摘 要：闡述了開(kāi)瓶器模具的一模多穴及自動(dòng)送料主體結(jié)構(gòu)、工作原理和關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)果表明：通過(guò)文章設(shè)計(jì)的開(kāi)瓶器多穴模具機(jī)構(gòu)具有更高的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；一模多穴；自動(dòng)送料

引言

模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)裝備之一，在眾多領(lǐng)域如手機(jī)、電腦、冰箱、電車(chē)和彩電等家庭常用產(chǎn)品中，有大約70%的零部件都是用模具來(lái)制造的，產(chǎn)品質(zhì)量的高低很大程度依靠模具的制造精度來(lái)完成，因此，模具被稱(chēng)之為“百業(yè)之母”。本機(jī)構(gòu)就是在這種情況下提出了技術(shù)要求，結(jié)合了模具自身的特點(diǎn)等，從實(shí)際需求出發(fā)提出了一個(gè)系統(tǒng)控制方案，采用此方案研制出一套全自動(dòng)化的一模多穴生產(chǎn)線(xiàn)，并配置高精度的傳感器，在可編程邏輯控制器的控制下對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)和控制，組成了機(jī)電一體化設(shè)備。

1 一模多穴模具機(jī)構(gòu)

一模多穴機(jī)構(gòu)的作用是在送料時(shí)間一樣的情況下，利用多穴模具達(dá)到事半功倍的效果。

圖1沖模開(kāi)始工作時(shí)，上、下模在壓力機(jī)的作用下分開(kāi)，將條料放在凹模上，并通過(guò)側(cè)刃定位。當(dāng)模具中的上模在向下工作時(shí)，對(duì)條料先接觸的是上模中的沖導(dǎo)正孔凸模和壓料板，沖出導(dǎo)正孔，上模運(yùn)行到底抬起，條料送進(jìn)一個(gè)步距沖出4個(gè)小孔，繼續(xù)送進(jìn)兩端廢料切除，送進(jìn)一個(gè)步距兩側(cè)廢料切除。第一次沖裁時(shí)，條料抵在側(cè)刃的凸肩處，沖出4個(gè)孔及側(cè)刃的兩個(gè)狹條。第二次沖裁時(shí)，落一個(gè)已沖過(guò)孔的料，同時(shí)又沖出4個(gè)孔。第三次沖裁時(shí)，落第二個(gè)的料，以后每次沖裁時(shí)都同時(shí)沖兩件件的孔，落兩件件的料，并在左右各沖去一個(gè)狹條。

2 一模多穴模具各組件

一模多穴模具一般有凸模、凹模、卸料裝置、模架組成。

2.1 凸模

大多數(shù)粗短類(lèi)型凸模通常按常規(guī)選用，對(duì)于工作部分與固定部分直徑有較大差值時(shí)，可采用多臺(tái)階設(shè)計(jì)，臺(tái)階的過(guò)渡部分要用光滑圓弧連接，不應(yīng)有任何痕跡。模具中的卸料板對(duì)凸模有導(dǎo)向作用，以減小側(cè)壓力對(duì)凸模的影響。在級(jí)進(jìn)模中除了沖孔模外，有許多分解沖裁的凸模，沖裁凸模的形狀相對(duì)復(fù)雜，為了制造出高精密零件，大部分采用線(xiàn)切割加工成形和磨削制造。對(duì)于磨削加工的完成是采用專(zhuān)用高精度的磨床，并采用金剛石修正砂輪，修正后的砂輪來(lái)磨削凸模，來(lái)達(dá)到圖紙上的技術(shù)要求。

2.2 凹模

多工位精密級(jí)進(jìn)模中的凹模形狀較為復(fù)雜，制造較為困難，對(duì)于它的結(jié)構(gòu)常用的形式有拼塊式、嵌塊式、整體式，整體式凹模由于受到加工精度和加工方法的限制，在多工位精密級(jí)進(jìn)模中已不經(jīng)常使用。

2.3 卸料裝置

多工位精密級(jí)進(jìn)模中卸料裝置是組成模具機(jī)構(gòu)的重要部分，它的功能有兩方面作用，一方面壓緊帶料，防止帶料在工作時(shí)由于受到各種作用力的影響而竄動(dòng)，及保證卸料的平穩(wěn)進(jìn)行；另一方面是對(duì)凸模起到導(dǎo)向和保護(hù)作用。為了得到較平整的工件，使條料在落料、拉深過(guò)程中始終處于一個(gè)穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下發(fā)生起皺變形的可能，此模具落料工序采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)。

