李健平

摘 要 多工位自動(dòng)壓力機(jī)在應(yīng)用其自動(dòng)化程度高、操作安全性、生產(chǎn)力、綜合成本、沖壓件生產(chǎn)周期、沖壓件處理等方面具備突出優(yōu)勢(shì)，有助于模具制作，進(jìn)行形狀復(fù)雜工件加工效果良好。作為一種先進(jìn)鍛壓機(jī)械，依托機(jī)構(gòu)改進(jìn)及微電子技術(shù)進(jìn)步，其在沖壓領(lǐng)域應(yīng)用越發(fā)廣泛。在多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分重視一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，以保障所設(shè)計(jì)制作的模具能夠滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)目標(biāo)及效益。

關(guān)鍵詞 多工位壓力機(jī)；模具設(shè)計(jì)；細(xì)節(jié)

中圖分類(lèi)號(hào) TG3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2015）09-0060-02

多工位壓力機(jī)在應(yīng)用中表現(xiàn)出眾多優(yōu)勢(shì)，在一臺(tái)多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)工位運(yùn)行，通過(guò)多工位送料機(jī)構(gòu)將沖壓件在模具之間進(jìn)行傳送。在一對(duì)送料夾板運(yùn)作下，工件從一個(gè)工位傳送到另一工位，在夾板中設(shè)置若干夾具實(shí)現(xiàn)工件夾持。上世紀(jì)七十年代，集成電子技術(shù)、機(jī)械控制及檢測(cè)技術(shù)等為一體，研究出了新型沖壓設(shè)備即三坐標(biāo)板沖多工位壓力機(jī)。多工位壓力機(jī)的出現(xiàn)，滿(mǎn)足了工業(yè)批量生產(chǎn)對(duì)沖壓設(shè)備的需求。為滿(mǎn)足企業(yè)自身實(shí)際需要，在多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分關(guān)注一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)以保障多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)中應(yīng)關(guān)注的細(xì)節(jié)問(wèn)題及優(yōu)化措施分析

三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)送料運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為三維立體動(dòng)作，包括夾緊、提升、送進(jìn)、下降、松開(kāi)與返回幾個(gè)動(dòng)作。而傳統(tǒng)的二坐標(biāo)多工位壓力機(jī)動(dòng)作表現(xiàn)為二維平面動(dòng)作，相比三維立體動(dòng)作缺少了提升及下降動(dòng)作。采取三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)，其送料運(yùn)動(dòng)形式在很大程度上降低了對(duì)模具的限制。為切實(shí)確保多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要充分關(guān)注設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問(wèn)題，將其作為設(shè)計(jì)處理的關(guān)鍵點(diǎn)，以切實(shí)保障模具設(shè)計(jì)水平，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

1）模具結(jié)構(gòu)小型化，確保全線(xiàn)下模高度一致。受多工位壓力機(jī)模具有限空間限制，在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要堅(jiān)持結(jié)構(gòu)緊湊原則，合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)空間，將結(jié)構(gòu)尺寸最大程度上降低，實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)小型化?？紤]到多工位壓力機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)兩根送料桿從兩邊進(jìn)行工件夾緊，要求全線(xiàn)下模高度保持一致，模具高度設(shè)置同樣應(yīng)保持參數(shù)一致。多工位壓力機(jī)安裝模具示意圖1所示。

2）夾持器及頂料設(shè)置。模具設(shè)計(jì)中，通過(guò)同一基板安裝夾持器及夾爪于主夾板中。多工位壓力機(jī)運(yùn)行要求通過(guò)夾爪或夾持器進(jìn)行工件夾取，為便于夾持器或夾爪深入，方便進(jìn)行坯料提升操作與下模剪斷操作等，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮夾取空間問(wèn)題，預(yù)留出相對(duì)充分的空間是保障多工位壓力機(jī)模具運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分關(guān)注以下問(wèn)題：進(jìn)行模具四角切槽操作，確保夾緊器通過(guò)切槽進(jìn)行工件夾取，模具壁與夾緊器之間應(yīng)確保存在不低于20mm的間隙。如模具四角切槽無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，則需要采取下頂料裝置進(jìn)行工件上浮。當(dāng)前，下頂料裝置主要表現(xiàn)為彈簧、汽抽缸、拉伸墊。通過(guò)下頂料裝置進(jìn)行工件上浮操作，其上浮距離必須要超出夾持器下板的實(shí)際厚度參數(shù)，一般上浮距離多控制在30～50mm范圍內(nèi)。彈簧式頂料裝置與氣缸式頂料裝置應(yīng)用較為常見(jiàn)，相對(duì)而言，為獲得更好的送料快速響應(yīng)，并滿(mǎn)足模具安裝空間要求，多選擇采取彈簧式頂料裝置。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，為保障模具頂料裝置運(yùn)行質(zhì)量及動(dòng)作可靠性，要求采取防塵、性能突出且壽命較長(zhǎng)的彈簧。

