淺談小型機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)

來(lái)建中 龔柏軍

[摘? ? 要]小型機(jī)械壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于電子元器件、五金、儀器儀表、線(xiàn)束等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。市場(chǎng)對(duì)壓力機(jī)的精度、速度及自動(dòng)化連線(xiàn)提出更高的要求，原有的機(jī)型、設(shè)計(jì)理念已滿(mǎn)足不了發(fā)展的需要。本文針對(duì)小型機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與制造朝著高性能、高精度、高速、自動(dòng)化方向發(fā)展作一闡述并提出相應(yīng)有效的實(shí)施方案，為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]小型機(jī)械壓力機(jī)：設(shè)計(jì)制造：發(fā)展趨勢(shì)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD632 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）10–00–02

Talking about the Development Trend of the Design

and Manufacture of Small Mechanical Presses

Lai Jian-zhong，Gong Bai-jun

[Abstract]Small mechanical presses are widely used in various industrial fields such as electronic components， hardware， instrumentation， and wiring harnesses. The market puts forward higher requirements for the precision， speed and automatic connection of the press. The original models and design concepts can no longer meet the needs of development. This article elaborates on the development of the design and manufacture of small mechanical presses towards high performance， high precision， high speed， and automation， and proposes corresponding effective implementation schemes， which will contribute to the promotion of the development of the industry.

[Keywords]small mechanical press： design and manufacture： development trend

1 小型機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)

小型機(jī)械壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于電子、輕工等領(lǐng)域，量大面廣，可對(duì)條料、卷料、線(xiàn)束、端子、五金等進(jìn)行剪切、精密沖裁、鉚接、淺拉伸、成型等。傳統(tǒng)的壓力機(jī)采用曲柄、連桿、滑塊等構(gòu)成的機(jī)械傳動(dòng)的一種鍛壓機(jī)械，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)換給工作機(jī)構(gòu)，從而使材料獲得確定的變形，制成所需的工件。這種傳統(tǒng)的小型機(jī)械壓力機(jī)精度低，速度慢，自動(dòng)化程度低，效率不高，安全性差，噪聲污染大。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)壓力機(jī)提出了越來(lái)越多的要求，最為突出的趨勢(shì)要求是，性能可靠，沖壓速度要快，沖裁精度要高。根據(jù)適合的工序要求，連線(xiàn)把壓力機(jī)組合起來(lái)，完成工件的多工位自動(dòng)沖壓需求，或者用沖壓機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的抓取與安放。結(jié)合當(dāng)今發(fā)展迅速的微電子技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，新材料新技術(shù)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)在性能、智能控制、安全性等方面有了質(zhì)的飛躍，在提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)方面有著重要意義。

2 小型機(jī)械壓力機(jī)發(fā)展的實(shí)施方案

（1）離合器、制動(dòng)器升級(jí)換代，朝著高性能壓力機(jī)方向發(fā)展。傳統(tǒng)小型機(jī)械壓力機(jī)一直以來(lái)都是使用剛性離合器（圖1）和帶式制動(dòng)器，但只適合低速運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便，但是由于不能緊急停車(chē)，只能360°回轉(zhuǎn)一圈才能停車(chē)，安全隱患大，不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求。選用氣動(dòng)摩擦離合器（圖2）來(lái)替代剛性離合器與制動(dòng)器，用安全雙聯(lián)閥來(lái)控制氣動(dòng)摩擦離合器的離合，壓力機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)，無(wú)發(fā)熱情況。停車(chē)十分可靠，緊急情況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)任意位置停車(chē)，與光電保護(hù)裝置配合，安全性能更好。而且調(diào)模方便，可以實(shí)現(xiàn)滑塊寸動(dòng)進(jìn)給。

（2）用三圓導(dǎo)柱滑塊結(jié)構(gòu)代替滑塊三角筋結(jié)構(gòu)。用精密滾動(dòng)軸承代替銅軸承，朝著高速高精度方向發(fā)展（圖3、圖4）。

