農(nóng)機(jī)鏈條附件沖壓工藝及工裝設(shè)計(jì)

黃健 吳洪波

摘 要：農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備已成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率的主要因素，必須引起設(shè)計(jì)人員的重視。結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)更加智能、美觀、實(shí)用的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，是農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展面臨的首要問題。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī)鏈條；沖壓工藝；工裝設(shè)計(jì)

前言

農(nóng)機(jī)鏈附件的零件，廣泛用于收割機(jī)鏈條，批量較大。傳統(tǒng)加工工藝，是采用小噸位開式壓力機(jī)及單工序模具，經(jīng)落料、刻字、壓筋、沖孔、整形、折彎（拉伸）等多個(gè)工序沖壓加工而成，模具簡(jiǎn)單、數(shù)量多，但生產(chǎn)效率低，成本高。由于當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，制造成本壓力日益加大，降低制造成本已經(jīng)成為企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段之一，因此迫切需要尋求一種更加經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式。

1 零件的工藝特點(diǎn)分析

（1）零件的兩組孔徑中間均有壓加強(qiáng)筋，壓加強(qiáng)筋時(shí)極易引起鏈板平面度超差。（2）零件孔心距要求較高，孔徑垂直度要求較好，折彎后相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)孔徑同軸度要好。（3）零件最后需折彎（拉伸），整體平面度要求較高。

2 沖壓工藝改進(jìn)和模具設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)工藝：備料（球化退火料）→落料（外形）→刻字→壓筋→校平（整形）→沖孔→折彎（拉伸）。傳統(tǒng)工藝缺點(diǎn)：一是工序多，生產(chǎn)效率低；二是落料后的刻字、壓筋、沖孔均是以外形定位，位置度偏差大。目前已有企業(yè)采用多工位級(jí)進(jìn)模先進(jìn)工藝：從落料一直到折彎（拉伸）結(jié)束，一模二件，生產(chǎn)周期短、效率高。但該模具適合大批量生產(chǎn)，且模具的設(shè)計(jì)成本、制造成本和使用成本均比較大，對(duì)操作調(diào)試要求也比較高。經(jīng)分析，設(shè)想采用一種折中的工藝，適合中小批量的短平快原則，經(jīng)多次工藝試驗(yàn)論證：設(shè)計(jì)制造多工位合一的復(fù)合模具，將落料、刻字、壓筋、沖孔、整形5個(gè)工序合并用一副模具沖壓，采用250T開式壓力機(jī)，將該零件沖壓加工的6個(gè)工序減少為兩個(gè)工序，即用2副模具完成零件沖壓和成型加工。

3 模具以及加工中應(yīng)注意的問題

（1）復(fù)合模一般是凸模中裝有凹模，凹模中裝有凸模，裝配時(shí)如何保證各凸、凹模之間的同軸度，是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的工藝問題。為保證模具精度，凸模座7、落料凹模11、推件圈12、凹凸模15采用慢走絲線切割機(jī)或坐標(biāo)磨床加工，保證精度在0.005mm以內(nèi)。（2）壓筋凸模22和推件圈12、沖孔凸模23和推件圈12均為間隙配合，其間隙為0.005～0.01mm。推件圈12和落料凹模11為間隙配合，其間隙為0.02～0.04mm。（3）該模具中，凹凸模15扮演了重要角色，即是落料凸模又是沖孔凹模還是壓筋凹模，因此，為了保證其壽命以提高工作效率，材料應(yīng)選用W6Mo5Cr4V2或更優(yōu)質(zhì)的抗沖擊、抗磨損模具鋼。

4 鏈條的自動(dòng)化裝配

4.1 緊節(jié)檢測(cè)裝置

相關(guān)人員對(duì)新型檢測(cè)裝置以及現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行深度剖析以后可以看到，原來(lái)的鏈條往往都是通過(guò)鏈輪驅(qū)動(dòng)鏈條依賴于活動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)對(duì)鏈條是否緊節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的，當(dāng)緊節(jié)時(shí)，鏈條的形狀會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，促使其接觸到指定的活動(dòng)導(dǎo)軌后，通過(guò)接近式傳感器感應(yīng)發(fā)出的信號(hào)感應(yīng)，會(huì)使其驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于不工作的狀態(tài)。倘若電機(jī)速度太快的話，接觸緊節(jié)強(qiáng)度較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鏈條出現(xiàn)卡滯的的情況，造成傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載以及對(duì)產(chǎn)品外觀的損壞。通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行深度剖析以后，相關(guān)人員最終將基恩士光纖距離反射這一傳感器當(dāng)做主要設(shè)備，同時(shí)還將原來(lái)的鏈條檢測(cè)導(dǎo)軌取消了。不僅如此，在充分利用光纖及放射的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)傳感器紅外線檢測(cè)加以分析，采取針對(duì)性的手段促使傳感器和PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接的目的，PLC控制系統(tǒng)主要是對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)鏈條移動(dòng)進(jìn)行控制的，這樣做有著較多的優(yōu)勢(shì)，如不會(huì)發(fā)生緊節(jié)卡死的情況，同時(shí)還能在很大程度上促使傳感器的準(zhǔn)確性滿足相關(guān)要求，可以不受任何約束對(duì)傳感器產(chǎn)生的紅外線進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，繼而從根本上促進(jìn)其檢測(cè)水平的全面提升。

