散热器罩壳零件根据上述加工步骤,专机设计时分为4个部分的设计和总体设计,共5部分分别是:(1)定位设计用于第一个毛坯上线时的初始定位。(2)夹紧冲压设计该部分可以完成定位、夹紧和冲压工序(3)送料设计该部分是将已冲压完毕的零件夹紧并移动一个零件的长度78mm(考虑锯片厚度3mm),同时要兼顾其它3种零件的不同尺寸,设计的机构应该能够调节。(4)切断设计对已加工零件按要求的长度进行切割。(5)总体设计根据相互协调关系进行总体布局,完成生产节拍。除此以外,还要考虑排削,冷却,冲压动力源的选用等等。最后完成总图设计。
散热器罩壳加工自动化专机的技术难点与部件设计根据上述工艺分析,初定总体框架,然后进行4个主要部件的设计,由于整个机构尺寸小,设计主要有以下两大难点:(1)要求各部件的动作相互协调一致,互不干涉乃是整个专机设计的难点之一。
(2)冲压、送料与切断在75mm长度范围内进行,很容易形成干涉,乃是专机设计的难点之二,必须采用机械,电器双重保护措施,否则切断提前进行将会对送料部件进行切割,整个专机将报废。此外,如何选择冲压动力源,使整个机构尺寸减小,也是专机考虑的重点之一。
各部件的工作原理根据功能与结构安装的需要,分为4个主要部件进行设计,分别是初始定位冲压模具部件,送料部件,切割下料部件,冲压动力部件。
初始定位冲压模具部件完成6000mm长毛坯的初始定位,模具分为上下模,保证冲出合格的U型槽,设计的结构,如所示。工件初始定位后,在气缸2的作用下将散热器罩壳零件6压紧,冲压动力1下移通过直线轴承3将冲压刀具5下压冲入下模具7的U形孔中,由于罩壳零件的材料为铝合金,切槽最大长度72mm,切断厚度2mm,切断剪切应力为[]=69MPa<1>根据U形孔的尺寸计算出冲压需要的最小剪切力为:F=2;(8+2;64)69=21132.3N434B129B123A4567B-B
送料部件根据零件的长度准确送料,采用两端死挡铁1定位<9>,控制送料距离。采用缓冲器缓冲避免送料时较大的冲击,由于送料距离较小,采用两端夹紧,同步送料的方式。
切割下料部件将已冲压完成的零件按需要的长度切断,由于零件长度较短,第一个已冲压的零件受到夹具尺寸的影响无法切割,因此,冲压第3个零件U型槽时才开始切割第一个零件,依次类推,到最后有两个零件则无法切割,采用人工割断。
冲压动力部件为了减小整机的结构尺寸,采用高压油缸为动力源,连接零件1进行冲压,如所示。根据上述冲压必须的剪切力,采用缸径为D=100mm,油压为p=10MPa油缸进行,其最大压力为<5>:F油缸=1D2p=14;100210=78540N>21132.3N油缸压力是冲压必须剪切力的3.7倍,确保能轻松剪切。由于冲头冲压时下移速度较慢,冲量小,冲压会产生很大的噪声,将冲头改为斜结构<6-7>,如所示。冲压由一端开始逐渐扩展到另一端,使冲压压强大为减小,噪声明显降低。
125885冲头为斜结构1.冲头2.被冲零件4工作运动循环图与整机工作节拍4.1各部件动作运动循环图为了保证各部件动作协调一致设计了运动循环图<2,10>,由于冲压动力部件与冲压模具部件动作一致故省略,图中看出除开始两个零件外,其余零件加工节拍为9s/件,年生产纲领理论为:300;8;60;60/9=96万件,负荷率为80/96=0.83,考虑到准备时间,以及其他辅助时间,基本能满足需要。
3;6;3.8;0冲压模具送料部件切割部件冲压开始的两个零件18.2;切割返回加工第一个零件周期9;加工第二个零件周期9’返回冲压送料停止4;6;3;6;3;63;6运动循环。2整机工作节拍根据运动循环与各部件的设计进行总体结构设计,同时在设计中不断对各部件提出修改要求,以求达到相互协调,体现了并行工程的思想。总体设计结构图,如所示。结合运动循环图说明整机设计思想如下:(1)6000mm长的毛坯初始定位;(2)冲压模具2在高压油缸(未画出)的带动下通过零件1冲压出第一个零件的两U型槽,然后返回,共计3s;(3)送料部件3夹紧零件,并开始送料移动一个零件的距离,然后停止,再返回共计9s;(4)当开始冲压第3个零件时,锯片4在摆动气缸的驱动下,切割第一个零件并返回3.8s;(5)返回步骤2)直到全部毛坯冲压完毕。(为节省时间冲压与切割在同一时间进行)正常加工一个零件的周期为9s.
此外,在设计中采用机械与电器双重保护,有效地防止了切割与送料的干涉。采用水冷,循环冷却,形成自封闭体系,工作环境得到改善。由于篇幅所限,结构设计不再详细叙述。
结论采用冲压、切割一体化的方式,使加工时间重合,提高了生产效率。采用全部自动化生产,避免了单件生产时冲压危险性大,工人劳动强度高的问题,冲头采用斜结构,降低了冲压噪音。对类似零件的加工具有借鉴意义。