平面連桿機(jī)構(gòu)推動的推板式自動送料裝置的設(shè)計

1、采用上述措施后,引伸直徑<55mm 、平均壁厚112mm 、長度230mm 的長筒薄壁零件時,其變形量達(dá)55%,壁厚差小于011mm ,達(dá)到了預(yù)期效果。214取消回程規(guī)范采用回程與空程疊起來的方法,即取消了回程規(guī)范,縮短了引伸機(jī)的工作周期,提高了引伸機(jī)的效率,降低了用戶的生產(chǎn)成本。以我們開發(fā)的600kN 液壓引伸機(jī)為例:該機(jī)液壓系統(tǒng)中裝有兩臺排量為63m L min 的柱塞泵,配套電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1470r min ,則泵的總排量為186L min ;快速缸面積A 2=50.24cm 2,主缸的工作面積A 1=200.9cm 2,行程長度S =650mm ,快速空程S 2=330mm ,工

2、作行程S 1=320mm ,其工作情況如表所示。上述參數(shù)不變,若采用單向引伸工藝,回程缸與快速缸壓力保持在同一水平,兩者面積基本相同,取回程缸D 1=160mm 、D 2=140mm ,其面積A 2=47.1cm 2,二者實際工作情況比較見表。由表可以看出:在泵的總排量相同情況下,雙向引伸比單向引伸其生產(chǎn)效率提高了36%左右;而在生產(chǎn)效率相同時,泵的總排量雙向引伸比單向引伸要少27%。由此可見,取消回程規(guī)范對于液壓引伸機(jī)而言,可以大大提高生產(chǎn)率,節(jié)約能耗。引伸方式雙向引伸單向引伸泵排量93L m in ×293L m in ×2118L m in ×2參數(shù)項目速度

3、mm s時間s速度mm s時間s速度mm s時間s工作規(guī)范v 1=154t 1=21073v 1=154t 1=2.07v 1=210t 1=1.523快速空程v 2=617t 2=0.54v 2=617t 2=0.54v 2=845t 2=0.39回程規(guī)范滯后時間012013s 013014s 013014s 周期518s 719s 5196s 生產(chǎn)效率2016件/m in1512件/m in2011件/m in3結(jié)論通過對600kN 液壓引伸機(jī)的開發(fā)過程分析,我們認(rèn)為,框架式機(jī)身、雙向引伸、取消回程規(guī)范、模具偏置及偏置力矩平衡等結(jié)構(gòu),是液壓引伸機(jī)的一種理想結(jié)構(gòu)。它不但可以使液壓引伸機(jī)結(jié)構(gòu)簡

4、化、體積縮小、重量減輕、成本降低,而且引伸的零件精度高,還可以在其他機(jī)械、液壓等行業(yè)應(yīng)用。該機(jī)經(jīng)過用戶試生產(chǎn)驗收,各項指標(biāo)均達(dá)到要求?；痦椖?1997年廣西區(qū)教育廳科研基金資助項目69號收稿日期:1999-07-15平面連桿機(jī)構(gòu)推動的推板式自動送料裝置的設(shè)計545005柳州市廣西工學(xué)院歐笛聲莫建文羅玉君高中庸摘要采用平面連桿機(jī)構(gòu)以及推板裝置,用可視化方法研究、設(shè)計了適于小型平板件的自動送料裝置,可實現(xiàn)較大的送料行程。避免工人手部在沖壓生產(chǎn)中進(jìn)入模具工作區(qū)。關(guān)鍵詞平面連桿機(jī)構(gòu)自動送料裝置小型平板件可視化方法Design of slider mechanisms driven by the pl

5、anar linkage employed in the autom atic feed device Ou Disheng ,Mo Jian w en ,Luo Yujun ,G ao ZhongyongAbstract :By applying planar linkage and slider mechanisms with visual method ,study and design the au 2tomatic feed device for small and flat com ponents.This can enlarge the feed distance and av

