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1、书名：多工位级进模与冲压自动化 ISBN： 9787111369752 作者：段来根 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件 第三章 冲压生产自动化 第一节 冲压生产自动化组成单元 1. 冲压生产自动化的条件：进行冲压自动化生产，应根据冲 压 产品的尺寸、形状和生产纲领等因素，来决定使用冲压生产 自动化的程度，使之构成一个系统，来满足冲压自动化生产的 要求。 2. 冲压生产自动化要考虑的问题：在进行冲压生产自动化设 计时，除了对产品零件的形状、尺寸、精度、材料和生产批量 这些基本条件进行分析外，还需考虑以下几方面的问题： 1）材料的形状，如卷料(带料)、毛坯(半成品)、板料、条料 和棒料 2
2、）加工的方法和工序的组合，如单工序、复合工序和连续 加工。 3）工序的顺序。 4）冲压设备的类型和数量。 5) 一般的自动化加工系统的组成，如图31所示。 6) 随着压力机滑块的上下往复运动，各机构作周期性的、 单纯重复的动作。在定的时间和确定的位置上，机构完成 供料和送料，将原材料或单个毛坯送到模具的工作位置，完 成产品零件的加工和零件的取出。整个过程中的供料、送料 和取件等动作要求完全同步。要设计一个合理的自动冲压加 工系统，就是对上述机构进行有选择的组合。 一、冲压生产自动化的组成单元 1加工单元 加工单元是自动冲压加工系统的核心,由以下几部分组成 ： （1）供料装置 供料装置在自动冲压
3、系统中，具有对原材 料、半 成品毛坯进行供给、校直、整理、 定向和导向等功能。 （2）送料装置 送料装置是将供料装置中供出的原材料或 半成品，以一定的规律，间歇地逐个送到加工工作位置，通 过冲压设备完成零件的冲压。送料装置又可分为二种：原材 料为卷料、板料或条料的送料装置,称一次加工送料装量；原 材料为单个毛坯或半成品的送料装置，称二次加工送料装置 。 （3）加工工作位置 对材料和半成品进行冲压成形，由压 力机和模具共同完成，而且它们和前后装置相互联系，同步 进行工作。加工工作装置的主体是模具,它具有导向、定位、 暂时制动、冲压、卸料、理件和出件等功能。 （4）输送传递机构 多工位级进模冲压或
4、多机生产线中，各 工位间或压力机与压力机间的生产联系，需要输送传递机构 来进行输送传递。 （5）动作控制装置 动作控制装置是使整个系统的机构传动 一体化，使得生产过程中的供科、送科、冲压过程、产品零 件或废料的退出等动作同步、协调。 （6）检测保护装置 检测保护装置的目的，是对生产系统中 出现的异常情况自动报警，直至停机。 以上六个组成部分在使用时相互联系，同步、协调地完成 整个自动冲压过程，此外，在自动冲压系统中，还设置有废 料处理、润滑等系统。 2附属单元 在冲压生产自功化系统中，要实现从模具、材料的选择 到产品收集入库全过程的自动化需增设一些附属机构。附属 单元有以下三方面： 2附属单元
5、 在冲压生产自功化系统中，要实现从模具、材料的选择到产 品收集入库全过程的自动化需增设一些附属机构。附属单元 有以下三方面： （1）模具的交换装置和附带机构： 模具被保管在模具库， 在模具库和工作车间设有模具自动交换、安装机构。根据冲 压加工的产品，从模具库中取出冲压模具运到生产车间。在 生产车间利用模具自动交换安装机械，把模具安装到压力机 上然后进行试冲。产品生产完后，模具被取下送入模具库。 （2）材料自动更换装置： 这种装置能根据产品的要求， 在库房中选择材料的种类；生产结束后还能自动地收集产品 和余料。 （3）工作协调装置： 工作协调装置是对模具的选择、装卸、 材料的选择和装卸以及冲压过
