F釘自動壓扁機(jī)設(shè)計【單根鋼絲壓扁機(jī)】

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制造自動化是人類在長期的社會生產(chǎn)實踐中不斷追求的主要目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動化制造的水平也越來越高。采用自動化技術(shù)，不僅可以大大降低勞動強(qiáng)度，而且還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善制造系統(tǒng)適應(yīng)市場變化的能力，從而提高企業(yè)的市場競爭能力。 機(jī)械制造自動化是制造自動化的主要組成部分，它主要控制機(jī)械運動及可能變化的制造工藝，使整個生產(chǎn)處于優(yōu)化狀態(tài)。以機(jī)械加工和裝配為主要代表的機(jī)械制造業(yè)要實現(xiàn)自動化，比之其他制造業(yè)來要困難得多，主要是表現(xiàn)在自動化機(jī)構(gòu)上。這是因為機(jī)械制造中所使用的材料、加工手段等較為復(fù)雜，對制造對象要求高精密、高準(zhǔn)確的定向、定位，可靠的識別裝置，握持裝置等。機(jī)械制造自動化就是在機(jī)械制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)機(jī)械制造全過程的自動化。 一般的機(jī)械制造主要由毛坯制備、物料運輸、機(jī)械加工、裝配、輔助過程、質(zhì)量控制、熱處理和系統(tǒng)控制等過程組成。機(jī)械制造過程中的自動化技術(shù)主要由： 1.機(jī)械加工自動化技術(shù)，包括上下料自動化技術(shù)、裝夾自動化技術(shù)、換刀自動化技術(shù)、加工自動化技術(shù)和零件檢驗自動化技術(shù)等。 2.物料運輸過程自動化技術(shù)，包含工件儲運自動化技術(shù)、刀具儲運自動化技術(shù)和其他物料儲運自動化技術(shù)等。 3.裝配自動化技術(shù)，包含零件部件供應(yīng)自動化技術(shù)和裝配過程自動化技術(shù)等。 4.質(zhì)量控制自動化技術(shù)，包含零件檢測自動化技術(shù)，產(chǎn)品檢測自動化技術(shù)和刀具檢測自動化技術(shù)等。 機(jī)械制造中采用自動化技術(shù)可以顯著提高勞動生產(chǎn)效率，有效縮短生產(chǎn)周期，大幅度提高產(chǎn)品的質(zhì)量，有效改善勞動條件，并能顯著降低制造成本。因此，機(jī)械制造自動化技術(shù)得到了快速發(fā)展，并在生產(chǎn)實踐中得到越來越廣泛的應(yīng)用[1]。 1.2 排釘?shù)膽?yīng)用及其特點 排釘機(jī)起源于國外，日本、臺灣、西歐的技術(shù)比較先進(jìn)，目前已經(jīng)實現(xiàn)流水線全自動化控制，一個工人可以負(fù)責(zé)幾條甚至十幾條流水線，制釘機(jī)的生產(chǎn)速度也可以達(dá)到100－200片/分鐘，但是設(shè)備復(fù)雜，價格昂貴，一臺制釘機(jī)至少需要八十萬人民幣，而整條流水線的價格更高。排釘在建筑、裝修、家具、包裝、裝潢、沙發(fā)、皮鞋、皮具等行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，排釘?shù)氖褂脤⒅鸩饺〈美祁^打進(jìn)釘子的陳舊緊固方式。90年代，隨著我國對外開放的發(fā)展及建筑、裝修、家具等行業(yè)的繁榮，這種新型釘，開始在我國應(yīng)用，且用量逐年增加。與此同時，生產(chǎn)排釘?shù)墓に?、技術(shù)、設(shè)備也隨之由國外引進(jìn)。在沿海一帶及內(nèi)地部分省市已新建數(shù)家生產(chǎn)排釘?shù)钠髽I(yè)，形成金屬制品行業(yè)的一個新領(lǐng)域。 