抱箍全自动一次成型机设计

    摘 要：随着经济的发展，电力的使用量是越来越大，随之电力设施附属件的用量也越来越大，其中抱箍就是其中的一种电力构件，抱箍是用一种材料抱住或箍住另外一种材料的构件，它属于紧固件，主要用于电力上紧固电线等设施的电力部件，随着公司生产能力的增强，生产量的逐步增加，产品质量和生产效率都要随着提高，目前铁附件加工量大、规格品种多，铁附件加工费工费时，规格品种多，加工繁琐，目前采用的传统的机械加工，在压紧成型时，抱箍容易发生移动，精度的质量无法保证，而且效率低，加工难度大，机械结构极为复杂，操作不方便。必须制作相应的全自动一次成型抱箍压制装置，包括底座、下压模、上压模、液压缸，液压缸顶端顶有压板，上压膜连接在压板上，自动料道、吸料送料机构。本发明一次成型抱箍压制装置，是在对抱箍进行一次成型压制加工，减少了人工，提高了工效，节约了成本。

    关键词：抱箍；一次成型；冲压；模具；电力附件

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.003

    模具作为高效生产工具的一种，是工业生产中极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产零件加工费用低；所加工出的零件所制件可以一次成型，不需要进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化特点。

    1 工艺方案的确定

    由于制件生产批量大，尺寸规格多，手工操作不方便，劳动强度大，故采用液压冲压的方式来制作此件。

    2 模具总体设计

    2.1 模具类型的选择

    由制件的外部形状可应采用复合冲压，所以模具类型为复合模。

    2.2 定位方式的选择

    因为制件材料选用的是条料，控制条料送进到位采用两侧导向定位块的方式。

    2.3 卸料推料方式的选择

    工件厚度在3-8mm之间，方抱箍相对来说卸料力比较大，所以采用推杆直推的方式卸料。

    2.4 导向方式的选择

    为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调试，该复合模采用两侧导柱的导向方式。

    3 液压系统的确定

    3.1 压料油缸的确定

    首先计算制件的弯曲力，影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量，弯曲件的形状和尺寸，模具结构及凹凸模间隙，弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备和理论。因为半圆抱箍所需要的压力要比方抱箍要小，所以只需要计算出方抱箍的压力就可以满足要求。

    V形弯曲件的经验公式为：Fu=0.6mbt?σb /（r+t）。

    U形弯曲件的经验公式为：Fu=0.7mbt?σb /（r+t）。

    Fu—沖压行程结束时不校正时的弯曲力（N）。

    M—安全系数，一般取1.3。

    b—弯曲长度（mm）。

    t—弯曲件的厚度（mm）。

    σb —弯曲件的抗拉强度（MPa），一般取500MPa。

    r—折弯圆角（mm）。

    弯曲方抱箍时可想像成分两部分压制，上模压下时U形底部受力，当U形底部成形压下时上模再次受力压制方抱箍的两侧60mm长的耳板，计算如下：

    U形底部弯曲力：Fu1=0.7mbt?σb /（r+t）

    =0.7*1.3*105*82*500 /（8+8）

    =191100N

    =19.5（吨）

    两侧耳板弯曲力：Fu2=2*0.6mbt?σb /（r+t）

    =2*0.6*1.3*（60+60）*82* 500/（8+8）

    =374400N

    =38.2（吨）

    当弯曲两侧耳板同时还附加有顶件力，顶件用右近似取弯曲力的30%-80%。

    Fu3=80% Fu1 =80%*191100=152880N=15.6吨

    总弯曲力：Fu= Fu2 + Fu3

    =374400+152880

    =527280N

    =53.8（吨）

    油缸缸径的计算：P=F/S P按20MPa计算。

    S= F/P

    =527280/20

    =26364

    S=D2

    D=

    =

    =162.4mm

    所以压料油缸缸径D选择180mm。

    为了提高工作效率，设备设计成双联的，能同时制作出两件制品，料道上送换料动力也是油缸，吸料、推料等其它动力都是采用气缸作为动力，液压站电机选取35kW异步电机，液压原理图如下图所示：

    4 总体外形设计图如下

    结构概述：

    本设备主要由：上料小车、吸料单元、推料单元、压料单元、液压气动部分、电器控制部分等六大部分组成。

    5 实际应用与效率

    经过车间的实际生产制件可测试，该全自动抱箍机成型速度快，标准，节约人工。单头平均每分钟压制抱箍15个，一台双联全自动抱箍机每分钟压30个，每天按8小时工作算，一天加工抱箍30*60*8=14400个，相比人工压制来说大大的提高了工作效率，降低工人的劳动强度。在同等工作量的情况下降低了人工成本，为企业增加了净利润。

    6 结语

    抱箍全自动一次成型机主要用于送变电行业与通讯行业中扁铁抱箍的自动压型。能改变传统的手工加工模式，减轻人工劳动强度，具有安全性，可靠性，实用性，依靠科技振兴企业，加快企业改革步伐。

    参考文献：

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    [2]郭建礼.液压传动[M].北京：机械工业出版社.

    [3]张鼎承.冲模设计手册[M].北京：机械工业出版社.

    [4]陈剑鹤.冷冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社.

    [5]阎其凤.模具设计与制造[M].北京：机械工业出版社.

    作者简介：赵云山（1980-），男，本科，中级工程师，从事冲压设备的研究与制作。