6、程的动作起调整、协调作用。 采用电子技术，对模具的选择到产品零件入库实现全过程自 动控制。 以上三方面，构成冲压全自动生产的分系统，是自动冲 压系统的组成部分。其中还应有许多新技术等待着去开发和 完善。 3信息单元 随着计算机技术的迅速发展，利用计算机对冲压生产过 程的信息进行分析和处理，直接控制冲压生产，是冲压生产 的发展方向。信息单元主要包括以下内容； （1）简单生产线的信息： 简单生产线的信息是自动化生产过 程中操作加工指令、操作监测仪表和自动控制指令的组合。 机器在实际的运行过程中，通过信息系统进行资料的检索和 信息的反馈，得到生产管理的信息源。 （2）保证质量的信息： 在冲压生产自动
7、化系统中，检测 工序也应该是自动化的。通过自动检测能及时地发现异常情 况，命令生产线停止工作。掌握了这些异常情况的信息，对 于探索它们的原因、采取办法消除，保证产品的合格率和生 产线的正常运行非常重要。 （3）保护设备的信息 保护设备的信息是指提供给生产线 设备的保护、维修信息。通过这个信息系统，可以诊断出设 备维修的部位，选择最佳的维修方案，以最短的时间保质地 完成维修工作。 （4）工厂的信息集中化 这是一个工厂信息的总体，集管理、 控制、操作、设计为一体，通过信息指令来控制、管理生产 。各种各样的信息全部集中到中央控制室，然后通过整理、 分类、分析、决策并作出处理。 以上这些构成了现代冲压
8、生产自动化的信息系统。 二、冲压生产自动化组成单元的选择 在进行冲压自动化设计时，需选择一个合理的组成单元。 选择的依据是生产的产品、生产批量和被加工材料三要素， 根据这三个要素，大体可以确定出送料的方式和自动化的形 式一般有如下一些选择： v1）被加工材料为卷料、条料和板料时，往往选择一次加工送 料装置。它包括有辊轴式夹持式和钩式送料装置以及一些附 带的矫直机构等。 2）半成品坯件在后续工序加工中，往往选择二次加工送料 装置。二次加工的送料一般采用料匣和料斗，在一定的时间间 隔内，按定的工作节拍，把坯料送到模具的加工位置。在送 入模具前，还需要理件、定向等附加机构来进行前置处理。它 包括有闸
9、门式、转盘式、摆杆式、振动式等送料装置。 3）在加工结束后，为将冲压制品和废料从模具中清除，应 设置出件、退料装置。这些装置的操作，常利用零件自身的重 量、机械反冲装置、气体或液体压缩装置和机械手来实现。 三、冲压加工自动化的方式 1连续加工法 连续加工是利用送料装置，按一定的步距和规律，将卷料 或条料送到级进模的各加工工位上，进行冲裁、弯曲、拉深、 成形、挤压成形等工序的加工。产品和原材料的分离应在最后 一步进行。 2传送加工法 传送加工法是在第一工序中将半成品和材料分离。半成 品通过传送机构或夹持器，逐个被送到下一工位进行加工。 这种加工法，常用于多工位级进模和多机生产线上生产，又 被称为
10、连续自动冲压。 以上二种方式比较，前者模具的结构复杂，制造精度要 求高，能冲制形状复杂精度高的零件；后者对零件形状、尺 寸没有特殊的要求，模具的设计和制造比较容易。二种方式 的选择应根据零件的要求、现有的设备情况和模具的制造水 平来进行。 第二节 冲压自动化装置 一、自动送料装置 （一）一次加工供料装置 一次加工是指用条料或卷料直接成形零件，而不经过中 间工序。下面分别讨论一次加工的供料和送料装置。 1卷料供料装置 根据卷料的宽度和重量的不同，供料装置的结构也有所区 别，有带动力装置和不带动力装置的二种供料方式。下面是 几种常见的卷料供料装置。 （1）卷料架 卷料架是保持卷料、分离卷料的一种简
