外轮胎钢丝用线材质量对比分析

陶晓

摘 要：随着外轮胎钢丝用线材制品升级速度的提高和人类社会对外轮胎钢丝用线材制品需求的多样性，中国传统机械行业结构正在发生巨大的变化。需要小批量生产的产品种类越来越多，对外轮胎鋼丝用线材制品交货质量和成本的要求也越来越高，同时要求现代生产科学技术具有很大的灵活性，即外轮胎钢丝用线材制造商对不同外部因素的适应能力和外轮胎钢丝用线材制品满足市场的变革性和竞争力越来越强，生产空间和时间限制的灵活性也越来越大，满足上述条件的核心技术就是数控线材折弯机的主要指标。

关键词：数控线材折弯机 外轮胎钢丝用线材 应用分析

Comparative Analysis of the Quality of Wire for Outer Tire Steel Wire

Tao Xiao

Abstract：With the improvement of the upgrading speed of wire products for outer tire wire and the diversity of human society's demand for wire products for external tire wire， the structure of China's traditional machinery industry is undergoing tremendous changes. More and more types of products need to be produced in small batches， and the quality and cost of delivery quality and cost of wire products for external tire steel wire are also getting higher and higher， and at the same time modern production science and technology requires to have great flexibility， that is， the adaptability of wire manufacturers for outer tire steel wire to different external factors and the ability of wire products for outer tire steel wire to meet the market is becoming more and more transformative and competitive， and the flexibility of production space and time constraints is also increasing， and the core technology that meets the above conditions is the main indicator of CNC wire bending machine.

Key words：CNC wire bending machine， wire rod for outer tire wire， application analytics

1 数控折弯机研究的现状

国内线材折弯加工企业，主要仍以手动操作为主，辅助一定的专用设备，在加工工方法和设备上，与世界先进技术有较大差距，在折弯加工三维空间内的复杂零件时，一般需要多台设备辅助，如单独的切管机、自动上料机、矫直机等，经过多道工序才能完成，集成化水平较低、生产效率也不高、所需人员数量较多，并且劳动强度大，成本也偏高。通过查询现有资料文献，目前国内尚无集成化程度较高，同时具备三维空间内线材折弯加工设备的成型产品，有一些专利申请，如：

（1）“立体线材建材的制作设备”专利（台湾省的周春伯、黄庆荣申请），其公开了一种立体线材的折弯制作设备，包括送线装置、整线装置、点焊装置、裁断装置。

（2）“医用线材的加工设备”专利（成都拓泰医药科技股份有限公司申请）。其公开一种针对小体积线材的加工设备，主要用于医用线材的加工制作。

在理论研究方面，国内有针对数控折弯机的文献报道，如：

（1）数控折弯机产品的两种表示形式之间相互转化算法"（西北工业大学的王少龙等），解决数控折弯机的加工指令文件自动生成问题，为数控折弯机纳入集成制造系统提供了途径。

（2）“数控折弯加工过程仿真中的碰撞和检测”（北京理工大学吕波等），提出基于仿真指令的碰撞和干涉模型。

2 数控线材折弯机在外轮胎钢丝用线材制造中的特点

2.1 智能化

数控线材折弯机是当今世界计算机技术的结晶，是各个领域的人才和专家智慧的结晶。而NC技术的一个重要特点就是智能化，它可以代替传统的手工操作，实现高效率和高精度的工作方式。此外，在传统的生产模式下，员工不可能对整个生产过程进行实时的监测，而智能技术可以有效地解决这个问题。采用电脑对各环节进行实时监测，发现问题后能及时处理，使生产过程中的安全得到很大的改善。

2.2 多技术集成化

工作效率高特性，外轮胎钢丝用线材制造企业做为市场经济体制主体之一，务必及时掌握销售市场发展状况和变化趋势，同时结合市场的需求优化产品。引进数控技术，不仅可以提升加工高效率，还可以减轻工人劳动效率，一起可以避开人为因素所造成的多余损害，这对提升良品率来讲有积极意义。此外，针对繁杂程度高、危险性较大的生产制造阶段，根据数控技术取代人工控制，还可以有效提高制造安全系数。

