一種內設對稱導向桿的新型雙級氣墊設計

胡戰(zhàn)勝，歐汝康，歐建業(yè)，支志昆，胡景鋒

（榮興鍛壓設備有限公司 技術中心，廣東 順德 528312）

一種內設對稱導向桿的新型雙級氣墊設計

胡戰(zhàn)勝，歐汝康，歐建業(yè)，支志昆，胡景鋒

（榮興鍛壓設備有限公司 技術中心，廣東 順德 528312）

本文介紹了一種內設對稱導向桿雙級氣墊的結構特點和工作原理。該新型氣墊具有結構簡單、導向精密、性能可靠、使用和維護方便等特點，可廣泛應用于中大型壓力機進行拉深壓邊或沖裁時的頂件工藝。

壓力機；雙級氣墊；設計；對稱導向桿

在小型壓力機上常用彈簧或橡膠作為壓邊裝置。但在中大型壓力機上壓制大型零件或較深的拉伸件時常采用氣墊，其作用除用來拉伸時壓邊防止起皺外，還可作頂料或工件底部成形用。

正常情況下，單動壓力機的壓緊力一般取壓力機公稱力的10%～20%，頂出力則取公稱力的2.5%～3%為宜，氣墊行程取滑塊行程長度的1/3～1/2。

由于壓力機結構設計的原因，通常用于安裝固定氣墊的壓力機工作臺下方空腔尺寸都比較緊湊，而要滿足中大型壓力機氣墊的能力要求，需要有較大的活塞缸徑，因此氣墊能力設計有限。除此之外，目前常用的汽缸式氣墊結構還存在如下不足：

（1）安裝、維修非常困難，一旦模墊出現(xiàn)故障如漏氣、活塞卡死等現(xiàn)象，由于作業(yè)空間有限，操作困難。

（2）缺乏有效的導向，當活塞在氣缸體內運動不順或承受偏載時，容易拉傷缸體內表面或致密封件損傷而漏氣。

（3）氣墊頂板與頂針直接接觸撞擊，容易變形導致壓邊力不均勻甚至無法使用，一旦出現(xiàn)這種情況，需更換整塊新氣墊頂板，造成不必要的浪費。

（4）氣墊在工作時，沖壓廢料或其他異物容易掉入模墊內部造成缸體拉傷甚至損壞密封件而無法正常使用。

圖1 內設對稱導向桿的雙級氣墊

針對普通壓力機氣墊存在的不足，本文介紹一種由佛山市順德區(qū)榮興鍛壓設備有限公司自主研發(fā)設計的內設對稱導向桿的壓力機雙級氣墊。

1 雙級氣墊能力計算

對單活塞純汽缸式雙級氣墊，其壓緊力和頂出力相等，并等于壓縮空氣的壓強乘以有效活塞面積減去活塞所需托起的零件自重。由此得：

式中：F——氣墊公稱能力，N；

P——壓縮空氣的壓強，Pa；

D——活塞直徑，m；

G——活塞所需托起的零件自重，N。

2 主要結構組成及特點

如圖1所示，氣墊包括固定于機身18的工作臺下方安裝面的下氣缸體1；下氣缸體1在缸底固定設有下緩沖墊2，與其內壁圓柱面滑動配合設有下活塞3；下活塞3經(jīng)由左右對稱設置的導向桿5與上活塞15通過圓螺母4組合在一起；上活塞15在上氣缸體25內圓柱面滑動；上法蘭24用螺釘緊固于上氣缸體25的上端面；螺栓33將上氣缸體25、下氣缸體1及中間法蘭27經(jīng)由螺母32緊固組合成一個雙級單向氣缸；托墊16通過螺釘固定于上活塞13的上端面；托墊19的上平面用螺釘緊固還裝設有托板20；托板20上表面設有與模墊頂針孔對應位置布置的頂板21及上緩沖墊22。

裝配順序如下：

（1）將下緩沖墊2固定安裝于下氣缸體1缸底相應位置，然后將下氣缸體安裝固定在機身18相應安裝面。

（2）在下活塞孔相應孔內分別裝好Y型活塞密封圈7、耐磨導向帶8及O圈6，然后將導向桿5裝入下活塞3的孔內并用圓螺母4固定牢固；再將已經(jīng)安裝好Y型活塞桿密封圈11、導向帶13及O圈12的中間法蘭27按圖1所示套上；最后將這一組件按圖1所示方向位置裝入下氣缸體1相應孔。

