连冲模长臂支承杆零件的工艺研究

连冲模长臂支承杆零件的工艺研究

1人的体重显示在制作人体平衡的过程中，有一系列产品是“人体机械平衡”。人体机械平衡是一种通过机械传输和重量来补偿人体重量的平衡衡量器。这个量规在超市里随处可见。测量人体重量的方法是将量规平放在地板上，人们踩在上，量规的弹性发生变化，并通过桌子的指针读取来显示人体的重量。该产品有两件重要的支承零件,称为“长臂”,该零件通过连冲模具生产出来后平直度达不到零件设计的要求,通常情况下是手工用锤子敲打校平,但这种做法效率非常低,只适合于单件或小批量生产,远远不能满足大批量的生产需求。故有针对性的设计和制作一台系列长臂零件的校正机器,解决了生产的急需。2机械臂应力基因检测材料:10#钢,厚度:2.5mm,硬度:HRC20~25,平整度:0.1mm。“长臂支承杆”(如图1所示)在人体机械磅中,属于关键零件,每台磅秤有两件“长臂支承杆”,当人踩上磅秤时,人体的重量通过两根长臂支承杆,将人的重力传到弹簧上,弹簧变形,带动表盘的指针转动,指针指向的刻度值,则是人体的体重。3在模具的设计方面,各“长臂支承杆”是用连冲模生产出来的,硬度值为HRC20~25,有一定的弹性,工件也较薄和长(长度厚度的相对比值>12,称为薄长工件,本工件300/2.5=120)因此冲压出来后,产生弯曲变形,不能满足零件设计的要求,修改模具来达到平直度要求,是最理想的,但始终都找不到解决的办法,重新设计制作模具也实现不了,因为模具制造过程中的弹性力与间隙的存在,很难保证高平直度要求。若是按常规的用锤子敲打的办法或用手动转盘螺杆压力机来一条一条的校直,这些做法效率实在是太低了,根本满足不了“长臂支承杆”的大批量生产要求,并且在工件表面容易出现凹痕,金属性能也会发生变化,如冷作硬化等。因此必须设计与制作一台校平机来解决这个问题,即增加一道加工工艺,校平工序。4高效的生产效率薄板校正的方法很多,主要有压力矫正、拉力矫正及辊式校正等,其中以辊式校正应用最为广泛,它的生产效率较高,几乎完全摆脱了手工劳动。板料在辊式校平机的交叉排列辊子之间通过,它的每一部分在超过它的材料屈服点的应力下,反复及反方向的多次弯曲,消除板料上的波状变形,使得从机器中出来的板料是平直的,或是只有均匀、轻微的曲度。4.1导辊和整形辊出料由于工件是薄长零件(300mm×2.5mm),结构紧凑,因此校平机应该设计为可调的,并且具有导向作用的导向辊,进料导辊的圆周速度比整形辊的圆周速度低,因此工件在导辊和整形辊之间被拉紧,工件的弯度和不平被拉直,同理出料的导辊速度等于或稍大于整形辊的速度。由于具有导向和可调的作用,整形辊可以沿着整形方向上调节斜度,从而大大提高整形的质量。在生产过程中,大量的生产需要比较大的速度,出于安全的考虑,应把校平部分做成封闭式的结构,只允许工件进入,导向辊带有弹性作用。因此校平机构设计为封闭式的可调支撑并有导向作用的结构。支架部分,可以简单的做成方通结构,对校平机构形成良好的支撑作用。4.2校平质量的测定在辊式校平中,辊轴的节距、直径和辊数是保证板材校平质量的重要条件。在强度允许的条件下,选用小直径辊轴、减少节距和增加辊数,可以加大板料拉力,使得板料往复变形的次数增加,从而提高校平质量。4.2.1轴辊的间距根据工件的尺寸(300mm×2.5mm),材料为10#钢,并且平直度要求比较高(0.1mm),因此节距要求比较紧凑,一般可以取20~30d,因此轴辊的轴距取51mm。4.2.2选择辊轴的直径辊轴直径一般等于0.9~0.95倍的辊轴节距,可以根据校正厚度和性能不同的不同,选择辊轴的直径,尽可能提高校正效果。因此辊轴的直径取50mm,比轴距稍小,可以达到较高的校正要求。4.2.3零件数量的影响数量根据整形所需的质量确定,中等及厚板料的校平中,数量一般取5~11,而在薄板零件中,数量一般取9~21根。根据长臂支承的要求,设计为上五下六的结构,再加上两对导向辊,共15根。4.2.4校平机传动设计在校平过程中,辊轴要求具有耐磨性,又要具有良好的耐冲击能力。因此根据材料的性质,选用轴承钢GCr15,能承受高压而集中的周期性的交变载荷,具有高而均匀的耐磨性、韧性和良好的抗疲劳强度。对辊轴材料的表层进行调质处理,经过调质处理和时效处理后,表面硬度达到HRC65,淬硬层为4~5mm,经过光整加工后使用。4.3传动设计校平机构在校正的过程中需要克服工件的校正力矩M1、工件对辊轴的滚动摩擦力矩M2,消耗在辊轴支撑的摩擦力矩M3,其中式中,B为板材宽度;δ为板材厚度;D为辊子直径;Cp为相应辊子的变形量;σT为板材屈服极限;E为板材弹性模量。式中,p为工件的压力,μ为辊子对板材的滚动摩擦系数;d为轴承处辊径的直径;f为辊子轴径对轴承的磨擦系数(滑动轴承取f=0.1)。因此校平机构的传动功率为:式中,v为工件的运动速度,η为传动效率。校平机传动,通过电机带轮,经过减速器后,由链轮传动主轴,由主轴带动辊轴工作。根据以上结果,可得校平机构的结构图,如图2所示。4.4弹簧压力下的校直如图3所示,由电机(S9)作为原动力,通过联轴器传递扭矩到减速器(S8),减速(1/20速比),由链轮(03)经链条传到链轮(07)到2轴(13),带动2轴转动,没有放工件校直时,1轴(19)受弹簧的压力下与2轴相切接触而转动;放工件时,在弹簧的压力下,1轴与2轴夹紧工件,同时转动,将工件输送进4轴(序号25,有6条)和5轴(序号20,有5条)之间进行正反方向的压力校直,六条4轴通过端面的齿轮传动而处于转动状态,从而带动工件连续向前输送,六条4轴和五条5轴之间的距离则是工件的最大厚度,校正工件前,需精确确定4轴和5轴之间的间距,可通过百分表度数来精确调整;校直完毕,再由6轴(27)和7轴(和1轴尺寸一样)将工件输送出校平机;6轴和7轴在没有工件通过时,跟1轴和2轴一样原理,7轴在弹簧压力作用下与6轴相切转动。5工艺的特点和原则通过对比如表1的数据,校平机有以下优点:(1)有效提高长臂的平直度,满足工艺要求;(2)操作简单,安全,保证工件的物理性能;(3)减轻工人劳动强度,改善工人工作环境,提高生产效率,保障工件质量,优化工艺。6校平机的性能经过共同的努力,校平机的