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极针切断机总体结构设计探析

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摘要:近年来各生产厂家为了提高产品的技术性能,不断优化设备结构,努力降低生产成本,并不断开发新的机械。为了解决产品中存在的问题,例如使用传统切断机时损耗较大、工作效率低等等,开发了智能化极针切断机,实现了极针切断机的自动化控制,提高了生产效率。

关键词:极针切断机;结构;设计研究

效益永远是生产企业追求的目标。为了将企业效益最大化,本文针对目前原有的极针切断机进行分析改造,提高产品的产出率。针对原有的极针切断机从送料的结构上进行选择、包括送料量的控制,以及切断时极针位置的固定等等影响产品品质的问题着手考虑。除此之外,还要求设计的极针切断机应能多元化生产。例如在产品量能化以及形式化不同时,要求满足小批量、多订单、不同型号产品的要求。并且要求极针切断机能以最快的速度进行产品类型的更换。面对如此诸多不同的要求,就需要企业对极针切断机设备进行更新换代。如果设备升级改造成功,企业可以降低操作人员的工作强度、同时获得降低企业的成本,并提升产品的品质,改善企业的工作环境。

1极针切断机工作原理

图1极针切断机的工作原理图切断机作为制品生产制造上的设备,是制品生产线上的一种主要设备。它的用途是将极针切断,并且具有一定的长度。这种具有一定长度的产品进入下一道工序进行后续生产。对于极针切断机合理的设计,需要该类型极针切断机具有功能全面、效率更高、能耗较低、工作更加可靠,并且操作非常简单的优点。极针切断机由机架传动机构、切刀机构、控制柜等部件组成。对于自动化要求高的设备主要用于极针的自动切断,还有一些手工上料的半自动化极针切断机。对于设备的工作原理,如图1所示极针切断机的工作原理图。极针切断机是用来将产品以一定的尺寸切成符合要求的产品。作为动力的部分采用的是电动机,用电动机驱动整个动力。选择电动机的主要原因是在启动运行过程中,会保持设备动力部分的稳定输出。对于设备的整个运行过程中,从图中看出液压马达供油时,这个阶段切断油缸并不进行作业。也就是说切断油缸是与产品进行同时作业的,从而达到切断产品的功效。极针切断机关键的动作运行,就是对产品进行切断作业。切断的质量直接影响着产品的质量,针对产品的材质问题,切刀以及切断方式都会发生变化。切断的断面是否光滑,是否有变形,这些都是在考察的范围内。因此,研究切断形式是十分重要的。对于目前的极针切断机其切断方式如图2、图3、图4所示。每种剪切方法的最根本的作用机理就是在于通过对圆形滚刀或者其他形式的滚刀施加外界压力的作用,并对其进行切入作业。由于其主切削运动是在滚刀压力的作用下产生,这样会使得产品产生塑性变形。但每种剪切方式,最终的目的是为了得到切口完美的样品。如上所述,完美的样品是由切口的形状、切口的质量来进行评判的。因此需要人们对极针切断机的各个部位进行研究,每个部分都或多或少的影响最终产品形式,因此不可忽视的每个环节产生的作用。

2极针切断机结构改造设计

对某公司极针切断机的产品进行升级改造,即对生产线中极针切断机进行改进设计。目的是为了满足具体的技术要求,使设备具有自动化效率,并且提高产品的产出率,给企业带来巨大的效益。对极针切断机改进的主要部分是:首先对上料部分进行改进,通过对于某些部件或者控制的改进对生产线的上料部分实现自动化上料。其次是对切断的改造,切断后要保证产品的品质要求,避免出现产次品或者因某些原因出现故障停机的现象。再次,是整个系统的稳定性,要求整个生产线要连续不断的进行产品产出,并且保证产品的合格率。最后,对整个极针切断机进行总体结构设计实现其自动化升级。综上所述,就是对极针切断机不符合智能化、影响自动化要求进行产品的升级改进,以便适应生产的需求。

2.1极针切断机设备的自动化改造

对极针切断机进行自动化升级改造,以前极针切断机的驱动为用手转动轮盘进行切断动作,为了提高企业的生产效率首先对MJ-SIDE极针切断机驱动方式由手动转动轮盘切断变更为气动自动化切断。与此同时,针对MJ-SIDE极针切断机现有的作业方式,需要人工较多,并且对于产品的质量有一定的影响。针对这一手工切断改为自动切断。对于切断后的工序,需要手动将金属针拨出放入金属针塑料盒中,另外一卷待切断的金属针安装在固定支架上,也就是说在进行手动切断的同时还需手动卷取金属针的隔层纸带,以满足金属针的供应。这些手动阶段的工序都改为自动,改造后理想的状态是极针切断机金属针通过自动卷取机自动供料,极针切断机自动对金属针进行切断,金属针自动供料装置启用现场其他产线的闲置品。自动化改造的目的就是为了满足无人稼动,达到缩减人员目的,同时可以提高加工效率,以缩短加工时间,让企业达到利润的最大化。

