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提升活頁(yè)加工效率的工藝改進(jìn)設(shè)計(jì)

2020-03-24 09:43吳一帆
科技資訊 2020年1期
關(guān)鍵詞:活頁(yè)夾具沖壓

吳一帆

摘? 要:在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本是企業(yè)追求目標(biāo)。該文以活頁(yè)埋頭孔加工工藝為例,論述了加工工藝改進(jìn)思路與方案,采用新工藝后,通過(guò)沖-鉆孔的新方案,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升,降低了生產(chǎn)成本,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:活頁(yè)? 沖壓? 鉆削? 夾具? 工藝

中圖分類號(hào):TG75 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2020)01(a)-0060-02

1? 原加工工藝存在的問(wèn)題

門窗活頁(yè)是生活中常見的零件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該文中所述活頁(yè)(如圖1所示),用于機(jī)場(chǎng)、車站、高層建筑玻璃幕墻,采用鋁合金為原材料,厚度在4~5mm左右,表面噴涂處理,無(wú)毛刺、劃傷等表面缺陷,對(duì)品質(zhì)要求較高。采用JIT供貨方式,保證最小的庫(kù)存和最少的在制品數(shù)[1],都采用訂單式加工,雖然活頁(yè)加工數(shù)量很大,但品種規(guī)格也較多,同型號(hào)的一次訂單量并不是很大,數(shù)百到數(shù)千件,生產(chǎn)綱領(lǐng)屬中小批量的生產(chǎn)[1]。

原加工過(guò)程:電鋸切斷型材,采用多級(jí)鉆在數(shù)控鉆銑機(jī)床上鉆出穿螺釘?shù)闹笨准叭萋葆旑^的埋頭孔。加工工件安裝在夾具座內(nèi),用壓板側(cè)面夾持,裝卸麻煩。鉆削加工精度低,導(dǎo)向能力差,易鉆偏;橫刃長(zhǎng),定心差,易偏斜;排屑困難,生產(chǎn)率低[3]。在、鉆削時(shí)會(huì)產(chǎn)生切屑,每次安裝時(shí),必須把夾具座內(nèi)部的切屑清理干凈,因此綜合加工耗時(shí)較多,生產(chǎn)效率不高。能否利用企業(yè)現(xiàn)有通用設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改造,能滿足不同規(guī)格的活頁(yè)加工,并能提高生產(chǎn)效率。

2? 沖-鉆工藝方案

根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備,提出沖-鉆加工工藝方案??椎某叽缇扔蓻_頭保證,質(zhì)量穩(wěn)定,普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件沖壓件,是一種高效率的加工方法[4]。沖床無(wú)法很好地沖出孔口錐度,因此先用沖床沖出穿螺釘?shù)闹笨?,再用鉆床加工埋頭孔,最后去毛刺及品質(zhì)檢驗(yàn)。所以其生產(chǎn)工藝為:鋸料→沖孔→鉆孔→去毛刺→品檢。

2.1 沖壓及沖夾具的設(shè)計(jì)

根據(jù)鋸料誤差及加工精度要求(形狀尺寸及孔間距公差為0.1),設(shè)計(jì)了柔性沖夾具(如圖2所示)。

沖夾具由底座、前后4個(gè)限位擋塊、夾具座和推桿組成。在右限位塊和推桿上安裝有彈性螺釘,當(dāng)工件安裝入推桿座中推桿上的彈性螺釘會(huì)把工件向左頂緊,推動(dòng)推桿進(jìn)入沖模中,檔塊會(huì)頂住工件,這時(shí)工件會(huì)頂緊在前擋塊上,這樣以工件的前面和左面作為加工基準(zhǔn),加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致,無(wú)基準(zhǔn)誤差。

采用沖孔,4個(gè)孔一次沖壓成型,孔間距精度高,加工無(wú)切屑,安裝方便快捷,生產(chǎn)效率很高。

2.2? 鉆孔工裝夾具設(shè)計(jì)

2.2.1 夾具座設(shè)計(jì)(如圖3所示)

