農機鏈條附件沖壓工藝及工裝設計

黃健 吳洪波

摘 要：農業機械設備已成為提高農業生產率和生產效率的主要因素，必須引起設計人員的重視。結合現代科學技術，設計更加智能、美觀、實用的農業機械設備，提高農業生產的競爭力，促進農業現代化，是農業機械發展面臨的首要問題。

關鍵詞：農機鏈條；沖壓工藝；工裝設計

前言

農機鏈附件的零件，廣泛用于收割機鏈條，批量較大。傳統加工工藝，是采用小噸位開式壓力機及單工序模具，經落料、刻字、壓筋、沖孔、整形、折彎（拉伸）等多個工序沖壓加工而成，模具簡單、數量多，但生產效率低，成本高。由于當前市場經濟形勢影響，制造成本壓力日益加大，降低制造成本已經成為企業提升競爭力的主要手段之一，因此迫切需要尋求一種更加經濟的生產方式。

1 零件的工藝特點分析

（1）零件的兩組孔徑中間均有壓加強筋，壓加強筋時極易引起鏈板平面度超差。（2）零件孔心距要求較高，孔徑垂直度要求較好，折彎后相對應的兩個孔徑同軸度要好。（3）零件最后需折彎（拉伸），整體平面度要求較高。

2 沖壓工藝改進和模具設計思路

傳統工藝：備料（球化退火料）→落料（外形）→刻字→壓筋→校平（整形）→沖孔→折彎（拉伸）。傳統工藝缺點：一是工序多，生產效率低；二是落料后的刻字、壓筋、沖孔均是以外形定位，位置度偏差大。目前已有企業采用多工位級進模先進工藝：從落料一直到折彎（拉伸）結束，一模二件，生產周期短、效率高。但該模具適合大批量生產，且模具的設計成本、制造成本和使用成本均比較大，對操作調試要求也比較高。經分析，設想采用一種折中的工藝，適合中小批量的短平快原則，經多次工藝試驗論證：設計制造多工位合一的復合模具，將落料、刻字、壓筋、沖孔、整形5個工序合并用一副模具沖壓，采用250T開式壓力機，將該零件沖壓加工的6個工序減少為兩個工序，即用2副模具完成零件沖壓和成型加工。

3 模具以及加工中應注意的問題

（1）復合模一般是凸模中裝有凹模，凹模中裝有凸模，裝配時如何保證各凸、凹模之間的同軸度，是模具結構設計應考慮的工藝問題。為保證模具精度，凸模座7、落料凹模11、推件圈12、凹凸模15采用慢走絲線切割機或坐標磨床加工，保證精度在0.005mm以內。（2）壓筋凸模22和推件圈12、沖孔凸模23和推件圈12均為間隙配合，其間隙為0.005～0.01mm。推件圈12和落料凹模11為間隙配合，其間隙為0.02～0.04mm。（3）該模具中，凹凸模15扮演了重要角色，即是落料凸模又是沖孔凹模還是壓筋凹模，因此，為了保證其壽命以提高工作效率，材料應選用W6Mo5Cr4V2或更優質的抗沖擊、抗磨損模具鋼。

4 鏈條的自動化裝配

4.1 緊節檢測裝置

相關人員對新型檢測裝置以及現有技術進行深度剖析以后可以看到，原來的鏈條往往都是通過鏈輪驅動鏈條依賴于活動導軌來對鏈條是否緊節進行準確判斷的，當緊節時，鏈條的形狀會發生相應的改變，促使其接觸到指定的活動導軌后，通過接近式傳感器感應發出的信號感應，會使其驅動電機處于不工作的狀態。倘若電機速度太快的話，接觸緊節強度較大時，會導致鏈條出現卡滯的的情況，造成傳動系統過載以及對產品外觀的損壞。通過對上述內容進行深度剖析以后，相關人員最終將基恩士光纖距離反射這一傳感器當做主要設備，同時還將原來的鏈條檢測導軌取消了。不僅如此，在充分利用光纖及放射的基礎上來對傳感器紅外線檢測加以分析，采取針對性的手段促使傳感器和PLC控制系統實現連接的目的，PLC控制系統主要是對電機驅動鏈輪帶動鏈條移動進行控制的，這樣做有著較多的優勢，如不會發生緊節卡死的情況，同時還能在很大程度上促使傳感器的準確性滿足相關要求，可以不受任何約束對傳感器產生的紅外線進行科學調整，繼而從根本上促進其檢測水平的全面提升。

4.2 預拉狀態數據采集系統

就該系統而言，其主要原理是相關人員借助于人機界面與觸摸操作PLC系統控制，在實時監督預拉鏈條的基礎上搜集保存后進行跟蹤處理，可以結合各種鏈條要求對預拉的要求與參數進行適當的調整。該系統能夠在觸摸屏上輸入與之相匹配的合同號，設定預拉保壓時間等，其中對保壓時間進行科學設置能夠在很大程度上增強鏈條預拉的規范性。值得一提的是，無論是針對輸入的數據來說，還是就稱重傳感器檢測的數據而言，均是以表格的形態體現在觸摸屏上的，同時還要對鏈條是否滿足下相關工藝要求進行認真檢查。

4.3 伺服定長拆節裝置

需要使用PLC控制鏈長精度將人工目測定位系統加以替代，并在此基礎上將液壓拆節器自動拆節將手工拆節進行代替，這樣做不但可以提高拆節的精準性，杜絕長短節鏈條，而且還有效緩解了相關人員的工作壓力。通常情況下，伺服定長拆節裝置主要包含液壓缸、拆節滑塊、夾緊定位氣缸和鏈條導軌四個部分。針對導軌來說，其安裝了傳感器，同時傳感器又與PLC控制系統相連，PLC控制系統與相關伺服電機以及液壓拆解器處于連接的狀態，同時還要采取針對性的手段確保伺服電機與鏈輪呈現出互相連接的狀態，為鏈輪帶動鏈條可以在導軌上順利運行創造有利條件。在實際施工期間，以看到伺服驅動鏈輪能順利通過相應的軌道，這個時候相關人員應當在合理利用PLC系統的基礎上，采取有效措施對鏈條長度的節數進行科學合理的設置。針對伺服電機來說，其主要是依賴于PLC發出的脈沖數來計算鏈條長度節數的。與此同時，還要對整個環節予以高度重視，直到鏈條輸送滿足相關要求時，PLC控制系統才能發出相應的指令，且開啟夾緊氣缸推進夾緊，直到夾緊到位液壓拆節器下行后方可把鏈條外單節拆開，以上所有都是自動完成的，靈活運用人機界面操作，有效整合工序，取代人工操作，繼而保障產品的整體水平。

5 結束語

通過沖壓模具改進和緊節、預拉、拆節、自動裝配技術的應用，經連續兩年、每年3個月以上的使用并測算，該模具使用效果較好，不但減少了工序，降低了生產成本，提高了生產效率，而且產品質量穩定，零件平面度、孔徑垂直度等關鍵指標均明顯提高。

參考文獻

[1]徐長明，鄭林泉.鏈條自動化裝配技術及數據采集系統應用[J].機械傳動，2016，40（11）：69-72