11、单装 置，常用于较轻的卷料（或带料），料架的结构如图32所 示。卷料被保持在轴中，并在垂直立起的十字柄中回转、靠 架支承。 （2）托架 托架是支撑中等重量卷料的一种装置，如图33 所示。它是一种采用活动夹板的箱体结构。在箱体的侧而和底 面适当地安置一些滚轮、用这些滚轮支撑材料。滚轮和托架结 成体，通常托架上还附有校平机构。送出材料的动力，是利 用校平机构的弹压辊与材料摩擦而产生的摩擦力。校平机构是 由电动机驱动，卷料的供给控制是采用限位传感器。 （3）芯轴型开卷机 芯轴型开卷机是保持并展卷大型卷料的 装置，如图3-4所示。 2条料和板料的供料装置 条料和板料的供料过程是将成叠的材料堆放在贮料架
12、内， 由吸料机构逐一将材料吸住，并通过提升装置，将材料提升、 移送到指定位置、释放。这种装置可使材料直接落入送料机构 也可直接落在模具上，这个过程如图35所示，吸附可采用真 空或电磁吸附。 供料装置的组成如图3-6所示。板料或条料堆放在料架1 上（两个料架交替使用），由料架传送到吸料装置下，真空 吸盘吸住材料，经分离装置2分页后被提升，再由移料机构3 将吸盘连同材料右移，释放后的材料落在辊道4上，经上油 装置5上油后，送到送料装置6，然后送到压力机的工作位置 进行冲压。 （1）储料架 ： 3-7所示为交替使用的储料架。将毛坯1堆 积在料架内，料架底部的平板在顶料机构3的作用下，可随 着材料被吸
13、而逐渐升高。料架可在导轨上左右移动。 由于被吸材料需要保持在一定的高度，因此，在料架上 应设置分次顶料机构，常见的有机械式顶料机构和液压式顶 料机构两种。 1) 图3-8所示为机械式顶料机构，由电动机带动蜗轮蜗杆将 料架提升，料架上下极限位置由限位开关控制。当需要提升时 ，通过信号使机构动作。 2) 图3-9所示为液压式顶料机构，当需要将材料提升时，液 压泵与油缸之间的电磁阀动作使压力油进入油缸下腔，将材料 顶升。 （2）分离装置： 在吸盘吸料时，为了防止吸上2张以上的板料， 需采用分离装置来分页材料。 常用的分离装置有两种形式。 1) 图3-10所示为齿形分料板。 2) 图3-11所示的磁性
14、分离装置。 （3）提料装置 提料装置分为机械式和手动式两种结构。 1) 图3-12所示为机械式提料装置。 2) 图3-13所示为气动提料装置。 （4）移料装置 移料是将吸盘吸住的板料移送到指定位 置，移料装置也分为机械式和气动式两种。 1) 图3-14所示是由凸轮和杠杆组成的机械移料装置。 2) 图3-15所示的机械式提料装置。 （5）上油装置 上油装置如图3-17所示。它的作用是保 证材料表面的清洁，并且有润滑功能，以提高送料精度和模 具寿命。 （二）一次加工送料装置 将卷料、条料、板料或线材、棒料等原材料直接送入模 具进行冲压的自动送料装置，称为一次加工自动送料装置。 1钩式自动送料装置
15、（1）钩式送料装置的结构及工作原理 钩式送料装置是 次加工送料装置中结构最简单的一种送料钩子可由压力机 滑块驱动也可由冲模的上模驱动。 1) 钩式自动送料装置之一，如图3-18所示。 2) 钩式自动送料装置之二，如图3-19所示。 钩式送料装置可达到的送料精度见表3-1，其精度由送料 装置的结构及送料孔的精度而定。 （2）送料钩的行程计算 为保证送料钩顺利地进入下一个 废料孔，应使S钩S进。 S钩=S进+S S附(0.20.8）S进 1) 送料钩的最大行程等于斜楔斜面的水平投影长度，即 Smax=b； 2) 斜楔压力角小于许用压力角，即max40；如需使S钩 b时，可在T形导轨板底安装调节螺钉，使送料滑块复位时 在所需位置停住而获得所要的送进步距。 3) 送料钩的行程不可调节，S钩b。 2辊式自动送料装置 （1）辊式送料装置的类型 辊式送料装置是各种送料装置 中使用最广泛的种，主要用于