活頁(yè)生產(chǎn)綱領(lǐng)屬中小批量、產(chǎn)品形狀類同,計(jì)設(shè)可擴(kuò)展使用范圍的夾具座,在夾具右側(cè)加限位板、墊圈和彈簧,可調(diào)夾具寬度;在夾具后部裝限位板、導(dǎo)柱、螺桿,可調(diào)整夾具長(zhǎng)度。

2.2.2 頂桿設(shè)計(jì)(見圖4)

在采用該工藝初期,出現(xiàn)了一些品質(zhì)問(wèn)題:(1)倒角有偶發(fā)性的切深;(2)偶發(fā)性的倒角不圓。

原因分析:鉆孔速度快,會(huì)使切削力很大,同時(shí)會(huì)造成切屑過(guò)大而排屑不暢,當(dāng)工件沒(méi)有被夾緊時(shí),工件會(huì)振動(dòng)上浮,造成了鉆深。

解決方案:加裝頂桿,頂桿由抱箍、支架、頂針調(diào)節(jié)螺釘和彈簧組成。

頂針應(yīng)高于鉆頭,在隨主軸下移過(guò)程中,鉆頭先與工件接觸,完成自動(dòng)定心,在鉆頭繼續(xù)下移鉆孔過(guò)程中,頂桿頂住工件,使工件不會(huì)上浮。

2.2.3 選用雙軸頭(見圖5)

雙軸頭的優(yōu)點(diǎn)是軸頭體積小,重量輕,不用做支架,可直接懸掛在鉆床,操作方便,安全隱患少;速率1∶1,滿足鋁加工的高速切削要求;做好孔距規(guī)后,兩軸間尺寸調(diào)整相對(duì)比較方便。

2.2.4 鉆孔過(guò)程(見圖6)

采用兩個(gè)相同夾具交替工作的方法是縮短輔助時(shí)間的措施之一[3]。鉆孔采用自動(dòng)鉆床,設(shè)計(jì)為雙工作臺(tái),可輪流裝卸,在鉆頭區(qū)域前部和兩側(cè)加裝護(hù)板,工作臺(tái)兩側(cè)裝有限位開關(guān),夾具座底部安裝傳感器,工作臺(tái)移動(dòng)至安裝位置時(shí)停止移動(dòng),當(dāng)感應(yīng)開關(guān)一開一合,即感應(yīng)到工件被裝卸一次后,工作臺(tái)才會(huì)再次移動(dòng)。

2.3 全自動(dòng)產(chǎn)線構(gòu)想

采用先進(jìn)制造自動(dòng)化技術(shù)不僅能顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本、提高經(jīng)濟(jì)效益,還能有效地改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)者的素質(zhì)、帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,大大提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力[4]。人工成本的不斷增加,高柔性全自動(dòng)化加工制造的是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì),為此構(gòu)想設(shè)計(jì)了全自動(dòng)化加工產(chǎn)線,把各加工模塊有序地組織在一起。

工件放入料盤內(nèi),以氣缸為動(dòng)力源,推桿把工件推至機(jī)械手夾持位,然后由機(jī)械手把工件依次送至沖、鉆加工位進(jìn)行加工,最后放入周轉(zhuǎn)箱中。采用上述夾具產(chǎn)品更換方便,可迅速調(diào)整好產(chǎn)線。圖7為自動(dòng)化生產(chǎn)構(gòu)想圖。

3? 結(jié)語(yǔ)

此次工藝改進(jìn)的核心是解決了工件快速裝卸的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)和設(shè)備工裝的簡(jiǎn)單改造,降低了生產(chǎn)成本,在使用了新工藝后,生產(chǎn)效率提高了150%。雖然多了一道工序,多用了一個(gè)作業(yè)員,但操作簡(jiǎn)單,普工經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可替代數(shù)控操作技術(shù)工人上崗,人力成本增加不多,綜合經(jīng)濟(jì)效益增加顯著,為進(jìn)一步向著全自動(dòng)化方向技改打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳中中,王一工.先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2016.

[2] 王杰,李方信,肖素梅.機(jī)械制造工程學(xué)[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2004.

[3] 王鳳平.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.

[4] 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2006.

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