4.2 預(yù)拉狀態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

就該系統(tǒng)而言，其主要原理是相關(guān)人員借助于人機(jī)界面與觸摸操作PLC系統(tǒng)控制，在實(shí)時(shí)監(jiān)督預(yù)拉鏈條的基礎(chǔ)上搜集保存后進(jìn)行跟蹤處理，可以結(jié)合各種鏈條要求對(duì)預(yù)拉的要求與參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。該系統(tǒng)能夠在觸摸屏上輸入與之相匹配的合同號(hào)，設(shè)定預(yù)拉保壓時(shí)間等，其中對(duì)保壓時(shí)間進(jìn)行科學(xué)設(shè)置能夠在很大程度上增強(qiáng)鏈條預(yù)拉的規(guī)范性。值得一提的是，無(wú)論是針對(duì)輸入的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，還是就稱重傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)而言，均是以表格的形態(tài)體現(xiàn)在觸摸屏上的，同時(shí)還要對(duì)鏈條是否滿足下相關(guān)工藝要求進(jìn)行認(rèn)真檢查。

4.3 伺服定長(zhǎng)拆節(jié)裝置

需要使用PLC控制鏈長(zhǎng)精度將人工目測(cè)定位系統(tǒng)加以替代，并在此基礎(chǔ)上將液壓拆節(jié)器自動(dòng)拆節(jié)將手工拆節(jié)進(jìn)行代替，這樣做不但可以提高拆節(jié)的精準(zhǔn)性，杜絕長(zhǎng)短節(jié)鏈條，而且還有效緩解了相關(guān)人員的工作壓力。通常情況下，伺服定長(zhǎng)拆節(jié)裝置主要包含液壓缸、拆節(jié)滑塊、夾緊定位氣缸和鏈條導(dǎo)軌四個(gè)部分。針對(duì)導(dǎo)軌來(lái)說(shuō)，其安裝了傳感器，同時(shí)傳感器又與PLC控制系統(tǒng)相連，PLC控制系統(tǒng)與相關(guān)伺服電機(jī)以及液壓拆解器處于連接的狀態(tài)，同時(shí)還要采取針對(duì)性的手段確保伺服電機(jī)與鏈輪呈現(xiàn)出互相連接的狀態(tài)，為鏈輪帶動(dòng)鏈條可以在導(dǎo)軌上順利運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。在實(shí)際施工期間，以看到伺服驅(qū)動(dòng)鏈輪能順利通過(guò)相應(yīng)的軌道，這個(gè)時(shí)候相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在合理利用PLC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采取有效措施對(duì)鏈條長(zhǎng)度的節(jié)數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。針對(duì)伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)，其主要是依賴于PLC發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算鏈條長(zhǎng)度節(jié)數(shù)的。與此同時(shí)，還要對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)予以高度重視，直到鏈條輸送滿足相關(guān)要求時(shí)，PLC控制系統(tǒng)才能發(fā)出相應(yīng)的指令，且開啟夾緊氣缸推進(jìn)夾緊，直到夾緊到位液壓拆節(jié)器下行后方可把鏈條外單節(jié)拆開，以上所有都是自動(dòng)完成的，靈活運(yùn)用人機(jī)界面操作，有效整合工序，取代人工操作，繼而保障產(chǎn)品的整體水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)沖壓模具改進(jìn)和緊節(jié)、預(yù)拉、拆節(jié)、自動(dòng)裝配技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)連續(xù)兩年、每年3個(gè)月以上的使用并測(cè)算，該模具使用效果較好，不但減少了工序，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，零件平面度、孔徑垂直度等關(guān)鍵指標(biāo)均明顯提高。

參考文獻(xiàn)

[1]徐長(zhǎng)明，鄭林泉.鏈條自動(dòng)化裝配技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用[J].機(jī)械傳動(dòng)，2016，40（11）：69-72