2.2极针切断机存在问题

该企业在闲置极针切断机的基础上进行设计组装,而整个切断部则是通过现场的闲置极针切断机进行改造,极针切断机需要改造的包括以下内容。首先是金属针送针轨道的改造,其次是金属针搬送部的改造,最后是金属针切断排出部的改造。因为原设备所使用的金属针无论在厚度、宽度还是在极间距上都与MJ金属针存在着一定的差异,所以原设备的整个设备轨道需要进行更换,根据金属针的宽度及厚度尺寸设计新的金属针轨道及重新设计轨道安装基座,以满足轨道可以安装在原设备基座上。

2.2.1极针切断机送料设计

极针切断机改造前的金属针搬送机构部件是一个连杆机构,通过切断部上升来带动连杆机构一端的送料爪横向动作进行送料,送料爪送料时嵌入金属针连接带上的定位孔中。因定位孔的直径为0.7毫米,所以定位爪的先端也是比较单薄。由于这部分机构会发生磨损,影响金属针的送料量。鉴于前述原因,对该部位进行改造。改造后的送料则改变了这种方式,首先是将送料的部件进行改造,送料的部件发生变化,以前是送料爪,现在经过分析选用定位针进行送料。直接通过两气缸来使定位针右上左下的搬送循环动作。在这个过程中,因金属针较宽且搬送时有一定的阻力,实施起来有一定的困难,因此经过计算后,选择使用三根定位针进行搬送。结果是三根定位针客服了固有的阻力达到了理想的效果。最后选择的定位针型号为:SHAL1.6-30-P0.67-KC。另外发现送料到位经常出现问题,不能准确的达到指定位置,影响后续工作的进行,因此决定在送料到位处追加一个近接传感器GH-2S,目的是为了感应距离,最小的感应距离为0.02毫米,以保证每次搬送都能到位。加了个传感器后,大大提高了送料位置的稳定性改变了之前的缺陷。

2.2.2极针切断机切断部位的设计

MJ-SIDE的金属针为两端连端,先进行远离搬送部一侧针尖的横向切断,每次切断八根,使金属针与连接带分离,再进行搬送部连接带的纵向切断,这样八枚金属针靠搬送部的连接带连在一起,由于该金属针单PIN长度比较长,为47.1毫米。因此,金属针在轨道中就会存在一定的偏移现象。由于金属针的横向切断和纵向切断DIE为一块部品,这样很难将两个切断位置同时保证。所以对切断部的切断DIE进行了改善,将原有的一块部品分为两块,即金属针针尖侧的切断部和搬送处连接带的切断部分开,这样就可以通过调节切断部品的位置来同时满足金属针横向和纵向的切断位置,同时也节约了部品的损耗费用,切断部一处破损时则不需要整个部品进行更换。

2.2.3极针切断机产品排出的设计

极针切断机经过送料和切断部位的改造后,对于产品的排出会出现一定的阻碍。因为切断后的金属针是通过前面待切断的金属针前进时推出。由于改造后加工速度上升,会出现上一枚没有排出就切断的现象,这样会造成金属针的变形,所以在金属针的排出部追加了一吹气装置,该吹气装置和切断气缸用供气串联,使切断后气缸上抬时可以将金属针吹落入盛放容器中。这样极大的解决了产品排出遇到的问题,加快了产品的生产效率。极针切断机经过送料部位的改进,切断部位的改进,以及由于送料和切断的加快,产品排出问题的改造后。极针切断机的效率大大提高,改造前设备生产能力为每分钟生产三十五个,改造后生产能力翻倍增长,每分钟能达到七十个,加工效率提高了100%。极针切断机改造前需作业员手动转轮盘进行切断,改造后由气缸自动切断,这样减少作业员一人,并且降低现场了人员负荷,提高了产品的品质。这款极针切断机可以满足企业自动化生产线的需求,其稳定性和可靠性较高,切断精度能够满足生产需要。由于采用气动机械与电气控制相结合,因而机器制造程度高,运转平稳,动作协调,具有能耗低、噪声小、切断误差小,操作方便等优点。使用该机,可以提高产品的效率,同时可以提高产品的质量,因而能大大减轻工人的劳动强度。

3结语

面对市场经济快速发展的今天,自动化对于工业制造又显得尤为重要。人工的作坊工厂以及半自动等产品都已经不能显示这个时代所具有的意义。由于目前我国关于极针切断机设备方面有手工切断和自动切断方式。为了提高产品的自动化效率,追求企业的最大利润,通过对极针切断机总体结构的设计,来说明解放双手,不但提高了企业的生产效率,减少了企业的用工成本,同时对于产品质量,例如加工精度的提高等都得到了飞跃。希望通过本文对案例的介绍,给今后人们在进行自动化改造方面有一定的借鉴意义。

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作者:张磊 单位:上海杰世腾连接器有限公司

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