目前，市場上排釘?shù)念愋椭饕校杭埮裴敗⑺芘裴?、鋼排釘?shù)?，單個釘?shù)男螤钣蠪、T、U型等。根據(jù)生產(chǎn)工藝可以把它們分成兩類：一類是紙排釘、塑排釘、直排釘；另一類是鋼排釘。 紙排釘、塑排釘如圖1-1所示，由于此類排釘?shù)氖褂脠龊蠈?qiáng)度、硬度要求不是太高，故在生產(chǎn)過程中省去了很多工序，目前能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，且技術(shù)比較成熟。經(jīng)調(diào)查，此類排釘所用材料主要為碳鋼。一般生產(chǎn)過程如下：圓線材經(jīng)壓扁機(jī)校直、壓扁，并集于一定數(shù)量的線軸上，經(jīng)上膠機(jī)上膠、烘干制成線帶，將線帶送入成型主機(jī)中進(jìn)行切斷、成型、打頭，從而完成整個制作程序。目前，生產(chǎn)此類排釘所用設(shè)備主要有：壓扁機(jī)、上膠機(jī)、成型機(jī)。 圖1-1 F釘 1.3 排釘生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)排釘與生產(chǎn)普通釘大不一樣,普通釘是用單根鋼絲輸入制釘機(jī),經(jīng)過鐓帽、鐓尖、搓絲等工序一顆一顆地生產(chǎn)。排釘一改傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,采用板塊化制釘,即把50-100根鋼絲經(jīng)過放線、軋扁、粘結(jié)制成線板,輸入專用制釘機(jī),經(jīng)鐓帽、鐓尖、刻痕等工序一次完成,形成板塊化、連續(xù)化、高速化的生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式可稱為制釘行業(yè)的一次革命,也為鋼絲的深加工開辟了一個新的研究領(lǐng)域。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)目前通用的生產(chǎn)排釘?shù)木唧w工藝過程如下： 冷拔--校直--除應(yīng)力--壓扁--排線--并線--制釘--出料--包裝 冷拔：將直徑較大的金屬絲拉拔成較小直徑的； 校直：校正除去彎曲的部分； 除應(yīng)力：消除拉拔后金屬絲的內(nèi)應(yīng)力，提高綜合性能； 壓扁：將一定直徑的圓截面的金屬絲，用壓扁機(jī)加工為扁圓截面； 排線：將若干根已壓扁的金屬絲排列整齊； 并線：將排線粘合并經(jīng)烘干后制成板料； 制釘：使用制釘機(jī)將并線工藝生產(chǎn)的板料制成各種規(guī)格的排釘； 出料：將產(chǎn)出的排釘送出工作臺； 裝盤：將生產(chǎn)出的排釘插入到帶凹槽的托盤內(nèi)； 包裝：將托盤包裝成盒。 F釘自動壓扁機(jī)包含了機(jī)械、、電子等的相關(guān)技術(shù)，隨著電子科技的迅猛發(fā)展， 裝潢、家俱、等行業(yè)的興起，汽動排釘因其使用方便，省力，施工速度快，已逐步替代40-60公分以下圓釘。隨著建筑和裝飾市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其市場規(guī)模更是成倍增長。本機(jī)型是在新世紀(jì)初引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，既可連續(xù)生產(chǎn)，也可間接生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)部分采用了皮帶傳動，利用皮帶傳動的彈性滑動，保證了收線輪的線速度的一致性，高效率，低噪音，尤其是能夠制造出高品質(zhì)射槍排釘?shù)闹贫ň€材[2]。 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑： 2.1 課題要注重解決的問題 對整盤圓料的開卷、校直、壓扁是生產(chǎn)排釘?shù)闹匾ば?