2.4 模架

級(jí)進(jìn)模中的模架一般要求精度和剛性比較高，因此在上模座原有的厚度基礎(chǔ)上增加5～10mm，下模座也要增加10～15mm（與常規(guī)相比）。為了更好的滿(mǎn)足模架的精度和剛度，級(jí)進(jìn)模模架常常采用四導(dǎo)柱形式，對(duì)于小型模具或小型模架常常用雙導(dǎo)柱形式。由三段圓弧組成的滾柱表面在靠近兩端的兩段凸弧與導(dǎo)套內(nèi)徑相配（曲率相同），中間的凹弧與導(dǎo)柱外徑相配，導(dǎo)柱上的導(dǎo)套是通過(guò)滾珠來(lái)做運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)接觸代替了點(diǎn)接觸，在模具工作時(shí)構(gòu)成一個(gè)面接觸，面接觸所承受的偏心載荷比較大及通過(guò)這種方式既提高了模具的壽命也提高了模具的剛性，其過(guò)盈量控制范圍為0.003mm到0.006mm。導(dǎo)柱的裝配形式常常為可卸式，其目的主要是為了裝拆和維修。

2.5 模具裝配

在進(jìn)行模具裝配時(shí)，首先是選擇哪個(gè)件為基準(zhǔn)件，作為基準(zhǔn)件的依據(jù)是此零件一定是其他零件在制作時(shí)的基準(zhǔn)關(guān)系來(lái)確定，凸模和凹模及固定板能作為基準(zhǔn)件來(lái)進(jìn)行裝配。模具的總裝是指：在裝配前先了解組裝要求和技術(shù)要求，然后確定基準(zhǔn)件，在基準(zhǔn)件的基礎(chǔ)上安排裝配的先后順序，嚴(yán)格控制凸凹模裝配精度，在保證精度的前提下用銷(xiāo)釘和螺釘固定，這就是總裝的過(guò)程。換句話(huà)說(shuō)，總裝就是將各個(gè)部件組裝在一起的過(guò)程。在裝配模具完畢之后，務(wù)必確保組裝精度和圖紙的技術(shù)要求，并且通過(guò)驗(yàn)收模具技術(shù)表來(lái)重新檢驗(yàn)各部分零件的組裝精度和使用功能。在檢驗(yàn)合格的情況下進(jìn)行試模，沖出的產(chǎn)品要按生產(chǎn)要求來(lái)進(jìn)行調(diào)試模具，如果調(diào)試模具仍然不合格，就要重新修模，直到生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合生產(chǎn)要求，模具才算裝配成功。

3 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)

3.1 自動(dòng)送料系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化，是提高沖壓生產(chǎn)率和保證沖壓安全生產(chǎn)的根本途徑，自動(dòng)送料裝置則是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖壓生產(chǎn)的基本機(jī)構(gòu)。

如圖3，其工作原理分析：數(shù)控自動(dòng)送料裝置由數(shù)字控制柜和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為上下兩個(gè)滾輪通過(guò)齒輪由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使沖壓材料從滾輪間通過(guò)，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由數(shù)字控制柜發(fā)出的信號(hào)控制。

3.2 自動(dòng)送料組件電機(jī)的選擇

步進(jìn)電機(jī)2BYG004是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)：在步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，它會(huì)使步進(jìn)電機(jī)按照一定的方向和角度來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，角位移量是可以通過(guò)脈沖數(shù)量來(lái)控制的，通過(guò)這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)精確定位的目的。

3.3 滾軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

本套自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)是利用滾軸與條料之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)送料的，此裝置的通用性很強(qiáng)。本套自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的送料寬為10-170mm，送進(jìn)料厚為0.2-8mm，滾軸主要受摩擦力作用而受徑向力較小。因?yàn)閮蓾L軸轉(zhuǎn)速較慢，工作過(guò)程中有延時(shí)問(wèn)題，所以?xún)啥诉x擇軸套支承。

3.4 提高自動(dòng)送料精度的方法

（1）防止或減少送料滾軸和材料之間的相對(duì)滑動(dòng)，可以提高滾軸對(duì)材料的接觸壓力。其接觸壓力計(jì)算如下：

P=0.418■

式中：P-許用接觸壓力，一般取P=0.5？滓；N-滾軸對(duì)材料的總壓力；E-材料彈性模量；R-滾軸半徑；L-條料寬度。

其方法就是用彈頂器的壓力使?jié)L軸壓緊條料，并可進(jìn)行調(diào)整。

（2）防止送料開(kāi)始和終止時(shí)的加速?zèng)_擊

因?yàn)楦鶕?jù)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)算得送料速度，對(duì)沖擊的影響不明顯，故不用考慮。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章設(shè)計(jì)的開(kāi)瓶器模具結(jié)構(gòu)具有多穴功能和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，可以大大提高生產(chǎn)效率。

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作者簡(jiǎn)介：于淑政（1963-），男，河北滄州人，碩士，河北工程大學(xué)教授，主要從事機(jī)械工程的科研與教學(xué)。