3 数控折弯机造型设计要点

3.1 安全设计要点

数控折弯机作为一种高精度、高频率的生产设备，在造型设计时需要充分考虑到操作人员的人身安全，考虑到生产环境的清洁。①人身安全设计：造型设计上需要盡量减少线条冷硬的边角，避免因为操作过程接触、磕碰伤害到操作人员;安全防护罩是保护操作人员不被铁屑、冷却液迸溅伤害到的重要设计要点，安全防护罩表面需要用警示色彩、警示语提醒操作人员注意安全;电控箱等需要散热的部分需要做好散热孔位置和形状设计，尽量避免朝向操作人员常停留的方位，避免造成烫伤。②环境安全设计：造型设计上需要考虑到数控折弯机生产对于周边环境的污染和影响，避免外部灰尘、杂物进入到机床内部影响零部件运转，避免铁屑、冷却液迸溅影响车间环境。

3.2 色彩设计要点

数控折弯机作为一种需要大量集中于车间中进行应用的生产设备，若色彩设计上不够协调、美观、舒适，容易影响操作人员的心理感受，不利于车间生产的开展。明度高、纯度低的色彩能够给操作人员带来视觉上的明亮感，是大多数数控折弯机都采用的色彩，在配色上避免使用单一色调，采用双重配色的方式来打破单一色调的沉闷。①色彩应避免使用过于鲜艳、刺激性的色彩，比如红色，这样的色彩容易让操作人员长时间面对数控折弯机时感到烦躁。②色彩不建议使用大面积的白色，长时间面对白色会导致视觉上的疲劳感，容易导致操作人员操作失误。③色彩可采用上明下暗、上轻下重的配色，用灰色和黑色、蓝色和黑色等进行上色，给操作人员在视觉上一种稳重中带有活泼的感觉，缓解操作人员长时间面对机床操作的视觉感受和心理感受。④在上下配色的同时，数控折弯机还可以用亮黄色、大红色来做腰带，或作为机床安全警示，不仅可以提升色彩搭配上的效果，还能够警醒操作人员注意安全。

3.3 外形整体设计要点

数控折弯机带给操作人员的视觉感受除了受到色彩的影响外，还会受到材质的影响，毕竟，塑料材料、金属材料给人们的视觉感受截然不同。在数控折弯机外形整体设计时，设计人员需要从视觉感受上挑选足够匹配的材料，比如机床底座应用钢铁材料不仅可以提高机床稳定性，还能够在视觉上增加机床的稳重感;又比如机床安全罩应用有机玻璃等轻质材料不仅可以提供足够的安全防护，还能够降低视觉上的沉重感，符合上轻下重的视觉观感。除应用材料进行外形整体设计外，还应从机床形态上进行设计，保持机床的视觉美感。为了提升机床的稳重感，设计人员设计时应考虑将机床上部设计得稍小一些，下部设计得稍大一些，避免给人一种视觉上的易倾倒感。中国人在视觉审美上喜欢左右对称的类型，在机床设计时应充分考虑这一点，保持在多个角度上进行左右对称设计，将直线条、曲线条设计成平衡的状态，满足国人审美需求。

3.4 人体工程设计要点

数控折弯机本身是给操作人员来操作的生产设备，操作人员需要与数控折弯机进行长期接触，若机床本身不符合人体工程学原理，很有可能导致操作人员在操作过程中出现肢体酸痛、操作失误等情况，不利于数控折弯机的操作质量和效率提升。设计人员可以将数控折弯机的操作面板设计在操作人员眼睛平视的高度，让操作人员不必低头弯腰或仰头抬胳膊操作;将操作面板文字标识适当放大，避免过度劳累操作人员的眼睛;操作把手、按钮等操作部位需要应用容易抓握也容易施力的材料，大小适宜操作人员的手掌、手指操作，比如按钮、按键以圆形塑料为佳，把手以圆柱体、手掌大小为佳。符合人体工程设计原理的数控折弯机能够有效降低操作人员操作机床时的费力程度，提高操作人员的操作舒适度。

