0 引 言

沖孔是常見的沖裁類型，傳統(tǒng)的沖孔是利用模具在壓力機上進行，適用于板料。隨著技術的發(fā)展，近年來在管材上沖孔的需求逐漸增多，相比傳統(tǒng)的鉆、銑等加工方法，用沖壓的方法在管材上沖孔，模具結構簡單，不僅能滿足管材的使用要求，而且能提高生產(chǎn)效率，可適應大批量生產(chǎn)。但是在生產(chǎn)中管材都是系列化，其形狀相似，但尺寸規(guī)格不同，這就需要大量的模具、設備及人力，在當前人力資源成本高和市場競爭激烈的環(huán)境下，無法滿足及適應市場的需求，應采用智能化自動沖孔才能滿足要求?，F(xiàn)以某圓管沖孔為例，設計一臺自動沖孔機，為工程技術人員解決系列化管材沖孔問題提供參考。

1 工藝分析

圖1 所示為某圓管系列管材，該管材為光伏太陽能、各類空調(diào)及冰箱制冷設備上的一個配件，市場需求量大。該管材已系列化、規(guī)格化，材料為紫銅或鋁合金，管材壁厚為0.5～1.0 mm，其主要特征為：在管的一端需沖出24 個均布的φ（2～3）mm 小孔，在另一端沖切1個3 mm×2 mm的槽，管的直徑為φ（11.6～25.2）mm，長度為（100～200）mm；不同的設備要求的管徑、長度及小孔的直徑不同。

傳統(tǒng)的加工方法主要特點如下。

（1）采用壓力機利用模具通過7 道工序才能將管材成形。一方面沖孔與切槽是分開成形，一般先沖切槽后沖孔；另一方面在外徑方向均勻分布6排，每排4個共24個小孔，需要6次定位進行沖孔，位置度難以保證。每副模具與一臺沖床需要一個操作工，生產(chǎn)成本高，無法滿足大批量生產(chǎn)；且工序越多，成形管材的尺寸精度越低，特別是管材的位置度難以保證，廢品多。

（2）由于管材的管徑與需要沖裁的小孔直徑不同，即管材的系列化會衍生許多尺寸規(guī)格的管材。不同尺寸的管材需要不同的模具與之匹配，模具的通用性低、互換性差，需要的模具數(shù)量多，生產(chǎn)成本高，也不便于管理。

為了一條內(nèi)褲，老陳兩次爬上四樓，我覺得老陳真是一個很有意思的老頭。只是我沒心情揶揄老陳。見我無精打采，老陳說，你臉色真的很難看，比上次我見你時還難看。我說，沒有啊，我感覺很好的，能吃能睡，哪會有問題。

2 自動沖孔機

每次對沖時間可設置在1.5 s 內(nèi)完成，可使整個設備結構尺寸更為緊湊。沖孔機構6 主要由支承板、6 個氣缸4、沖孔凸模連接滑塊10 和沖孔凸模鑲件11及凸模12組成，如圖7所示。

（3）沖孔與切槽工序均需人工送料，無法實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，同時由于成形工序多，導致生產(chǎn)時占用場地大、人力和設備多、管材或半成品周轉(zhuǎn)需要的容器多。

（6）高職院校學生對足球運動的熱愛程度很高，參與足球活動的積極性也很高，大多數(shù)高職院校學生熱衷于小型足球活動。

3 沖孔設備工作原理

沖孔設備工作原理如下。

對照組患者應用膠體果膠鉍膠囊（華北制藥股份有限公司生產(chǎn)，國藥準字H20063479，規(guī)格50 mg/粒）治療，3次/d，50 mg/次，口服給藥。觀察組患者應用替普瑞酮（衛(wèi)材藥業(yè)有限公司，國藥準字H20093656，規(guī)格50 mg/粒）治療，3次/d，50 mg/次，口服給藥。兩組患者均連續(xù)治療3個月。

（1）將沖切的管材放入儲料箱，儲料箱根據(jù)管材的尺寸規(guī)格設計容量，儲料至少500 支。儲料箱設計15°傾角，有利于管材通過自重下落，而在最低位置利用調(diào)整系統(tǒng)根據(jù)管徑調(diào)整至每次只有1支管材順利落下。

（2）當從儲料箱落下的1 支管材到送料機構的送料板上，氣缸1調(diào)整送料機構向前到設定的位置，如圖3所示。

（3）抓料送進機構5從送料塊上進行抓料后，氣缸3 推動抓料送進機構向前運動到設定的位置，管材將套入并固定在沖孔機構上的沖孔凹模9 上，如圖4、圖5所示。

半個多世紀以來，齊齊哈爾地區(qū)的工業(yè)為共和國的經(jīng)濟、國防和工業(yè)現(xiàn)代化建設做出了不可磨滅的貢獻。這里的工廠曾經(jīng)為我國第一門大炮、第一顆人造衛(wèi)星、第一臺核反應推、第一艘核潛艇……在工業(yè)戰(zhàn)線上涌現(xiàn)的全國勞動模范馬恒昌先后13次受到毛主席接見。但是，由于種種原因，在以往報道中沒有充分挖掘這些典型的人物與事件。而在相距150公里之外的大慶市就把鐵人王進喜的形象搬進社區(qū)、學校、廣場、公交車……在整個大慶市的每個角落都能受到“鐵人”精神的鼓舞。