6、oid the operator s hand to get into the danger zone of the cold -pressing device in the process of punching.K ey Words :planar linkage ,automatic feed device ,small and flat com ponents ,visual method在沖壓實踐中,經(jīng)常遇到小型平板類的半成品。生產(chǎn)時工人常需用手或手持工具把板件送入模具工作區(qū)。偶爾會出現(xiàn)工人手指受損,這就給沖壓的安全生產(chǎn)帶來隱患。一次沖壓事故中,工人手指折斷。引發(fā)筆者針對1000kN

7、 壓力機(jī),采用平面連桿機(jī)構(gòu)和推板裝置,研究并設(shè)計了一臺適于小型平板沖壓件的自動送料機(jī)構(gòu),輔以自動出件機(jī)構(gòu)就可實現(xiàn)小型平板沖壓件的自動生產(chǎn),避免工人的手部進(jìn)入模具工作區(qū),防止生產(chǎn)中出現(xiàn)安全事故。同時,該機(jī)構(gòu)支21鍛壓機(jī)械1/2000持壓力機(jī)連續(xù)工作,可提高生產(chǎn)率,并延長其制動皮帶的壽命。在半成品自動化裝置中,送料機(jī)構(gòu)是核心機(jī)構(gòu)。文獻(xiàn)1、2介紹了斜楔推動的推板式送料機(jī)構(gòu)和杠桿推動的推板送料裝置,由于采用彈簧驅(qū)動推板進(jìn)行送進(jìn),送料行程較短,不適于需較大送料行程的壓力機(jī)自動生產(chǎn)的需要。本文研究平面連桿機(jī)構(gòu)以及推板裝置,用以實現(xiàn)較大的送料行程。該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性與壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動特性相關(guān),即送進(jìn)的初始與結(jié)

8、束階段速度較慢,符合沖壓生產(chǎn)的要求。1送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析111送料行程的確定依據(jù)協(xié)作單位生產(chǎn)的特點,確定影響送料行程的因素如下:壓力機(jī)行程:130mm 板坯寬度:4060mm滑塊中心到滑塊正前方最大尺寸:250mm 預(yù)留滑塊至料匣的安全距離:20mm 料匣寬度:80mm由以上條件確定送料機(jī)構(gòu)的最小行程為:330mm ,行程放大倍數(shù):2154倍。112送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理圖以壓力機(jī)滑塊為主動件帶動滑塊搖桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)一級行程放大,由搖桿帶動與搖桿固接的撥桿實現(xiàn)二級行程放大,來滿足送料行程不小于330mm 。同時,需要保證連桿與搖桿的傳動角不小于40°。該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理和主要參數(shù)如圖1所示 。

9、圖1送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動原理圖113粗定送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)已知滑塊行程為130mm ,最小送料行程為330mm 。為保證機(jī)構(gòu)正常工作,取最小傳動角為40°。根據(jù)以上條件確定該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù),如圖2所示。送料機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動參數(shù)之間的解析關(guān)系3如下:L 2cos +L 3cos =L 4L 2sin +L 1=L 5+L 3sin 式中:L 滑塊行程;L 1與滑塊行程、上模高度以及連接件厚度相關(guān)的長度;LL 送料行程(見圖2。搖桿與撥桿的固定角為163° 。圖2送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)114送料行程與坯料定位的保證影響送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的相關(guān)尺寸有下模和上模高度,其實際變動范圍:下模高度為701

10、30mm ;上模高度為140170mm 。考慮到零件誤差對送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的影響,送料行程應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)量,以保證該機(jī)構(gòu)運(yùn)動的穩(wěn)定性。故采取如下措施:滑塊與機(jī)構(gòu)聯(lián)接處設(shè)置墊塊,適應(yīng)不同的上模高度;機(jī)架設(shè)置調(diào)整裝置,在下模高度有變化時,通過調(diào)整機(jī)架高度來保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律不變?；瑝K搖桿機(jī)構(gòu)中的連桿設(shè)計成可調(diào)形式,當(dāng)以板料在模具中的正確位置為定位基準(zhǔn)時,可對連桿進(jìn)行調(diào)節(jié),保證送料行程不小于330mm 。圖3為連桿長度變化對送料行程的影響規(guī)律。其中,L 0是連桿以580mm 為基數(shù)時的變化量,LL 為送料行程(見圖2,LL 1為送料前段行程。通過對圖形的分析可知,送料行程超過330mm ,滿足最小送料