4 提高数控线材折弯机加工效率和质量的重要措施

4.1 制定完善的加工规章制度

加工过程中应用数控线材折弯机进行操作，应保证具备完善的加工规章制度，主要就是保证其中包括数控线材折弯机加工具体的实施模式、应用流程、技术创新内容，不仅能要为加工人员正确操作提供指导，也要提高数控线材折弯机加工有效性。在实施相应规章制度过程中，加工技术和管理人员应遵循实事求是原则，做好动态调整工作，真正做到及时发现规章制度不合理和不科学问题，同时也要精准判断实践经验和执行效果，进而保证数控线材折弯机加工规章制度最大程度上发挥作用。

4.2 保证最终选用的数控加工设备符合要求

在选择数控线材折弯机加工设备之前，需要细致分析数控机械加工需求，从而精准确定类型、加工方式，满足加工生产效率和质量方面的要求。以选择数控线材折弯机加工中的刀具为例进行分析，应选择耐高温性强、硬度大、耐磨性高的加工刀具，既要减少数控线材折弯机加工中断次数，也要保证可以在较短的时间内完成较多加工工作。在数控线材折弯机加工领域发展速度不断加快的状况下，市场中可以选用的设备类型比较多，但是不同的数控加工设备性能和效率存在差异。这就要求实际选购期间充分考虑价格、性能、质量等因素，并要保证其硬件和软件始终处于良好运行状态，最大程度上满足高效加工和高质量加工要求。除此之外，在正式使用数控加工设备之前，运营和调试工作不能忽视。如果在此阶段发现存在问题，就要及时进行较为详细的咨询，不仅要保证数控线材折弯机加工设备的使用效果符合预期要求，也要在顺畅运行的基础上降低各类错误的发生概率，从而为后续更加高效地完成零件加工工作提供设备保障。

4.3 做好日常维护工作

在机械加工领域，数控折弯机这一机械设备发挥着重要的作用，所以对于相关人员来说，应提高对日常维护工作的重视度，将各种元器件的磨损周期提升上来，并为数控折弯机的使用寿命奠定良好的根基。同时，借助数控折弯机的日常维护，可以使各种故障得到有效的预防。通常而言，在数控折弯机的随机性故障维修方面，相关工作人员应注重严格检查和维护数控系统，将电气箱的密封性发挥出来，满足科学化连接和安装需求，并给予数控折弯机的屏蔽和接地一定的保证。此外，在解决数控折弯机的确定性故障时，相关工作人员应对故障的发生规律进行深入分析，与故障的发生原因相结合，做到有针对性的解决、处理。

4.4 做好机床润滑工作

数控折弯机设备润滑处理的实现，能够降低故障发生概率，这就需要结合实际来选择润滑油，与信誉口碑良好的大厂进行合作，采购并使用质量可靠的润滑油。数控折弯机的精度较高，需要结合实际要求来选择润滑油标号，确保满足待润滑处理部分的实际需要，保证机床运行的稳定性。基于要求来确定润滑油纯度，一旦存在杂质，会导致油路堵塞，润滑效果也会随之受到影响，甚至加大运动部分故障发生风险，缩短设备使用寿命。这就需要定期处理待润滑部位，选择恰当的润滑油品牌，并做好润滑处理，切实提高数控折弯机机械加工效率。

5 数控线材折弯机性能未来发展趋势

5.1 高精度、高生产效率

对于加工企业来说，折弯机床的加工效率和加工质量始终是加工过程控制的重点。数控线材折弯机床作为制造业的重要性能指标，其加工精度和效率是评价其技术水平的重要参考指标。参考现有数控线材折弯机的研发、设计和制造经验，在数控线材折弯机床设计阶段引入高速CPU芯片、多CPU控制系统、交流数字伺服系统等技术，可大大提高机床的加工效率，满足加工企业在工件加工档次和质量上的实际需求。以市场需求为导向，未来数控线材折弯机床的生产将继续注重产品的精度和速度。以精密、智能、高速为特征的超精密机床的研发和技术升级，将推动新一代数控线材折弯机的发展。