（3）將上氣缸體25內圓柱面套入中間法蘭27相應的外圓柱面。

（4）在上活塞15相應孔內分別裝好Y型活塞密封圈7、耐磨導向帶8及O圈6，然后將上活塞15套入導向桿5，并用圓螺母4組合固定牢靠。

（5）將上法蘭24按圖1所示方向位置用螺釘固定在上氣缸體25的上表面；然后用螺栓33及螺母32將上法蘭24、上氣缸體25、中間法蘭27及下氣缸體1牢固組合到一起。

（6）將托墊19按圖1所示方向位置用螺釘與上活塞15固定。

（7）把托板20固定在托墊19的上平面。

（8）把頂板21、上緩沖墊22固定在托板20的相應位置。

（9）最后在排氣口9、16裝上消音器14，在上注油口23及下注油口26接上銅接頭及油管與潤滑泵連接；在上進氣口29、下進氣口30接上接頭及氣管與模墊空壓系統(tǒng)連接；在上排水口28、下排水口31接上截止閥。

3 雙級氣墊工作原理

內部帶雙導向桿的壓力機雙級氣墊工作時，壓縮空氣從上進氣口29、下進氣口20同時進入上活塞15和下活塞2的下腔，在壓縮空氣壓力作用下，推動上下活塞沿導向桿5及上氣缸體25、下氣缸體1內壁平穩(wěn)地向上滑動，并帶動托墊19、托板20及頂板21向上運動，從而推動與頂板21上表面接觸的頂針上下活動，完成沖壓作業(yè)時的模墊動作。排氣口16、9裝設有消音器14和10與大氣連通，既有效防止雙級模墊工作時可能產(chǎn)生的負壓，也能防止沖壓異物倒吸入模墊內，并減小了工作時排氣對環(huán)境產(chǎn)生的噪聲；上下緩沖墊的作用是防止模墊活動到上下極限位置時直接撞擊產(chǎn)生噪聲及限位；上排水口28、下排水口31的設置，方便模墊內部積水排泄；設置上注油口23、下注油口26與潤滑泵浦連接，方便注油潤滑。

4 雙級氣墊設計要點

與一般壓力機純氣缸式氣墊相比，內設導向桿的雙級氣墊具有如下顯著特點：

（1）氣墊采用雙級設計，能力可滿足一般壓力機需求，但結構緊湊、能力相同的尺寸只有普通單級氣墊的70%。

（2）所有組件零件均可方便地從機身工作臺上方逐一裝入，實現(xiàn)了在機身工作臺下方有限空間裝配的可能；安裝、維修拆卸均非常方便。

（3）內部對稱設置導向桿，加上雙級寬體帶導向帶的活塞導向，氣墊工作時運行平穩(wěn)、導向精密可靠，具有較高的抗偏載能力。

（4）特殊設置的排水口、注油口，使氣墊的使用、維護、保養(yǎng)變得簡單、方便。

（5）托墊與上法蘭的小間隙配合及裝有消音器的排氣口設置，避免了沖壓作業(yè)時的細小廢料或其他異物進入到氣墊內部。

（6）頂板與托板分離設計，一旦經(jīng)久使用變形，只需更換條形頂板即可，無需更換整個托板，經(jīng)濟、實用且維修方便。

5 結束語

對純氣缸式壓力機氣墊，采用內設對稱導向桿且易于拆裝維護的結構，經(jīng)實際生產(chǎn)運用，驗證其具有公稱能力足、結構緊湊、安裝容易、導向精密、穩(wěn)定可靠且易于維護等優(yōu)點，值得在中大型壓力機上推廣應用。

[1]何德譽.曲柄壓力機[M].北京：機械工業(yè)出版社，1987.

[2]會田沖壓手冊，編寫組.會田沖壓手冊[M].上海：上海科學技術出版社，2004.

[3]蘇天驕.曲柄壓力機的單活塞式氣墊的設計計算[J].機械制造與自動化，2004，33（4）：44-46.

[4]彭建聲.冷沖壓技術問答（上冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

Design of a new double-stage air-cushion with internal symmetry guide bar in press

HU Zhansheng,OU Rukang,OU Jianye,ZHI zhikun，HU Jingfeng
（Foshan Shunde Rongxing Metalforming Machinery Co.,Ltd.Shunde 528312,Guangdong China）

The structural feature and operating principle of one kind of double-stage air cushionwith internal symmetry guide bar have been introduced in the text.The new air cushion has features including simple structure, precise orientation,reliable performance,and convenient operation&maintenance.It can be widely used for blank holder during deep-drawing process and workpiece ejection during blanking in medium and large press.

Press;Double-stage air cushion

TG315.5

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.01.005

1672-0121（2016）01-0025-03

2015-08-12

胡戰(zhàn)勝（1973-），男，工程師，碩士，從事鍛壓機械研發(fā)及項目管理。E-mail:hzs1216@163.com