一種多功能箱包沖鉚機(jī)的研制

史云霞，符愛紅

（南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007）

某箱包企業(yè)接到50萬只超市購物袋生產(chǎn)任務(wù)，該種購物袋兩側(cè)分別設(shè)有掛鉤，掛鉤掛在購物車上，從而實現(xiàn)購物籃的作用。掛鉤為塑料件，與購物袋用3個鉚釘聯(lián)接。以往生產(chǎn)是用鉚釘機(jī)單只鉚釘逐個沖鉚，效率低，不易控制鉚接位置，在生產(chǎn)過程中多次發(fā)生操作工沖到手指的安全事故。為改善生產(chǎn)條件，南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院與該企業(yè)聯(lián)合研制開發(fā)了一種多功能箱包沖鉚機(jī)。

1 工藝設(shè)計及沖鉚機(jī)的設(shè)計要求

1.1 鉚接工藝設(shè)計

購物袋要求半空心鉚釘加墊片鉚接，為提高購物袋牢度，在袋口內(nèi)增加了鋼制加強(qiáng)板。傳統(tǒng)鉚釘機(jī)生產(chǎn)時，鉚接沖孔一次完成。如圖1所示，

圖1 傳統(tǒng)沖鉚方式

操作者將一只墊片放入凹模，再將購物袋和掛鉤放在凹模上，踩下腳踏開關(guān)，鉚釘通過掛鉤孔依次穿入面料、加強(qiáng)板、面料和墊片，在凹模處發(fā)生卷邊，完成鉚接。

購物袋和掛鉤放置時沒有定位，鉚接位置全由操作工人的經(jīng)驗決定，容易出現(xiàn)鉚釘與掛鉤孔不同心，而引起品質(zhì)糾紛。

在沖鉚機(jī)的研制過程中，我們更改了鉚接工藝，先沖孔后鉚接。如圖2所示。

圖2 本案鉚接工藝

操作者在凹模內(nèi)放入3枚鉚釘，再放掛鉤、購物袋（鉚釘分別穿入掛鉤孔和面料上事先打出的孔）、墊片，踩下腳踏開關(guān)，沖頭（沖頭下端帶卷邊槽）向下沖擊鉚釘，鉚釘卷邊完成鉚接。

采用沖孔→鉚接的工藝方式，能保證鉚接位置，較沖鉚同時完成的工藝效率低，但考慮一次動作同時實現(xiàn)3只鉚釘?shù)臎_鉚，并且改善操作條件，提高了安全性，決定采用沖孔→鉚接的生產(chǎn)工藝。

1.2 沖鉚機(jī)的設(shè)計要求

采用先沖孔后鉚接的生產(chǎn)工藝，勢必要求增加沖孔設(shè)備和鉚接設(shè)備的種數(shù)和臺數(shù)，這顯然不合適。因此要求設(shè)計的沖鉚機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)多能，即一臺設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)沖孔和鉚接兩種功能。

箱包生產(chǎn)屬于勞動力密集型生產(chǎn)模式，因為工人操作不熟練或疲勞操作，極易出現(xiàn)手腳不協(xié)調(diào)，而使沖頭沖到手指的安全事故，因此，要求設(shè)計的沖鉚機(jī)增加安全裕度，防止手腳不協(xié)調(diào)而出現(xiàn)誤操作。

箱包生產(chǎn)屬于訂單式生產(chǎn)，產(chǎn)品的不唯一性，決定了企業(yè)不希望設(shè)備成為某種產(chǎn)品的專機(jī)，要求設(shè)計的沖鉚機(jī)能滿足不同類型箱包的生產(chǎn)，甚至當(dāng)做傳統(tǒng)沖鉚機(jī)使用。

2 總體方案設(shè)計

2.1 動力源的選擇

沖壓設(shè)備的動力有機(jī)械式、氣動及液動共3種形式。液動是利用液體（油或水基液體）壓強(qiáng)通過靜壓力慢速下壓，主要用于壓力設(shè)備；機(jī)械式?jīng)_床是剛性的，通過慣性力快速下壓，但不能調(diào)速、調(diào)壓力；氣動工作原理與液動類似，是通過壓縮空氣傳遞動力，可實現(xiàn)無級調(diào)速和調(diào)節(jié)壓力。

沖鉚機(jī)一般使用機(jī)械式和氣動兩種動力形式。氣動沖鉚機(jī)相比較機(jī)械式?jīng)_鉚機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，安全性高，但沖壓力小，因氣體可壓縮性的影響，其剛性不如機(jī)械式的高，對于本案，考慮沖鉚力要求不大、制造工藝、企業(yè)條件等因素，選擇氣動作為沖鉚機(jī)的動力方式。