5.2 多轴化

目前，数控系统的多轴控制已经取得了重要的发展成果。为了提高数控线材折弯机加工参数的控制精度，对整个加工过程进行更方便、准确的操作控制，数控线材折弯机床制造单位积极开展多轴控制技术的研究开发，通过增加动轴数来进一步提高操作精度。在数控加工领域，多轴是数控线材折弯机性能升级的重要方向。对于折弯机床来说，合理应用多轴联动加工技术，满足了加工企业在工件折弯加工阶段的实际需求，对提高折弯加工效率有一定的作用。依靠多轴联动加工，操作人员可以在一台设备上完成多项操作。例如零件一次装夹后，操作人员可根据弯曲任务进行自动换刀、旋转工作台等各种操作，以满足实际加工任务的特殊需要。从多轴的应用效果来看，继续重视多轴机床的研发和适用于弯曲加工的多轴联动加工技术的科研开发具有重要意义，可以帮助加工企业进一步扩大加工业务范围，适应市场需求。

5.3 柔性化

柔性化是目前数控线材折弯机床生产的一项难题，是完成多品种折弯加工任务的必要条件。目前，解决数控线材折弯机床的柔性化设计问题，已经成为行业的重要课题，以实现数控线材折弯机的柔性加工功能为目的，新一代模块化设计正持续影响着数控线材折弯机系统的研发设计。从工件的折弯加工实践来看，以扩大功能覆盖面积、满足柔性加工需求为目的设计的数控系统，能够满足不同用户在工件折弯加工参数、加工方式等方面的不同需求;在同一群控系统的支持下，数控系统能够根据输入的生产流程信息自动完成信息流的动态调整，继而有序组织不同的加工任务。以某企业生产的PBE系列数控线材折弯机为例，该机床的典型特征是机械伺服驱动、无油工作、能耗低，嵌入式的人机界面，极大地方便了作业人员执行各项操作，同时系统支持拓展折弯自动化，为工件的特殊折弯加工任务提供了实现条件。在柔性化思想的支持下，软件、硬件的开放化也将成为数控线材折弯机性能提升的重要方向。开放化的显著特點是用户能够根据生产任务的实际需求对系统软件、硬件部分进行二次开发，进一步扩大数控线材折弯机床的加工功能，满足用户在工件折弯方面的不同加工需求。

6 结语

综上所述，通过对数控线材折弯机的内涵与背景分析，数控线材折弯机已经在工业，机械设备等产业中起了十分关键的角色。它不但能够有效提升我国外轮胎钢丝用线材制造业的综合实力和制造效益，同时也能够形成外轮胎钢丝用线材制造业的智能化，综合化制造模式，进而达到机械制造业强国的目标。

项目来源：江阴职业技术学院科研项目；

项目编号：XJ2022LG008；

项目名称：数控线材折弯机研发及样机制作。

参考文献：

[1]黄长永.国内外折弯机技术的发展进程[J].湖北农机化，2022，No.241（04）：33-33.

[2]孙正平.数控母排折弯机模具的应用[J]. 锻压装备与制造技术，2022，v.55；No.326（02）：78-80.

[3]李金莲.数控技术在机械制造中的有效应用分析[J].内燃机与配件，2022（21）：93-95.

[4]张武.数控技术在外轮胎钢丝用线材制造业中的应用现状和发展趋势研究[J].装备制造技术，202（02）：260-261.

[5]袁梦，唐友亮，刘萍.浅谈数控技术在我国外轮胎钢丝用线材制造业应用[J].橡塑技术与装备，2022，42（10）：42-43+55.