3）工件導(dǎo)向及定位設(shè)計(jì)。多工位壓力機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保模具滿(mǎn)足實(shí)際需求，需要切實(shí)做好工件夾持、工件導(dǎo)向及定位工作。多工位壓力機(jī)模具需要對(duì)所有工位設(shè)置工件夾取檢測(cè)傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)工件被夾持狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)?；诖?，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮檢測(cè)傳感器設(shè)置空間問(wèn)題。多工位壓力機(jī)工件定位實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)定位銷(xiāo)來(lái)完成，定位銷(xiāo)設(shè)置于下模中，具體如下圖2所示。

在一般設(shè)計(jì)中，于拉伸工位工件中進(jìn)行定位孔設(shè)置，其后續(xù)工位下模則設(shè)計(jì)有相應(yīng)定位銷(xiāo)以實(shí)現(xiàn)工件定位操作。在多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)中，其工件定位可通過(guò)單定位銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如采取多個(gè)定位銷(xiāo)則可能會(huì)引起送料精度不足從而影響工件定位效率及質(zhì)量。為保障工件定位的準(zhǔn)確性與快速性，在設(shè)計(jì)中要求下模安裝工件導(dǎo)向柱。如工件導(dǎo)向柱實(shí)際高度與工件夾緊曲線(xiàn)之間不相互干涉，則其高度參數(shù)應(yīng)盡量選大值，但其高度不宜超出送料桿提升行程高度。

4）廢料處理問(wèn)題。進(jìn)行多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮廢料切碎問(wèn)題與廢料排除問(wèn)題，模具運(yùn)行應(yīng)可以將廢料切碎到符合標(biāo)準(zhǔn)值的碎塊，以方便廢料排出。一般廢料切碎以長(zhǎng)度不低于300mm為準(zhǔn)。在完成廢料切碎后，廢料會(huì)通過(guò)前后臺(tái)進(jìn)行排出，設(shè)計(jì)要求廢料槽傾斜角不小于30°，且廢料槽應(yīng)延伸出工作臺(tái)50mm。廢料槽截面尺寸一般最小設(shè)計(jì)規(guī)格為350×700mm，其長(zhǎng)度及寬度方向應(yīng)超出最大廢料對(duì)角線(xiàn)尺寸參數(shù)的兩倍。如出現(xiàn)模具自動(dòng)排料困難問(wèn)題，可以采取增加氣動(dòng)清理廢料裝置。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，多工位壓力機(jī)下模不應(yīng)作為廢料貯存箱。如工作臺(tái)送料行程距離超出1m或工作臺(tái)前后尺寸超出2m，在這種環(huán)境下采取工作臺(tái)前后方向排廢料的方式存在著不合理性，一般要求在底座上或送料方向工作臺(tái)臺(tái)面中開(kāi)廢料排除孔。

5）整形要求與干涉檢查問(wèn)題。三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)進(jìn)行工件整形，可以通過(guò)凸模側(cè)孔沖壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。沖壓整形過(guò)程中，需要適當(dāng)降低夾緊行程，為此，需要確保滑動(dòng)塊厚度與凸模厚度參數(shù)盡量低，這些裝置越薄則夾緊行程越短。在模具工件整形過(guò)程中，需要考慮頂料機(jī)構(gòu)、夾緊及滑塊干涉問(wèn)題檢查，避免因頂料機(jī)構(gòu)干涉帶來(lái)生產(chǎn)速度降低問(wèn)題。為盡可能的降低頂料機(jī)構(gòu)行程，要求滑塊位于下死點(diǎn)位置時(shí)，工件上平面與下模上平面保持平齊狀態(tài)。進(jìn)行干涉檢查是多工位壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。在同一模具空間之中同時(shí)進(jìn)行上模、送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，為避免出現(xiàn)干涉引起碰撞事故，要求完成設(shè)計(jì)工作的模具做好檢驗(yàn)工作，上模與送料機(jī)構(gòu)之間應(yīng)保持不低于25mm間隙。設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求在上模送料方向進(jìn)行上下模導(dǎo)向柱設(shè)置，而不在工件夾緊方向進(jìn)行設(shè)置，以確保工件導(dǎo)向作用有效發(fā)揮，此外，多在模具設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用圓形導(dǎo)向柱。

2 結(jié)論

多工位自動(dòng)壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)水平及質(zhì)量直接關(guān)系著模具是否能夠滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，關(guān)系著模具應(yīng)用效益。在多工位自動(dòng)壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要做好細(xì)節(jié)處理工作。針對(duì)模具設(shè)計(jì)問(wèn)題，以模具結(jié)構(gòu)問(wèn)題、夾持器及頂料設(shè)置問(wèn)題、工件導(dǎo)向及定位設(shè)計(jì)、廢料處理問(wèn)題、整形要求與干涉檢查問(wèn)題為重點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了探索。實(shí)踐證明，做好多工位自動(dòng)壓力機(jī)模具設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問(wèn)題，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，做好干涉檢查及各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，有助于提升設(shè)計(jì)生產(chǎn)模具質(zhì)量及水平，為切實(shí)滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)及生產(chǎn)效益發(fā)揮積極作用。

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