（4）當抓料送進機構5 將管材送入沖孔凹模9所設定的位置時，沖孔機構6 開始沖孔，沖孔采用3次對沖的方式進行，如圖6所示。

沖孔凹模9 設計為空心薄壁結構，壁厚設計為3 mm，便于沖切完成后通過壓縮空氣清除廢料，同時沖切槽機構4 也在氣缸2 的作用下向前運動到設定位置，在該過程中，沖切槽機構4上的切槽凹模將逐漸插入管材中，與沖孔凹模9 一起對管材進行定位，但抓料爪仍然抓緊管材，可以保證管材在沖切過程中的牢靠和穩(wěn)定。

目前，紙病在線檢測系統(tǒng)普遍采用“電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相機+計算機”的硬件結構模式，通過CCD高速相機實時采集紙張圖像數(shù)據(jù)并傳送至檢測系統(tǒng)PC端，系統(tǒng)的核心處理器利用圖像處理技術對紙張圖像進行處理和辨識，實現(xiàn)對黑斑、孔洞、劃痕、裂邊等缺陷的識別和分類[1- 3]。但是隨著紙機車速的提升、紙幅的加寬以及對紙病辨識精度的提高，CCD相機采集到的海量圖像數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)的快速性甚至穩(wěn)定性帶來了巨大沖擊，如何解決打破紙病辨識快速性這一瓶頸已成為當前研究紙病檢測技術的關鍵問題。

為解決傳統(tǒng)加工方法遇到的難題，采用一套自動化設備完成管材的連續(xù)加工生產(chǎn)，通過更換個別部件和調(diào)整相關位置或尺寸，可以實現(xiàn)系列化生產(chǎn)，自動沖孔機設備總成如圖2所示。

實際生產(chǎn)中，抓料爪可以根據(jù)管材的管徑進行調(diào)整，設置彈性結構，有利于抓緊管材，確保在沖切過程中管材穩(wěn)定。當沖切完成后，氣缸3 回程將管材拉出并打開抓料爪，管材自行落下。

這里引入了需求價格彈性的概念，以反映隨著價格的變化電動汽車的充電需求的變化。根據(jù)需求價格彈性概念[14]，對于任何電動汽車i，定義需求價格彈性系數(shù)euv為Tv時段電價變動對Tu時段電動汽車充電需求的影響：

沖孔機構采用連接滑塊10 和沖孔凸模鑲件11是為了實現(xiàn)管材系列化生產(chǎn)，當沖孔的直徑變化時只需更換凸模，而且拆卸和安裝方便，沖孔凸模鑲件11結構如圖8所示。

由于采用氣動壓力，為了減小氣缸尺寸，凸模安裝采用臺階式，避免了沖孔時沖裁力集中，不出現(xiàn)最大沖裁力，如圖9所示。

（5）當沖孔完成后，沖切槽口的滑塊在氣缸5的作用下向下運動完成槽口的沖切，如圖10所示。

（6）當槽口完成沖切后，沖切槽機構回程，然后抓料送進機構回程，完成1支管材的加工，系統(tǒng)將重復（1）～（6）動作實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，圖11 所示為加工的實物。

4 結束語

實踐表明，該自動化沖孔設備實現(xiàn)了從管材輸送到加工全部由一臺機床完成，是高效率、高自動化、高精度、低能耗的自動化生產(chǎn)模式。相比傳統(tǒng)圓管沖孔容易出現(xiàn)壓扁、凹坑和塌陷等現(xiàn)象，自動沖孔機能消除這些缺陷；同時傳統(tǒng)工藝的工序多，成形的孔尺寸精度低，特別是孔的位置精度難以得到保證，該自動沖孔機能降低生產(chǎn)過程中的廢品率，提高多個方向沖孔時的位置精度，加強了管材在生產(chǎn)中的可控性，通過更換凸模及定位凸模，可適應不同尺寸規(guī)格及不同材料的管材沖孔。

[1]王孝培.沖壓手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:176.

[2]陳炎嗣.沖壓模具設計實用手冊(高效模具卷)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2016:98.

[3]宋擁政.沖壓技術基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013:251.

[4]陳炎嗣.沖壓模具結構件設計[M].北京:化學工業(yè)出版社,2016:33.

[5]胡春蓮,高 峰.離合器踏板安裝支架多工位級進模設計[J].模具工業(yè),2016,42(1):14-17.

[6]常桂靜,梁貴榮,曾兵華.汽車側(cè)圍外板成形仿真及工藝優(yōu)化[J].模具工業(yè),2015,41(2):73-76.

[7]萬 俊,王祖華,郭銀芳,等.安全帶插片級進模設計[J].模具工業(yè),2015,41(12):15-16.