11、行程的要求;送料前段行程可調(diào),可適應(yīng)不同坯料寬度的需要,同時可補(bǔ)償由于制造誤差對機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的影響 。(a (b 圖3(a 連桿長度變化對送料行程的影響(b 連桿長度變化對送料前段行程的影響115驗證連桿與搖桿的傳動角如圖4所示,其中L 為滑塊行程;為連桿與搖31鍛壓裝備平面連桿機(jī)構(gòu)推動的推板式自動送料裝置的設(shè)計圖4傳動角與滑塊行程的關(guān)系桿的傳動角(這里取L 0=10mm ,見圖2。由分析可知,連桿與搖桿的傳動角大于58°,滿足最小傳動角40°的要求。116撥桿與推板的夾角如圖5所示,其中,搖桿與撥桿的固定角為 163°(見圖1;L 0是連桿(a (b 圖5(a

12、撥桿在最前位置時與推板的夾角變化(b 撥桿在最后位置時與推板的夾角變化以580mm 為基數(shù)時的變化量;1為撥桿在最前位置時與推板之間的夾角;2為撥桿在最后位置時與推板之間的夾角(見圖2。由圖5可知,它們之間的夾角均大于60°,保證推板在運(yùn)動過程中不出現(xiàn)明顯抬起,實踐證明此角度是合理的。2板料送進(jìn)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彈性定位裝置進(jìn)行定位,在左側(cè)采用帶斜面的定位塊進(jìn)行定位。因此,板料的送進(jìn)精度控制依據(jù)板料的定位形式來確定,即控制板料在模具上的前后、左右的位置精度。在前后方向,使板料緊靠模具前方的彈性定位裝置,以此為板料送進(jìn)的正確位置,調(diào)節(jié)連桿長度,使推

13、板接觸板料的邊緣,從而保證板料在送進(jìn)時到達(dá)模具的正確位置。在左右方向,板料未送到模具前由導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向,當(dāng)板料進(jìn)入模具后,則由模具上左側(cè)帶斜面的定位塊進(jìn)行定位。該機(jī)構(gòu)采用機(jī)械定位,其定位精度可靠、穩(wěn)定,能滿足實際生產(chǎn)對送料精度的要求。3送料機(jī)構(gòu)的靜力分析推板上所受的摩擦力:該機(jī)構(gòu)中的料匣一次可裝30塊坯料,每塊重約5N ,總重150N 。考慮到坯料帶有毛剌,取摩擦系數(shù)為012。推動底部坯料進(jìn)行送進(jìn)所需克服的摩擦力為F =60N (圖6a 。撥桿承受的力矩:M =F L 5作用在搖桿垂直方向上的力:P 1=M L 3連桿上所受的力:P 2=P 1sin 滑塊需克服的力:P 3=P 2sin 在送料

14、過程中,滑塊驅(qū)動送料機(jī)構(gòu)需克服的阻力曲線圖如圖 6b 所示(這里取L 0=10mm ,見圖2。(a (b 圖6(a 送料機(jī)構(gòu)靜力分析圖(b 驅(qū)動力與滑塊行程的關(guān)系由分析可知,滑塊在最高位置時,所受的力最大,為357N ;滑塊在最低位置,即進(jìn)行沖裁時,所受的力不超過340N ?？梢娝土蠙C(jī)構(gòu)不影響1000kN 壓力機(jī)的正常工作。4結(jié)束語該送料機(jī)構(gòu)在空載時,手動試驗運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,推板在整個行程中不抬起。連桿設(shè)計成可調(diào)形式,使推板的最前位置與最后位置均能調(diào)整,可解決因零件制造誤差而影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的問題;同時,使機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)滑塊的聯(lián)接容易,機(jī)構(gòu)調(diào)整較方便。應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)以及推板裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)較大的送料行程,該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性與壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動特性相關(guān),送進(jìn)的初始與結(jié)束階段速度較慢,符合沖壓生產(chǎn)的需要。采用模具前部的彈性定位裝置及模具左側(cè)采用帶斜面的定位塊進(jìn)行定位,保證了坯料的定位精度。由于該機(jī)構(gòu)較大