冲床冲压的自动送料装置如何设计【详细介绍】

冲床冲压的自动送料装置如何设计【详细介绍】

冲床冲压的自动送料装置如何设计

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高精度、高速冲压生产线通常是与开卷校平、自动送料、废料处理等组成加工系统，制桶设备生产厂为了提供成套的自动化设备，必然要开发研制各种类型的附属装置。

对常速压力机，用一副模具进行落料或冲孔时，采用普通的送料装置即可满足产品精度要求；而对于高精度、高速压力机，使用普通结构的送料装置就显然不能满足产品的精度要求。机床的精度再高，送料精度上不去，生产出的冲压件仍是废次品。所以送料装置设计及精度问题也很重要。

影响送料精度的因素

如上所述，对于行程次数在200次/分以下的常速压力机，可采用普通辊轴式送料装置；但对于行程次数为100～2000次/分的高速、高精度压力机，要求送料装置也高速化，当送料速度达30m/min，送料节距达200mm以上时，采用普通的送料装置，送料精度就满足不了要求。要研制高精度的送料机构，必须先了解影响送料精

度的因素。送料精度与送料装置的设备、制造、生产工艺、冲压件材料等方面有关。

（1）设计。包括机构方案的选择，结构设计的合理性，设计计算误差，误动作计算误差，传动链的长短等；

（2）制造。有加工误差、装配误差、传动机构间隙值；

（3）工艺。有送料速度、送料稳定性、零件形状变化、零件故障；

（4）材料厚度的均匀度，表面光滑度等。

尽管影响送料精度的因素是多方面的，但一次送料精度取决于送料速度。送料装置的平均送料速度为送料进距与每分钟送进次数之乘积，压力机工作期间内、送料所占时间往往只占180°曲轴转角，且送料过程中送料速度不是常数，实际送料高速度约为平均速度的三倍，增大送料速度会降低送料精度，这与提高送料精度的途径相违背，所以应研究其它途径。

提高送料精度的措施

在条料或卷料自动化冲压生产中，采用的送料装置有辊式、钳式、夹持式、钩式等。其中，辊式占有有主要地位，故以辊式为例来讨论，其原理对于其它类型的送料装置具有同样意义。

图1为辊式送料装置简图。辊轴1和2固定在压力机工作台上，通过偏心轮8、连杆7和单身离合器5等驱动，辊轴工作周期性的转动，间歇地把条料送进，上辊轴1除转动外，还可垂直移

动，靠弹簧6压在下辊轴上，由于辊轴与带料间摩擦力作用，使辊轴夹持料3向前送进。由工作原理分析，为提高送料精度可采取的办法是：由于辊轴与带料间摩擦力的作用，使辊轴夹料送进，所以要防止送料辊与材料之间的相对滑动；送料时加速运输，终止时要突然停止，故要防止送料起始和终了时的加速冲击及行程终点的准确定位。

1、防止送料辊和材料间的相对滑动

为了防止送料辊和材料间的相对滑动，可适当提高辊轴对材料的接触压力，设计时可按下式确定压力：

式中p——许用接触压力，Pa

NH——辊子对材料的总压力，N

E——材料的弹性模数，Pa

R——辊子半径，cm

L——料宽，cm

一般取σy＝0.5σB。

压力的调节可通过调整压紧弹簧或从结构上增大轴径，但为防止转动惯量增大，勿过份增大轴径，一般取R>15h（h为料厚）。另外，还可以在辊轴表面滚花、铣槽等，以提高辊轴与材料间的摩擦系数来防止辊、料间的滑动。行程终点准确定位

（1）减少送料时传动惯量。高速送料辊可做成空心结构；辊轴用轻金属制造；单向离合器采用结构小巧的异形辊子摩擦离合器。

（2）安装可靠而完善的制动器。设计时考虑克服送料惯性运动的制动器；减少滑动的可调压装置；防止反转的制动超越离合器等。

（3）模具上安装定位销，以控制带料位置。这虽是一个小措施，但往往会起明显效果。如为某厂设计的多工位压力机，用户提出的辊轴送料精度要求为±0.05mm。因为以前冲压产品时，一天几十万个，若送料误差几十丝，一天就浪费几百米钢板，为此采取多种措施不见效。而新设计

制造的多工位冲床，利用冲压后下料孔的位置，靠与滑块同步的定位销定位，保证了落料孔距的精度。

3、防止送料开始和终了时加速冲击

送料开始和终了时的加速冲击的防止，主要从选择合适的送进机构上考虑。

在送料开始和终了时，材料承受一突然增大的加速度，必然会产生冲击和振动。在高速送料情况下，冲击和振动急刷增大，送料精度也急剧下降。因此，对高速送料（v>30m/min），不采用单向摩擦离合器，而采用下述几种运动平稳的步进传送机构。

（1）圆弧凸轮步进机构

如图2所示，圆弧面凸轮1像变螺旋角的球面蜗杆，所以也称蜗杆凸轮机构，国外称福开森机构。从动件滚动2的周向均布若干个圆柱滚子3，滚子的数量一般为6～8个。凸轮工作表面隆起的截面为梯形，其和滚子保持接触，蜗杆凸轮作等速回转，而从动件产生间歇运动。对于单头蜗杆凸轮机构，凸轮转一周，从动作转过一个滚子节距。

蜗杆凸轮一般都是以正弦曲线的运动规律设计的，设计时通过改变运动的最大速度。工作时该机构可保证凸轮工作表面两侧与两介滚子紧密接触，消除了间隙，当螺旋升角过渡到零时，从动件立即停止，惯性很小，故大大减小冲击振动，并且不用制动器就能实现精确定位。目前，该机构间歇分度时，压力机行程次数已达3000次/分，适用于高速、高精度自动压力机上的送进。美国明斯特公司研制的60吨力高速自动压力机，最高行程次数为1600次/分，采用福开森机构的辊式送料装置，以120m/min的速度送料，精度达±0.025mm。

（2）圆柱凸轮式步进机构

图3所示，圆柱形凸轮1表面有两条凸起的具有一定形状的轮廓，从动件为一圆盘，其端面在半径为R1的圆周上均布一圈滚子A、B、C……。主动轴4和从动轴3垂直交错，相距R1的凸轮

轮廓线正好在其中两滚子之间，当凸轮按图示方向旋转时，圆盘上的滚子B开始进入轮廓的曲线段，凸轮转动驱使从动件2转动，滚子A与轮廓脱开。当凸轮转过180°时，从动件转动结束，与B接触的轮廓线开始由曲线过渡到直线，同时与B滚相邻的C滚开始和该直线的另一侧接触，凸轮继续转动而圆盘不动实现间歇。间歇阶段B 和C同时贴紧在直线轮廓的两侧，对从动盘起锁紧定位作用。

为保证间歇定位，凸轮直线轮廓宽度b应为相邻两滚子表面间的短距离（图4）。

式中R1——圆盘上滚子中心至圆盘中心距离α——步进角之半，α＝π/2