裁線加工工藝的設計和改進

劉叔明

摘 要：本項目根據筆者所兼職的線材廠對線材加工（裁線、分線及剝線）工序要求，結合實際生產情況，進行了加工工藝的設計和改進。項目應用氣缸傳動、安裝相應的刀具，電磁閥控制氣缸動作，計數器計數，把三道工序整合在一臺設備上，一人操作即可完成裁線、分線和剝線的線材加工。項目節能高效、操作安全簡便，很大程度上降低了員工的勞動強度及企業生產成本。有效地解決了企業生產實際問題。

關鍵詞：裁線;氣動;模具

一、設備構思

（一）加工情況分析

加工線材為3條一起的排線，一卷線約為50m;加工后每條線總長度200mm，兩頭加工;分線長度為60mm+12mm（半剝線長度）=72mm、50mm+12mm（半剝線長度）=62mm，長度差為10mm，兩根線長，一根線短;半剝線長度為12mm;。需要的加工路線是：裁線（控長200mm） 分線 （用刀片） 裁線（短線） 剝線（剝線機），一共4道工序4人。如果能把以上4道工序整合到一臺設備，一人操作完成，問題就解決了，也考慮過購買市場上的電腦自動裁線分線機，但是價格較貴，需要專業人員調試，后期維護成本較高。

根據加工情況分析，如果把現有人工操作的四道工序整合為一臺設備一次完成，問題就解決了。由于都是以剪切加工為主，所以從級進沖裁模具結構原理考慮設計。

（二）分析結果

綜上所述，采用級進模具工作原理進行設計。 如果要達到半剝線的效果，可以在水平方向增加一個裝置來拉動完成。采用了氣缸來提供動力。

二、動力計算依據：

本例所加工的線材外皮為聚氯乙烯PVC材料，PVC材料的加工特性與鋁的加工特性較為相似，鋁材的抗剪強度為80τ，線材外徑為3mm，外皮厚度單邊為0.5mm。對落料力力進行了大約的估算，F落=KLtτ=1.3*4.7*0.5*80=255N。

考慮到裁線、分線及剝線兩三道工序同時進行，因此沖裁氣缸選用MODEL SC63*100的標準氣缸。

水平拉動氣缸的力相對較小，只需將剝好的線頭拉動一個約12mm的距離，所以套用卸料力來估算，F卸= 255N*0.035=8.925N。

采用MODEL SC30*40的標準氣缸，上述氣缸的選用原則是大于理論估算的力。

三、設備制作及選材

（一）本例動作路線：

電源通電腳踏開關開啟、電磁閥1通電沖裁氣缸動作電磁閥2通電分離氣缸動作、同時計數器計數電磁閥斷電，氣缸復位。

（二）氣缸的選用：

根據前面所計算結果，下壓氣缸選用MODEL SC63*100的標準氣缸;拉動氣缸選用MODEL SC30*40的標準氣缸，

（三）電器元件選用

電控元件可以用按鈕、交流接觸器、時間繼電器、計數器等組成;也可以用PLC控制，本項目用的是PLC控制。

（四）工作部分零件選材：

剝線刀片，材料、分線刀片、裁線刀片均采用W6Mo5Cr4V2（M2）材料，用線切割、鉗工修磨加工。

四、設備裝配及調試

（一）本例裝配

（1）準備工作、模架安裝、刀片安裝

（2）調整：將上下模用等高墊鐵墊起，高度以上下模刀片重合2～3mm為宜，用塞尺對上下刀片間隙進行檢測，用厚度等于間隙值紫銅皮，對刀片進行間隙調整，調整好后擰緊螺栓。

（二）總裝配

1）上下模座經導柱導套配合安裝，保證滑動無卡滯現象;

2）機身安裝沖壓氣缸、氣嘴;

3）將安裝好的模具總成裝入機身，與沖壓氣缸經模柄連接裝配，撥動應運行靈活，無卡滯;

4）安裝拉動氣缸、氣嘴;與下模連接，撥動應運行靈活，無卡滯;

5）安裝集成板、安裝電磁閥、氣管（圖5-2）。

6）安裝電控箱、機架。

7）安裝可編程控制器、時間繼電器、計數器及腳踏開關等;

（三）調試

1）接上電源;合上電源按鈕、空壓機工作、踩下腳踏開關、沖壓氣缸工作、拉動氣缸工作，計數器計數、動作結束;

2）用3排線進行試沖。

a）出現裁線不到位的話對刀片進行調試，反復用薄銅片墊于刀片根部，再試沖，直到裁線到位為止;

b）如果剝線太多，造成線芯部分剝離，可將刀片背部（即刀片基準部分）進行修磨，尺寸視情況而定;如果剝線不到位的話可在刀片根部墊上銅片來調整。

c）如果裁線長度達不到尺寸要求可以通過T形槽來調整。反復試沖、調試合格為止。

五、結論

本項目以氣缸1為驅動元件，驅動主分線機構下行完成分線和裁線;以氣缸2為驅動元件，拉動下模完成剝線和控長，動作協調一致，一次完成裁線分線和長度的控制，并配以計數器進行記數，用PLC控制（也可以用單片機控制）;結構簡單實用，運行穩定，效率高，節能環保，有效解決了一些線材企業人工裁線分線的生產問題。

改進前：裁線（兩長一短）1人8小時400條，分線（規定長度）1人8小時440條，剝線（中間綠色線）1人8小時 1人390條，剝線（線頭半剝）1人 8小時420條，成品率86%

改進后：裁線（兩長一短）、分線（規定長度）、剝線（中間綠色線）、剝線（線頭半剝）只需1人8小時1200條，成品率99.5%

【參考文獻】

[1]朱江峰 童林軍 張勇明主編《沖壓模具設計與制造》[M] 北京：北京理工大學出版社 2009年出版 P56 P77～P82

[2]易建 李曉鐘主編《液壓傳動與氣動技術》[M] 天津 南開大學出版社 2013年出版 P176～P182