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管材连续多向的全自动冲孔机设计

2022-11-17 09:47:11

一、工艺分析

例设某圆管系列管材,该管材为光伏太阳能、各类空调及冰箱制冷设备上的一个配件,市场需求量大。

该管材已系列化、规格化,材料为紫铜或铝合金,管材壁厚为0.5~1.0mm,

其主要特征为:在管的一端需冲出24个均布的φ(2~3)mm小孔,在另一端冲切1个3mm×2mm的槽,

管的直径为φ(11.6~25.2)mm,长度为(100~200)mm;不同的设备要求的管径、长度及小孔的直径不同。


传统的加工方法主要特点如下。

(1)采用压力机利用模具通过7道工序才能将管材成形。

一方面冲孔与切槽是分开成形,一般先冲切槽后冲孔;

另一方面在外径方向均匀分布6排,每排4个共24个小孔,需要6次定位进行冲孔,位置度难以保证。

每副模具与一台冲床需要一个操作工,生产成本高,无法满足大批量生产;

且工序越多,成形管材的尺寸精度越低,特别是管材的位置度难以保证,废品多。


(2)由于管材的管径与需要冲裁的小孔直径不同,即管材的系列化会衍生许多尺寸规格的管材。

不同尺寸的管材需要不同的模具与之匹配,模具的通用性低、互换性差,需要的模具数量多,生产成本高,也不便于管理。


(3)冲孔与切槽工序均需人工送料,无法实现自动化生产,生产效率低,

同时由于成形工序多,导致生产时占用场地大、人力和设备多、管材或半成品周转需要的容器多。



二、全自动冲孔机

为解决传统加工方法遇到的难题,采用一套自动化设备完成管材的连续加工生产,通过更换个别部件和调整相关位置或尺寸,可以实现系列化生产。


全自动冲孔机


三、冲孔设备工作原理

(1)将冲切的管材放入储料箱,储料箱根据管材的尺寸规格设计容量,储料至少500支。


(2)储料箱设计15°倾角,有利于管材通过自重下落,


(3)而在至低位置利用调整系统根据管径调整至每次只有1支管材顺利落下。


(4)当从储料箱落下的1支管材到送料机构的送料板上,气缸调整送料机构向前到设定的位置。


(5)抓料送进机构从送料块上进行抓料后,气缸推动抓料送进机构向前运动到设定的位置,


(6)管材将套入并固定在冲孔机构上的冲孔凹模上。


(7)实际生产中,抓料爪可以根据管材的管径进行调整,


(8)设置弹性结构,有利于抓紧管材,确保在冲切过程中管材稳定。


(9)当冲切完成后,气缸回程将管材拉出并打开抓料爪,管材自行落下。


(10)冲孔凹模设计为空心薄壁结构,壁厚设计为3mm,便于冲切完成后通过压缩空气清除废料,


(11)同时冲切槽机构也在气缸的作用下向前运动到设定位置,


(12)在该过程中,冲切槽机构上的切槽凹模将逐渐插入管材中,与冲孔凹模一起对管材进行定位,


(13)但抓料爪仍然抓紧管材,可以保证管材在冲切过程中的牢靠和稳定。


(14)当抓料送进机构将管材送入冲孔凹模所设定的位置时,冲孔机构开始冲孔,冲孔采用3次对冲的方式进行。


(15)每次对冲时间可设置在1.5s内完成,可使整个设备结构尺寸更为紧凑。


(16)冲孔机构主要由支承板、6个气缸、冲孔凸模连接滑块和冲孔凸模镶件及凸模组成。


(17)冲孔机构采用连接滑块和冲孔凸模镶件是为了实现管材系列化生产,


(18)当冲孔的直径变化时只需更换凸模,而且拆卸和安装方便。


(19)由于采用气动压力,为了减小气缸尺寸,凸模安装采用台阶式,避免了冲孔时冲裁力集中,不出现至大冲裁力。


(20)当冲孔完成后,冲切槽口的滑块在气缸的作用下向下运动完成槽口的冲切。


(21)当槽口完成冲切后,冲切槽机构回程,然后抓料送进机构回程,完成1支管材的加工,系统将重复以上动作实现自动化生产。

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