平面连杆机构推动的推板式自动送料装置的设计精.docx
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平面连杆机构推动的推板式自动送料装置的设计精
采用上述措施后,引伸直径<55mm、平均壁厚
112mm、长度230mm的长筒薄壁零件时,其变形量达55%,壁厚差小于011mm,达到了预期效果。
214 取消回程规范采用回程与空程叠起来的方法,即取消了回程规范,缩短了引伸机的工作周期,提高了引伸机的效率,降低了用户的生产成本。
以我们开发的600kN液压引伸机为例:
该机液压系统中装有两台排量为63mLΠmin的柱塞泵,配套电机额定转速为1470rΠmin,则泵的总排量为186LΠmin;快速缸面积A2′=50.24cm2
主缸的工作面积A1′=200.9cm2
行程长度S=650mm,快速空程S2=330mm,工作行程S1=320mm,其工作情况如表所示。
上述参数不变,若采用单向引伸工艺,回程缸与快速缸压力保持在同一水平,两者面积基本相同,取回程缸D1=160mm、D2=140mm,其面积A2′=47.1cm2
二者实际工作情况比较见表。
由表可以看出:
在泵的总排量相同情况下,双向引伸比单向引伸其生产效率提高了36%左右;而在生产效率相同时,泵的总排量双向引伸比单向引伸
要少27%。
由此可见,取消回程规范对于液压引伸机而言,可以大大提高生产率,节约能耗。
引伸方式双向引伸
单向引伸
泵排量93LΠmin×2
93LΠmin×2
118LΠmin×2
参数项目
速度
mmΠs
时间
s
速度
mmΠs
时间
s
速度
mmΠs
时间
s
工作规范v1=154t1=21073v1=154t1=2.07v1=210t1=1.523快速空程v2=617t2=0.54v2=617t2=0.54v2=845t2=0.39回程规范
v3=658t3=0.99v3=901t3=0.72
滞后时间012~013s013~014s013~014s周 期518s719s5196s生产效率
2016件/min
1512件/min
2011件/min
3 结论
通过对600kN液压引伸机的开发过程分析,我
们认为,框架式机身、双向引伸、取消回程规范、模具偏置及偏置力矩平衡等结构,是液压引伸机的一种理想结构。
它不但可以使液压引伸机结构简化、体积缩小、重量减轻、成本降低,而且引伸的零件精度高,还可以在其他机械、液压等行业应用。
该机经过用户试生产验收,各项指标均达到要求。
基金项目:
1997年广西区教育厅科研基金资助项目69号收稿日期:
1999-07-15
平面连杆机构推动的推板式自动送料装置的设计
545005 柳州市 广西工学院 欧笛声 莫建文 罗玉君 高中庸
摘要 采用平面连杆机构以及推板装置,用可视化方法研究、设计了适于小型平板件的自动送
料装置,可实现较大的送料行程。
避免工人手部在冲压生产中进入模具工作区。
关键词 平面连杆机构 自动送料装置 小型平板件 可视化方法 DesignofslidermechanismsdrivenbytheplanarlinkageemployedintheautomaticfeeddeviceOuDisheng,MoJianwen,LuoYujun,GaoZhongyong
Abstract:
Byapplyingplanarlinkageandslidermechanismswithvisualmethod,studyanddesigntheau2tomaticfeeddeviceforsmallandflatcomponents.Thiscanenlargethefeeddistanceandavoidtheoperator’shandtogetintothedangerzoneofthecold-pressingdeviceintheprocessofpunching.
KeyWords:
planarlinkage,automaticfeeddevice,smallandflatcomponents,visualmethod
在冲压实践中,经常遇到小型平板类的半成品。
生产时工人常需用手或手持工具把板件送入模具工作区。
偶尔会出现工人手指受损,这就给冲压的安
全生产带来隐患。
一次冲压事故中,工人手指折断。
引发笔者针对1000kN压力机,采用平面连杆机构和推板装置,研究并设计了一台适于小型平板冲压件的自动送料机构,辅以自动出件机构就可实现小型平板冲压件的自动生产,避免工人的手部进入模具工作区,防止生产中出现安全事故。
同时,该机构支21锻压机械 1/2000
持压力机连续工作,可提高生产率,并延长其制动皮带的寿命。
在半成品自动化装置中,送料机构是核心机构。
文献[1]、[2]介绍了斜楔推动的推板式送料机构和杠杆推动的推板送料装置,由于采用弹簧驱动推板进行送进,送料行程较短,不适于需较大送料行程的压力机自动生产的需要。
本文研究平面连杆机构以及推板装置,用以实现较大的送料行程。
该机构的运动特性与压力机滑块的运动特性相关,即送进的初始与结束阶段速度较慢,符合冲压生产的要求。
1 送料机构的运动分析111 送料行程的确定
依据协作单位生产的特点,确定影响送料行程
的因素如下:
压力机行程:
130mm板坯宽度:
40~60mm
滑块中心到滑块正前方最大尺寸:
250mm预留滑块至料匣的安全距离:
20mm料匣宽度:
80mm
由以上条件确定送料机构的最小行程为:
330mm,行程放大倍数:
2154倍。
112 送料机构的运动原理图
