沖床自動送料機構(gòu)設(shè)計

陳曉斌，段海峰

（華南理工大學(xué) 廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800）

在冷沖壓生產(chǎn)過程中，在沖模或沖壓設(shè)備上采用各種機械裝置，代替人工完成沖壓生產(chǎn)，稱為沖壓生產(chǎn)機械化與自動化。

在一個沖壓作業(yè)循環(huán)中，從送料、起動、壓力機行程作業(yè)、卸件這4個環(huán)節(jié)中，壓力機滑塊一個行程的時間，只占一個作業(yè)循環(huán)時間的10%～25%，壓力機空運轉(zhuǎn)時間占90%～75%，與沖壓作業(yè)類別、模具結(jié)構(gòu)、沖壓材料狀況、工人操作的熟練程度有關(guān)。

沖壓過程的自動化，是提高沖壓生產(chǎn)率，保證安全生產(chǎn)的根本途徑，其意義在于：改善了勞動條件，減輕工人的體力勞動；提高了勞動生產(chǎn)效率；提高了沖床的利用率，從而節(jié)約了電力，降低了成本；保證了生產(chǎn)安全，用機械代替了人工，使操作者雙手脫離開沖床工作危險區(qū)；降低了工時的消耗，延長了沖模的使用壽命，減少了坯件堆放面積。

1 沖壓自動送料機構(gòu)的分類

目前，沖壓自動送料機構(gòu)有很多種方式進行實現(xiàn)。其中可分為以下幾大類：

（1）數(shù)控送料機構(gòu)。此送料機構(gòu)通過數(shù)控的控制，可以實現(xiàn)多方位的送料，可以實現(xiàn)多種送料形式以及復(fù)雜的送料行程。

（2）電氣送料機構(gòu)。此送料機構(gòu)，是通過額外的動力源來進行送料功能的實現(xiàn)。

（3）機械送料機構(gòu)。是通過壓力機本身的動力，可以通過上模的上下運動的動力，也可以通過轉(zhuǎn)軸的動力，來實現(xiàn)送料的功能。

數(shù)控送料和電氣送料，雖然其送料精度高，送料平穩(wěn)、快捷，但其控制系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，成本高，不適合本設(shè)計。所以選用機械送料機構(gòu)。

2 沖壓的零件

沖壓成品為條形元件，材料為不銹鋼，如圖1所示。因為零件未有標注公差，查手冊，按IT10精度，標準公差帶為160 μm。

圖1 沖壓成品圖

零件屬于大批生產(chǎn)，工藝性較好。考慮節(jié)省材料，排樣圖如圖2所示。

圖2 排樣圖

沖壓過程圖如圖3所示。

圖3 沖壓過程

3 沖壓送料機構(gòu)方案的設(shè)計

自動送料裝置，按送進材料的形式，分為送料裝置與上件裝置兩類。本設(shè)計屬于送料裝置。

常見送料機構(gòu)形式有5種：一為鉤式送料機構(gòu)，二為凸輪鉗式送料機構(gòu)，三為杠桿送料機構(gòu)，四為夾持送料機構(gòu)，五為輥軸送料機構(gòu)。

由于本設(shè)計所用的毛坯件厚度比較薄，不在前三種送料方案所適用的材料厚度范圍內(nèi)，第四種和第五種方案適用。

將第四種與第五種方案進行比較，發(fā)現(xiàn)前者需要采用斜楔帶動加料爪和滑板運動，在送料過程中振動會比較大，從而影響到送料精度；而后者是使用輥軸送料，過程更為平穩(wěn)，因而，送料精度也較有保障。綜合考慮各種因素以后決定采用雙輥送料機構(gòu)。

圖4 工作原理圖

工作原理：輥軸1和2固定在壓力機工作臺上，通過偏心輪7，連桿8和單向機構(gòu)5等驅(qū)動下輥軸2作周期性的轉(zhuǎn)動，按照一定速度間歇地把條料送進。上輥軸1除轉(zhuǎn)動外，可以豎向移動，送料時，彈簧6的力量緊緊壓在條料和下輥軸上。當插入條料時，用特備的手柄將上輥抬起。值得注意的是，在沖壓開始之前，借助于裝在沖頭支臂上的調(diào)節(jié)螺釘4和杠桿3把上輥抬起，使壓在兩輥軸之間的條料松開，這樣，可以避免在條料上張力的影響下?lián)p壞模具。同時，也有利于用定位銷將條料精確定位和有利于對條料進行拉緊。

單面滾軸式送料機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，如圖5所示。

圖5 單面滾軸式送料機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

需要說明的是，自動送料機構(gòu)與壓力機之間所用的曲柄搖桿機構(gòu)，桿的長度均為可調(diào)，另外，曲柄聯(lián)接處有偏心調(diào)劑盤可調(diào)偏心距。

4 沖壓送料機構(gòu)的總體設(shè)計

綜合各個零件的設(shè)計，裝配上箱體，箱底，材料皆用Q235。

總裝配如圖6所示。

圖6 沖壓送料送料機構(gòu)總裝配圖

由于此機構(gòu)的輥子長度為100 mm，因此，適用于條料寬度為80 mm以下的條料。輥子直徑為100 mm。由于與離合器相接的搖桿的擺動角度最大為90°，因此，通過計算得知，此送料機構(gòu)的步距最大為78 mm。

綜上所述，此送料機構(gòu)的適用范圍為條料寬度不超過80 mm，步距不超過78 mm的任何薄料沖壓送料。

5 沖壓送料機構(gòu)的潤滑與密封

（1）潤滑。潤滑是摩擦學(xué)研究的重要內(nèi)容。改善摩擦副的摩擦狀態(tài)，以降低摩擦阻力，減緩磨損的技術(shù)措施，一般通過潤滑劑來達到潤滑的目的。本設(shè)計中的齒輪采用脂潤滑，每隔10個工作日手工加一次脂，從而經(jīng)常保持齒面的清潔。潤滑脂采用鈣基潤滑脂中的2號，它具有抗水性好等優(yōu)點，環(huán)境適用性強。

軸承潤滑采用黃油潤滑，每隔8個工作日，用手工機槍加一次油，保持軸承良好的工作特性。

（2）密封。密封技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備和管道連接中。其目的是為了防止在不同壓力、溫度、工作介質(zhì)等條件下，使各個空間隔開，防止外來介質(zhì)侵入和工作介質(zhì)流出。由于種種原因，許多設(shè)備往往達不到密封要求，造成泄漏。

本設(shè)計中的密封，主要是軸承的密封，主要使用氈圈密封的形式密封，防止灰塵進入軸承內(nèi)部，使軸承保持清潔。

氈圈密封因其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜而廣泛使用在軸承密封領(lǐng)域內(nèi)，其密封效果是靠矩形氈圈安裝于梯形槽所產(chǎn)生的徑向壓力來實現(xiàn)的。

6 結(jié)束語

本次設(shè)計任務(wù)的主要內(nèi)容，是完成沖壓送料機構(gòu)的設(shè)計。對本送料機構(gòu)中的壓緊機構(gòu)、杠桿抬輥機構(gòu)等重要機構(gòu)的用途及功能，進行了介紹，并且進行了設(shè)計，可以實現(xiàn)在沖壓過程中自動送料功能。

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