2.2 主要結(jié)構(gòu)

如圖3所示，多功能箱包沖鉚機(jī)主要由工作臺1、立柱 2、機(jī)體 5、橫單 6、氣缸 8、上模 15、下模 16 等組成。

圖3 多功能箱包沖鉚機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

（1）工作臺1為鑄鐵件，其上裝配2根立柱，2根立柱頂端裝有橫單6，機(jī)體5套裝在兩立柱上。工作時機(jī)體與立柱處于鎖緊狀態(tài)，試模時通過旋轉(zhuǎn)橫單上調(diào)整手輪11，手輪下端螺桿旋轉(zhuǎn)帶動機(jī)體沿著兩根立柱2作上下移動，實現(xiàn)沖模上下位置調(diào)整。

（2）機(jī)體上裝有氣缸，壓縮氣體進(jìn)入氣缸8上腔，氣缸活塞帶動上模和兩個導(dǎo)柱9向下運動，完成沖鉚的合模動作，按下開關(guān)盒10上的手動開關(guān)或腳踏開關(guān)17，電磁閥12動作，壓縮氣體進(jìn)入氣缸8下腔，氣缸活塞帶動上模向上運動，完成分模動作。

（3）通過調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕4，可調(diào)節(jié)壓縮氣體的壓力大小，從而調(diào)節(jié)沖鉚力的大??；通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)旋鈕7，可改變氣體流量的大小，從而改變氣缸活塞的運動速度，實現(xiàn)沖鉚速度的改變；通過調(diào)整行程開關(guān)13，可改變氣缸的運動行程，從而實現(xiàn)開合模高度的調(diào)整。

（4）上模15通過快換螺釘14與模柄孔連接，下模16通過壓板固定在工作臺上。更換沖孔?；蜚T接模，可實現(xiàn)沖孔或鉚接兩種功能；當(dāng)更換產(chǎn)品時，只需重新設(shè)計制作模具，更換模具即可實現(xiàn)不同形狀規(guī)格的產(chǎn)品沖鉚。

3 氣動控制系統(tǒng)

氣動控制系統(tǒng)如圖4所示，由氣缸、調(diào)壓閥、電磁換向閥、行程開關(guān)等組成。每按一次手動開關(guān)或腳踏開關(guān)，電磁閥得電換向，壓縮氣體進(jìn)入氣缸上腔，活塞帶動上模向下運動，到達(dá)合模要求位置時，觸發(fā)行程開關(guān)，電磁閥得電換向，壓縮空氣進(jìn)入氣缸下腔，活塞帶動上模向上運動，完成分模動作。

圖4 多功能箱包沖鉚機(jī)氣動控制系統(tǒng)圖

4 主要技術(shù)參數(shù)及運用情況

4.1 主要技術(shù)參數(shù)

詳見表1所列。

表1 多功能箱包沖鉚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

4.2 運用情況

（1）鉚接品質(zhì)。經(jīng)過試用階段的多次鉚接實驗，采用調(diào)節(jié)行程開關(guān)位置改變沖頭極限位置，保證了鉚釘卷邊品質(zhì)；通過調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕4，可調(diào)節(jié)壓縮氣體的壓力大小，從而調(diào)節(jié)沖鉚力的大小，保證鉚接品質(zhì)。

（2）操作安全性。設(shè)計了手動和腳踏兩種開關(guān)形式，當(dāng)本設(shè)備進(jìn)行面料沖孔時，采用腳踏控制模式，提高加工效率；當(dāng)本設(shè)備進(jìn)行鉚接時，可改用手動控制模式，以避免由于操作者手靠近沖鉚位置，當(dāng)操作不熟練或疲勞操作時，出現(xiàn)手腳不協(xié)調(diào)而沖到手指的安全事故。

（3）效率。因為沒有自動送鉚釘裝置，每次鉚接需要人工放置鉚釘、掛鉤、購物袋、墊片，鉚接速度不高，效率較低。若配備自動送鉚釘機(jī)構(gòu)或是增加工位，則可大幅提高鉚接效率。

5 結(jié)束語

多功能箱包沖鉚機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)，可靠性強(qiáng)，具有明顯的實用價值與推廣價值，已于2011年6月試制成功，并已獲專利。

[1]史云霞，卞雪松.多功能箱包沖鉚機(jī)[P]中國：201120339125.9，2011-09.

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