构 定位杆的伸出长度可以调整，用来保证切削深度。 10.2.2 端面铣 用于铝门窗中挺的端面铣削，通过更换不同刀具，可以铣削不同端面的型材。 1.主要规格及技术参数 电 源: 380V 50HZ 电机总功率: 6.6KW 电机转速: 2800r /min 气源工作压力: 0.5-0.8MPa 主轴直径: ø 32mm 铣刀直径: ø250mm 工作台进给行程: 0,1050mm 工作台尺寸: 530×320mm 电机调整行程: 0,85 mm 开榫最大尺寸: 40 mm 外形尺寸: 2400×970×1640 mm(长×宽×高) 切割型材粗糙度: Ra12.5µm 重量:450kg 2.设备特点 ? 用于铝型材端面的加工，以适应不同截面型材的配合; ? 一次可铣削多根型材，效率高; ? 刀具可作上下、左右调速以适应不同形状尺寸的加工; ? 可调刀具使加工不同型材时，不必订制刀具，从而可缩短生产准备周期、降低 成本; ? 刀具直径大，切割速度高，加工面质量好。 3. 主要结构及特点 该机床由圆盘铣刀、刀杆、电动机、调整机构、铣削进给机构、定位机构、压紧装置、工作台、机身、电动控制系统等组成。 1)圆盘铣刀 该机采用硬质合金圆盘铣刀，可根据用户要求设计加工专用铣刀。 2)刀杆 刀杆将圆盘铣刀与电动机输出轴连接为一体，电动机通过刀杆直接带动圆盘铣刀进行铣削。 3)调整机构 利用手柄、丝杠带动水平或垂直导轨的运动来调整刀片在高度和深度方向上的位置，以适应不同规格和端面形状型材的加工。 4)铣削进给机构 进给系统采用气液转换器和无级调速系统，使切削进给更平稳、均匀，切削精度和表面质量更好。 5)气动控制系统 气动控制系统实现了工件压紧与切削进给的连锁程序控制，通过按扭开关即可完成:工件压紧、切削进给、松开压紧和退出的加工全过程，操作简单，安全可靠，生产效率高。 6)压紧装置 放置型材的工作台上有一个直径为160mm的压紧气缸，可实现对型材的夹紧，且稳固可靠。 10.3 组角设备 用于框、扇角部组角冲铆加工的设备统称为组角类设备。该类设备因同时组角的个数不同可分为单头组角机，双头组角机及四头组角机。 10.3.1铝门窗单头组角机 LMB—120铝门窗单头组角机，综合了叶鲁、安美-百事达、飞幕等进口产品的优点，并摒弃了这些进口设备以及国产设备在使用过程中反映出的缺点，从而可达到较高的成品率。该机改弃以往组角机在组角过程中两侧液压缸分别驱动两组组角刀，因受阀体、管路、摩擦系数等不同因素的影响，使两侧工进不能同步进行，进而导致组角效果不佳的情况，改由一个液压缸通过机械联动机构同时驱动两组组角刀，保证两组组角刀具工作完全同步，大大提高了门窗的组角质量，降低了故障率。该机型操作方便，加工对接缝误差小，主要适用于彩色铝窗、隔热铝窗等高档铝合金门窗的加工组装。 1.主要技术参数: 电 源:380V 50Hz 电机功率:1.5KW 额定油泵压力:16Mpa 电机转速:1400r/min 油泵型号:2.5MCY 适用型材宽度:120mm 气源工作压力:0.5-0.8Mpa 耗气量:2L/min 总组角压力:48KN 组角缸运动行程:85mm 主定位块调整范围:70mm 加工型材高度:(最大)120mm 形尺寸:1850×1680×1210mm 2.设备特点 ? 动力由液压系统控制，工作平稳可靠; ? 左右冲头钢性同步进给，避免组角过程的无益变形，使窗角连接更牢固; ? 同步进给机构使机器调整变得简单; ? 螺纹调节上下组角刀的距离，使对刀工作更方便; ? 可配置单刀多点组角刀，使隔热断桥铝门窗组角更加可靠。 3.主要结构及特点 LMB,120型铝门窗组角机由机体、工作台、定位油缸、辅助定位器、冲铆器、组角油缸、组角滑板、电控盘、脚踏开关等主要部分组成。气动系统由电磁阀、压力表、油雾气、水分离器等组成。液压系统由液压泵、电磁阀、高压胶管、液压继电器等组成。 由组角油缸推动组角滑板，组角滑板向前运动的同时推动左、右冲铆轴，由冲铆轴上的组角刀实现对铝门窗90度组角联接。 该机采用气、电、液联合操作控制。由于采用了机械联动新结构，消除了油压波动对组角质量的影响，使组角完全同步，组角深度更加一致，组角角度更加精确。另外，前后定位采用了上下可调、前后距离可调的定位装置，适用于加工不同断面形状和尺寸的型材。 10.3.2铝门窗双头组角机 图10-7为LMA-100×3500型铝门窗双头组角机。 2 图10-7 LMA-100×3500型铝门窗组角机 2 LMA-100×3500铝门窗双头组角机是高档铝门窗专用设备，可一次完成两个角的角码2 式冲铆联接。 1.