以压力机滑块为主动件带动滑块摇杆机构实现一级行程放大,由摇杆带动与摇杆固接的拨杆实现二级行程放大,来满足送料行程不小于330mm。
同时,需要保证连杆与摇杆的传动角不小于40°。
该机构的运动原理和主要参数如图1所示
。
图1 送料机构运动原理图
113 粗定送料机构的运动参数
已知滑块行程为130mm,最小送料行程为
330mm。
为保证机构正常工作,取最小传动角为40°。
根据以上条件确定该机构的运动参数,如图2所示。
送料机构中各运动参数之间的解析关系[3]
如下:
L2cosα+L3cosβ=L4
L2sinα+L1=L5+L3sinβ
式中:
L———滑块行程;
L1———与滑块行程、上模高度以及连接件厚
度相关的长度; LL———送料行程(见图2。
摇杆与拨杆的固定角为163°
。
图2 送料机构的运动参数
114 送料行程与坯料定位的保证
影响送料机构运动规律的相关尺寸有下模和上
模高度,其实际变动范围:
下模高度为70~130mm;上模高度为140~170mm。
考虑到零件误差对送料机构运动规律的影响,送料行程应有一定的调节量,以保证该机构运动的稳定性。
故采取如下措施:
滑块与机构联接处设置垫块,适应不同的上模高度;机架设置调整装置,在下模高度有变化时,通过调整机架高度来保证机构运动规律不变。
滑块摇杆机构中的连杆设计成可调形式,当以板料在模具中的正确位置为定位基准时,可对连杆进行调节,保证送料行程不小于330mm。
图3为连杆长度变化对送料行程的影响规律。
其中,L0是连杆以580mm为基数时的变化量,LL为送料行程(见图2,LL1为送料前段行程。
通过对图形的分析可知,送料行程超过330mm,满足最小送料行程的要求;送料前段行程可调,可适应不同坯料宽度的需要,同时可补偿由于制造误差对机构运动规律的影响
。
(a (b
图3
(a连杆长度变化对送料行程的影响(b连杆长度变化对送料前段行程的影响
115 验证连杆与摇杆的传动角
如图4所示,其中L为滑块行程;δ为连杆与摇
3
1锻压装备———平面连杆机构推动的推板式自动送料装置的设计
图4 传动角与滑块
行程的关系
杆的传动角(这里取
L0=10mm,见图2。
由分析可知,连杆与摇杆的传动角大于58°,满足最小传动角40°的要求。
116 拨杆与推板的夹角
如图5所示,其中,摇杆与拨杆的固定角为
163°
(见图1;L0是连杆 (a (b
图5
(a拨杆在最前位置时与推板的夹角变化(b拨杆在最后位置时与推板的夹角变化
以580mm为基数时的变化量;γ1为拨杆在最前位置时与推板之间的夹角;γ2为拨杆在最后位置时与推板之间的夹角(见图2。
由图5可知,它们之间的夹角均大于60°,保证推板在运动过程中不出现明显抬起,实践证明此角度是合理的。
2 板料送进精度控制
板料定位按照原模具的定位形式,即在模具的
前部采用弹性定位装置进行定位,在左侧采用带斜面的定位块进行定位。
因此,板料的送进精度控制依据板料的定位形式来确定,即控制板料在模具上的前后、左右的位置精度。
在前后方向,使板料紧靠模具前方的弹性定位装置,以此为板料送进的正确位置,调节连杆长度,使推板接触板料的边缘,从而保证板料在送进时到达模具的正确位置。
在左右方向,板料未送到模具前由导轨进行导向,当板料进入模具后,则由模具上左侧带斜面的定位块进行定位。
该机构采用机械定位,其定位精度可靠、稳定,能满足实际生产对送料精度的要求。
3 送料机构的静力分析
推板上所受的摩擦力:
该机构中的料匣一次可
装30块坯料,每块重约5N,总重150N。
考虑到坯料
带有毛剌,取摩擦系数为012。
推动底部坯料进行送进所需克服的摩擦力为F=60N(图6a。
拨杆承受的力矩:
M=FL5
作用在摇杆垂直方向上的力:
P1=MΠL3连杆上所受的力:
P2=P1Πsinδ滑块需克服的力:
P3=P2Πsinα
在送料过程中,滑块驱动送料机构需克服的阻力曲线图如图
6b所示(这里取L0=10mm,见图2。
(a (b
图6
(a送料机构静力分析图(b驱动力与滑块行程的关系
由分析可知,滑块在最高位置时,所受的力最
大,为357N;滑块在最低位置,即进行冲裁时,所受的力不超过340N。
可见送料机构不影响1000kN压力机的正常工作。
4 结束语
该送料机构在空载时,手动试验运转灵活,推板
在整个行程中不抬起。
连杆设计成可调形式,使推板的最前位置与最后位置均能调整,可解决因零件制造误差而影响机构运动规律的问题;同时,使机构与压力机滑块的联接容易,机构调整较方便。
应用平面连杆机构以及推板装置,能够实现较大的送料行程,该机构的运动特性与压力机滑块的运动特性相关,送进的初始与结束阶段速度较慢,符合冲压生产的需要。
采用模具前部的弹性定位装置及模具左侧采用带斜面的定位块进行定位,保证了坯料的定位精度。
由于该机构较大且占据压力机正前方位置,对安装、调整和拆卸模具带来不便,因此,只适于大批量生产。
参考文献
1 权修华,刘成刚1冲压自动化与压力机改造1合肥:
安徽科学技
术出版社,1992,70~73
2 ConstantinIliescu.Cold2pressingtechnology.Ed.StiintificasiEncicloped2ica,1990,506~508
3 杨可桢,程光蕴1机械设计基础1北京:
高等教育出版社,19881
41锻压机械 1/2000
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- 平面 连杆机构 推动 板式 自动 装置 设计