傳統(tǒng)的小型機(jī)械壓力機(jī)均采用曲軸一連桿一滑塊驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，曲軸與連桿均使用銅軸承易磨損，間隙大。一旦高速旋轉(zhuǎn)，銅軸承極易發(fā)熱膨脹咬死曲軸與連桿，且滑塊的三角筋導(dǎo)向也無(wú)法承受高速運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)采用三圓導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)代替滑塊三角筋結(jié)構(gòu)，用精密滾動(dòng)軸承來(lái)支撐曲軸連桿代替銅軸承。采用全封閉稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑的方式來(lái)解決高速運(yùn)行時(shí)的摩擦發(fā)熱與磨損問(wèn)題。

由于整個(gè)曲軸支撐點(diǎn)均采用了精密的滾動(dòng)軸承，間隙大幅減少，精度明顯提升。且由于整個(gè)摩擦副都處于強(qiáng)制稀油潤(rùn)滑，單建油壓工作站，循環(huán)過(guò)濾供油。機(jī)身發(fā)熱量大大降低，膨脹量明顯減小，精度提高。

（3）釆用自動(dòng)送料裝置與壓力機(jī)組合。即運(yùn)用沖壓機(jī)械手與壓力機(jī)組合等朝著沖壓自動(dòng)化方向發(fā)展。目前市場(chǎng)上的自動(dòng)送料裝置分為兩大類(lèi)：①釆用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服送料裝置;②機(jī)械式輥式送料裝置。釆用沖壓機(jī)械手與壓力機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化沖壓。

釆用壓力機(jī)自動(dòng)線(xiàn)組合。沖壓自動(dòng)化是沖壓人一直以來(lái)都在追求的事情。其不僅可以獲得很高的生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;而且在安全生產(chǎn)方面起到了明顯的作用。

（4）將信息化、智能化運(yùn)用到壓力機(jī)的設(shè)計(jì)制造中。運(yùn)用微電子技術(shù)，伺服電機(jī)、變頻電機(jī)等對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行信息化、智能化改造已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)，也為壓力機(jī)連線(xiàn)自動(dòng)化操作創(chuàng)造條件。在壓力機(jī)的電氣設(shè)計(jì)中，采用PLC、觸摸屏、編碼器、安全繼電器、光電保護(hù)等功能部件，機(jī)器動(dòng)作安全可靠，人機(jī)界面操作更為人性化、合理。伺服電機(jī)、變頻器、控制系統(tǒng)的快速發(fā)展為在壓力機(jī)上的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。小型伺服壓力機(jī)在精密鉚接、精密壓裝、自動(dòng)沖壓上得到了大量的應(yīng)用。不僅大提高了沖壓的精度，還有效提高了沖壓的安全性。

（5）壓力機(jī)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造要注重節(jié)能環(huán)保和生態(tài)保護(hù)。以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造更加側(cè)重于機(jī)械本身，注重精度。以現(xiàn)在形勢(shì)看，其對(duì)環(huán)境污染，勞動(dòng)者的保護(hù)，噪聲的降低已經(jīng)十分迫切。現(xiàn)在壓力機(jī)的設(shè)計(jì)制造，把很多新的功能部件用在壓力機(jī)上，如氣動(dòng)摩擦離合器、安全雙聯(lián)閥、光電保護(hù)、微電子技術(shù)等應(yīng)用，壓力機(jī)不僅更為環(huán)保，而且沖壓噪聲低，安全防護(hù)好，有力地推動(dòng)了小型壓力機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。

3 結(jié)束語(yǔ)

小型機(jī)械壓力機(jī)朝著高性能、高速、高精、自動(dòng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)十分明顯，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也是非常突出。相關(guān)人員要以積極的態(tài)度去面對(duì)這個(gè)趨勢(shì)，綜合運(yùn)用信息技術(shù)、智能化方法與傳統(tǒng)的壓力機(jī)設(shè)計(jì)相融合，開(kāi)發(fā)出更加高效的、更加完美的高性能壓力機(jī)。以此提高沖壓生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)更加長(zhǎng)期健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 許紅軍.提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的有效途徑[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（17）：141-142.

[2] 機(jī)械壓力機(jī)安全技術(shù)要求：GB 27607—2011[S].