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全自动棒料切断模设计 |
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作者：河南机电高等专科学校 杨占尧 |
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[摘要]阐述了一种在普通压力机上使用的全自动金属棒料切断模的结构和工作过程，并重点分析了该模具的全自动送料机构，对于生产实际中的棒料下料具有指导意义。
关键词 切断模 金属棒料 送料机构
1 引言
在机械制造等许多行业中，金属棒料的下料是加工工艺过程中的第一道工序。下料后，毛坯断面质量的好坏，直接影响到后续工序中成品的质量、成品串和经济效益。零件塑性变形的下料方法之一是在通用压力机上用切断模将棒料或线材剪断。切断模有开式、半封闭式和全封闭式等多种形式，对于图1所示的棒料零件，根据生产批量的大小，一般采用全封闭式、全自动切断模进行下料生产。
2 模具结构及其工作过程
模具结构如图2所示，使用在普通压力机上，适于切断直径在φ10-φ25mm，长度大于或等于1.5倍棒料直径的毛坯。实践表明，毛坯剪切面质量取决于模具制造质量及棒料直径公差。只要活动切刀与固定切刀间的剪切间隙小于或等于0.05mm；只要棒料径向与圆环刃口直径间的间隙小于或等于0.1mm且刃口硬度保持在60-62HRC，刃口表面粗糙度Ra≤0.2μm，均可获得较高的切断面质量。
1推杆 2锁紧螺母 3套筒 4挡板 5活动切刀 6上模 7滑块 8限位块 9螺杆 10立柱 11套管 12固定切刀 13杆 14导套 15送料块组件 16、24、30弹簧 17、22螺钉 18止退块组件 19螺母 20调节螺管 21下模板 23、28顶杆 25调节套筒 26斜楔 27紧固螺钉 29弹簧座
立柱10的俯视图为u形，用螈钉22将挡板4与立柱10固定形成模体。上模6固定在北力机滑块上，并通过螺杆9、套简11和杆13与送料块组件15相连。套筒11和杆13为间隙配合，因此在上模6下行切料和回程过程中，螺杆9与上模6的铰接点至杆13与送料块的铰接点之间的距离是变化的。
圆环形刃口固定切刀12嵌装在固定立柱10中。调节螺管20可以调整固定切12的前后位置，尤其刃磨后轴向尺寸发生变化，用调节螺管20可以调得合理的剪切间隙值。活动切刀5嵌装在滑块7中。滑块可沿固定立柱上下滑动，通常由下模板21下部装的弹顶器确保活动切刀5和固定切刀12的孔对准，顺利送入欲剪棒料。被送入活动切刀5内的待切棒料将顶杆23顶至其左极限位置，即限定了切料长度，此时弹簧24被适量压缩。当上模6下行冲击滑块7沿固定立柱下移，活动刃口与固定刃口错移而剪切料棒。同时，推杆1与斜楔26的斜面接触，弹赞24被进一步压缩，储备了足够的卸料力。当滑块下行到活动切刀孔对准固定立柱下部的卸料孔时，弹簧24释放压力，推动顶杆23，将切断毛坯顶出活动切刀，弹入毛坯箱。顶杆23内端带有凸缘，控制其弹出长度。同理，在上模6下行过程中，上模6通过螺杆9、套简11和杆13推动送料块组件15右移，弹簧16被压缩。当上模6回程时，推杆1与斜楔26的斜面脱离接触，在弹簧24作用下，推杆1右移，为下一次送料让出空间。同时，弹簧30通过2个顶杆28将滑块7顶回至上极限位置，此时活动切刀孔与固定切刀孔对正，送料块组件15在弹簧16压力作用下(因套筒11和杆13间隙配合，上模6回程时，上模6对送料块组件既无推力也无拉力)向左移动，实现自动送料，然后进行下一次切料。由于该模具的弹控系统均采用螺旋形压力弹簧为弹性元件，不便进行连续高速剪切，否则将使弹性系统迅速损坏。
3 自动送料装置的设计
3.1 棒料自动送进装置及其工作过程
棒料的自动送进装置由送料块组件15、止退块组件18、弹簧16、螺杆9、套管11和杆13等组成，如图2所示，其中，送料块组件15和止退块组件18是自动送进装置的关键零件，止退块组件18由螺钉17固定在导套14内，而送料块组件15则可沿导套左右滑动，它们共同作用完成棒料的自动送进。送料块组件和止退块组件的结构原理相似，其整别仅仅是两者弹簧倾斜方向不同，即两者对棒料的自锁方向相反，图3所示为送料块组件15的结构。
棒料自动送进装置的工作过程为：如图2所示，当上模6下行时，通过螺杆9、套骨11和杆13的共同作用，使送料块组件15右移，此时送料块组件不自锁(不夹持棒料)，而止退块组件18则自锁，夹持棒料使棒料固定不动，不随着送料块组件右移。当上模6回程时在弹簧16作用下，送料块组件15向左移动，通过图3中弹簧2和钢珠3的自锁作用，夹持棒料(由于弹簧作用使3个钢珠压住棒料)送进，而此时止退块组件18不自锁(棒料推动钢珠使弹簧压缩而自由通过)，使棒料顺利送进。活动的送料块组件15和固定的止退块组件18联合作用的结果使棒料只能送进，不能后退，具有单向自锁作用。
3.2 设计棒料自动送进装置应注意的事项
(1)适当确定锥半角β(图3)的大小。为了保证实现棒料自动送进装置具有单向自锁作用，确定合适的锥半角β的大小是技术关键，经验表明，锥半角β的范围为11º~14º比较合适。当锥半角β大于15º时，钢珠夹持不住棒料，送进不可靠；当锥半角β小于10º时，钢珠可动性差，送料时不灵活。
(2)加上送料块组件15和止退块组件18时，必须保证钢珠凸出钢珠孔1/4钢珠直径左右，即H=d/4，因此，钢珠孔应该与钢珠配作。
(3)在模具设计与制造中，必须要保证3个钢珠位于同一平面内，以保证其同时夹紧与松脱。
从图2所示的棒料切断模结构可知，更换顶杆23(改变其长短)，就可以调整切断棒料的长度；更换不同的固定切刀12和活动切刀5，就可以切断不同直径的棒料，这样就可以做到一模多用，降低成本，增加效益。
参考文献
1 杨占尧．冲压模具图册[M] 北京：高等教育出版社 2004
2 田福祥．新型榨料自动切断模设计[J] 模具工业，2003，(1)(end)
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(4/7/2005) |
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