主要技术参数: 电 源:380V 50Hz 额定油泵压力: 15Mpa 气源工作压力:0.5-0.8Mpa 耗气量: 1L/min 油箱容量:40L 组角缸运动行程:0,50mm 两机头最大开距:3500mm 组装最小框尺寸:500mm×500mm 适用型材宽度/高度: 50,100mm/40,100mm 外型尺寸:45000×2200×1750mm 2.主要结构及特点 LMA-100×3500铝门窗双头组角机主要由床身、固定机头、活动机头、内外定位装置、2 压紧机构、型材预紧装置、液压系统、气动系统、电控系统、托料架等部分组成。 内、外定位装置及型材预紧装置限定三根型材的位置，先由低压油供给组角缸，使组角刀前进到接触型材，再提供高压油实现冲铆动作。 该机压紧，内、外定位及型材预紧机构自动对组角的三根型材进行定位，有效地避免了组角错位，提高了定位精度和工作效率;内、外定位块上下可调，并可叠加使用，组角 缸前后、左右可调，可用于各种规格和截面形式的型材，适应性强;运动部分采用高精度直线运动副，组角精度高;液压组角缸可提供足够的冲铆力，角联接强度大;一次可组两个角，工作效率高。 10.3.3 铝门窗数控四头组角机 该机是高档铝门窗专用设备，可一次完成四个角的角码式冲铆联接。 1.主要规格及技术参数 电源电压:380V/220V 额定功率:7.5 Kw 额定油压:15 Mpa 气源工作压力 :0.5,0.8 Mpa 耗 气 量:0.45 L/次 油箱容量: 40L 组角缸运动行程:0,50mm 适应型材宽度:100mm 组装最大框尺寸:1800 mm×3000 mm 组装最小框尺寸:560 mm×560 mm 成型窗对角线长度尺寸误差:?1mm 对接缝隙误差:?0.15mm 外形尺寸:4700×2000×2600 重 量:1500Kg 2.设备特点 ? 该机用于铝门窗高效组装，可一次完成四个角的角码式冲压连接; ? 压紧装置自动前后移动，操作方便，窗体尺寸自动调节; ? 采用德国LENZE高品质数控系统，兼顾了速度与精度; ? 通过伺服系统的力矩监控功能，实现四角自动预紧，确保了加工效果; ? 组角刀前后左右调整方便，适应不同型材的需要; ? 采用台湾“海依兰”液压系统，性能稳定可靠; ? 一次性组框可对型材间的接缝及平面度进行控制，使组框质量显著提高; ? 控制系统与伺服系统实现无缝联接，大大提高控制精度。 3. 主要结构及特点 LMS-100×1800×3000型铝门窗数控四头组角机由机身、固定机架、活动机架、固定4 机头、活动机头、内、外定位系统、伺服驱动系统、液压站、气动系统、电控系统等组成。 液压系统主要由液压站、油路、液压缸、节流阀等组成，液压站由电机、柱塞泵、油箱、电磁阀、压力表等组成。 电气系统包括进口伦茨驱动器、伺服电机、变压器、熔断器、整流器、各种控制按钮及旋钮开关等。 伺服驱动系统根据设定的门窗尺寸，将机头驱动到位后，放入装好角码的铝框，启动运行后，内、外定位系统及伺服驱动系统限定组框的四根型材的位置，先由低压油供给组角缸，使组角刀前进到接触型材，再提供高压油实现冲压动作。 该机压紧机构自动伸缩，通过伺服系统的力矩监控，实现四角自动预紧、窗体尺寸自动调节;内、外定位块上下可调，并可叠加使用;组角缸前后，左右可调。 10.4 冲压类设备 铝门窗压力机主要加工“欧标”20mm和“ALUK”23mm槽口五金件安装孔槽及中梃安 装孔槽。 LY-50型铝门窗压力机可实现六工位冲压，冲口光滑平整，生产效率极高，用于工艺6 孔槽的加工。 1.主要规格及技术参数 电 源:380v 50Hz 电机功率:2.2kw 电机转速:1420r/min 额定油泵压力:16MPa 油箱容量:20L 压力机公称压力:50KN 行程次数:30次/min 闭合高度:185mm 冲压行程:30mm 机床外形尺寸:900×900×1420mm(长×宽×高) 加工面的直线度:?0.1 mm 切割型面粗糙度:Ra12.5um 可装模具尺寸:250×200(mm) 模具壁厚:185mm 2.设备特点 ? 该机是铝合金门窗组装专用设备，适用于铝合金型材的冲压工序; ? 与该设备配套的每个组合冲摸可完成多个冲压工序，通过更换不同工位即可完成 不同规格系列门窗的冲压加工; ? 采用圆盘式工作台，六个工作位置，可以安装六套模具。通过转动工作台，即可 随时调用不同的模具，大大提高了工作效率。 10.5 车台类设备 车台类设备包括门窗周转车、型材周转车、胶条车、通用工作台、型材支架、型材定尺架、型材输送架等，下面介绍几种通用工作设备。 门窗周转车(图10-10)，是将门窗运送到存放地点往来周转的工具。 型材周转车(图10-11)，是将下料完的型材运送到其他加工工序的工具。 通用工作台(图10-12)，可用于安装胶条，五金件及玻璃压条装配等，通常用于没有专用工作台配置的车间。 胶条车(图10-13)，是用于托放窗户胶条的工具。 图10-10 门窗周转车 图10-11 型材周转