，為了實現(xiàn)對盤狀原料的自動開卷、自動校直、自動壓扁過程，本課題要設(shè)計F釘自動壓扁機(jī)要解決以下問題： 1.保證壓輥轉(zhuǎn)速和收線輪的轉(zhuǎn)速相一致，以免導(dǎo)致因收線輪轉(zhuǎn)速較慢，引起線材的纏繞不均勻。 2.保證安全應(yīng)急措施到位 當(dāng)收線輪的轉(zhuǎn)速高于軋輥的轉(zhuǎn)速時會將線材拉斷，那么檢測裝置就會由于自身重力向下旋轉(zhuǎn)，觸及行程開關(guān)，將整個生產(chǎn)線停止。 3.保證硬件和控制部分的信息傳遞 雖然彼此有各自的分工，但之間的連接性能很重要。硬件動作取決于控制部分發(fā)出的命令信號，而當(dāng)硬件到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢脮r，觸碰到相應(yīng)的電器元件，使其發(fā)出信號傳遞到控制部分，然后控制部分發(fā)出下一個命令，執(zhí)行下一步動作。因此要求它們之間的連接要緊密，而且要有足夠的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 4.保證硬件部分和控制部分的柔性和靈活性 因為每一批生產(chǎn)的F釘線材不一樣，直徑和長度就不一樣，而且在同一批的產(chǎn)品中也存在不同程度的尺寸公差，所以就要求在硬件和控制部分上都能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如，布線器的軸向移動距離，以均勻的纏繞被壓扁的的線材，以實現(xiàn)自動下料[3-4]。 2.2. 機(jī)械部分方案論證和確定 F釘自動壓扁機(jī)的機(jī)械部分由三部分組成： 2.2.1 第一部分：開卷裝置 開卷裝置的形式多樣，機(jī)構(gòu)性能不一。由于生產(chǎn)線對開卷裝置性能沒有較高要求，選取結(jié)構(gòu)簡單的一種裝置并且結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便適合各種盤狀卷材的開卷。該裝置如下圖所示: 圖2-1 開卷機(jī)構(gòu) 1.鋼絲卷 2.支架體 3.穿絲環(huán)4.轉(zhuǎn)臂 2.2.2 第二部分：自動整直、壓扁裝置 鋼絲整直機(jī)又稱鋼絲調(diào)直機(jī)、鋼絲校直機(jī)，它的主要作用是將鋼絲從卷裝彎曲的物料拉直，成為直線形的鋼絲物料。一般情況下，鋼絲僅呈彎曲狀是比較容易被拉直的，如果鋼絲呈扭曲狀則比較不容易被拉直;另外，如果鋼絲的線徑較粗，鋼絲比較容易被拉直，如果鋼絲線徑較小則比較不容易被拉直。目前，日常生活及普通的生產(chǎn)實踐中使用的鋼絲線徑都較大，所使用的鋼絲整直機(jī)能夠比較方便、快速地將這些鋼絲拉直，但是，對于線徑較小的鋼絲，現(xiàn)有的鋼絲整直機(jī)則很難滿足生產(chǎn)需要，不能將線徑較小的鋼絲拉直。因此，非常有必要設(shè)計出一種整直機(jī)能夠快速、方便地實現(xiàn)線徑較小的鋼絲拉直，以滿足生產(chǎn)需求[5-6]。 本實用新型涉及鋼絲輔助加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鋼絲自動整直機(jī)，它包括機(jī)架，機(jī)架上安裝有拉絲輪，機(jī)架上安裝有第一鋼絲整直框3、第二鋼絲整直框4，第一鋼絲整直框、第二鋼絲整直框的放置方向交錯90度（如圖2-2），鋼絲從第一鋼絲整直框、第二鋼絲整直框中穿過;本裝置通過兩個整直框后，能夠使鋼絲從彎曲、扭曲狀態(tài)整理成直線形狀態(tài)，尤其適合線徑較小的鋼絲整直操作。 圖2-2 自動壓扁機(jī)示意圖 鋼絲自動整直機(jī)，它包括導(dǎo)向輪1、2，且兩導(dǎo)向輪的安裝方向相互交錯90度，機(jī)架10，機(jī)架10上安裝有軋輥5，其特征在于:機(jī)架10上安裝有第一鋼絲整直框3、第二鋼絲整直框4，第一鋼絲整直框3、第二鋼絲整直框4的防止方向交錯90度，鋼絲從第一鋼絲整直框3、第二鋼絲整直框4中穿過。 所述的鋼絲整直框（如圖3-2所示）上具有圓柱，且各導(dǎo)向輪交錯排列，鋼絲依次繞過各導(dǎo)向輪，在整直框內(nèi)呈“S”形分布，校準(zhǔn)時，可以先將鋼絲從整直框3內(nèi)穿過，然后調(diào)節(jié)調(diào)整螺絲，使各導(dǎo)向輪壓鋼絲，增加對鋼絲的壓力;另外，還可以增加套管，使圓柱頂壓套管而不直接接觸鋼絲，以減少磨損。所述的機(jī)架10下方具有底座11，底座11上安裝有電機(jī)12，為節(jié)約成本，電機(jī)同時驅(qū)動軋輥5和收線輪8。布線器7用電機(jī)6來驅(qū)動，用以保證當(dāng)線材排滿一層時通過行程開關(guān)控制電動機(jī)6 的正反轉(zhuǎn)，從而保證線材的均勻打卷，自動下料[7-9]。 圖2-3 整直框 1．導(dǎo)向輪2．可調(diào)校直輪3．固定校直輪 a、b為可調(diào)校直輪的調(diào)整螺絲 本整直機(jī)能夠?qū)€徑較大、較小的鋼絲進(jìn)行整直，也能夠完成切絲的工序，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，能夠滿足生產(chǎn)需要。 2.2.3第三部分 自動收線裝置 制作F釘?shù)木€材經(jīng)過壓扁后要規(guī)整的纏起，以備后續(xù)工作的排線、并線、制釘。收線輪直接由電動機(jī)驅(qū)動，布線器7，該裝置采用絲杠螺母副傳動，以保證收線輪轉(zhuǎn)動一圈布線器軸向移動一個壓扁后的線的直徑的距離。 2.3. 電氣控制部分 設(shè)備中所要用到的電器元件主要有：行程開關(guān)、安全繼電器、總線系統(tǒng)。根據(jù)流水線的實際生產(chǎn)情況和機(jī)構(gòu)本身的動作順序，應(yīng)合理安排各元件的位置，規(guī)劃出正確的控制線路的原理圖與接線圖. 首先，設(shè)置一個檢測裝置，用來識別線材是否壓扁完畢，當(dāng)整盤線材都被加工完畢時，該裝置由于重力作用向下旋轉(zhuǎn)，觸及行程開關(guān)，整個生產(chǎn)線停止生產(chǎn)。 布線器要保證當(dāng)軸向移動到收線輪的一端時然后觸及另一個行程開關(guān)，保證該絲杠螺母的螺母反方向繼續(xù)軸向運行，以保證收線輪轉(zhuǎn)一周，該裝置軸向移動一個經(jīng)過壓扁的線材直徑的距離。這一系列的動作需要行程開關(guān)和繼電器控制，在時間上要盡可能滿足最快的生產(chǎn)效率，而且要有較好的柔性和靈活性。這樣才能保證收線輪規(guī)則的將線材收起。當(dāng)遇到緊急情況時，要有報警系統(tǒng)提示，那樣可以通過工作人員進(jìn)行調(diào)整，以保證安全生產(chǎn)[10-12]。 還有一些細(xì)節(jié)上要注重的問題，這將在后面的設(shè)計說明中給以說明和解決方法。 參考文獻(xiàn) 1 周驥平.機(jī)械制造自動化.機(jī)械工業(yè)出版社，2003 2 劉于雄.排釘及排釘用鋼絲的生產(chǎn).金屬制品，1998第二期:22~26 3 吳繼根.介紹一種校直金屬絲的方法.機(jī)械制造，1980年10期:15~18 4 郭漢橋，王林，陳勇軍等.電子設(shè)備檢測技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.2007 5 楊盡巨.行星式多輥板料校直機(jī).重型機(jī)械，1980年04期:29~30 6 侯志明.鋼絲校直機(jī).水利電力機(jī)械，1980年03期:23~31 7 成大先.機(jī)械設(shè)計圖冊.第一卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 8 Rajput R K. 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