電力金具產(chǎn)品沖彎過程定位工裝的研制與分析

王榮華 黨寧鴿 郭青勤 曹亞苗

摘 要：隨著輸變電電壓等級的提高，對電力金具的質量提出了更高的要求。作者著重介紹了幾種產(chǎn)品沖彎過程定位新舊加工工藝的優(yōu)缺點，曲柄連桿機構是此工裝研制的重中之重，它對工裝的正常工作和使用壽命有很大影響，如何解決在生產(chǎn)實踐中遇到的新問題，以及新工藝的采用帶來的良好經(jīng)濟效益。

關鍵詞：電力金具；沖彎；定位工裝；曲柄連桿機構；研制

1 綜述

工裝——顧名思義即專門為保證特定機械零部件或整批生產(chǎn)加工制造過程順利進行而專門設計制造的輔助機械構件、模具、工具、檢具或設備的機械制造工藝裝備。金具中的U型環(huán)、U型螺絲及U型掛板等都是電力行業(yè)中經(jīng)常用到的連接金具，他們可以與塔連接使用，材料大多采用Q235，使用量非常大。由于金具本身的結構特點，在加工過程中需要大量的沖彎工序，在日常生產(chǎn)過程中，沖彎定位工裝使用尤為重要。在老的操作模式中，沖彎時的定位方法：U型環(huán)、U型螺絲及U型掛板的彎型過程靠一端定位，在于產(chǎn)品的總長一致性不好的情況下，彎出來的產(chǎn)品有可能就存在兩邊不對稱、錯邊錯孔等情況，這樣就出現(xiàn)質量問題或者需要返工。為了提高工作效率和產(chǎn)品質量，經(jīng)過多次研究和攻進，成功制作了曲柄連桿機構定位工裝，可以準確找到產(chǎn)品的中心，兩邊同時向中間定位，在產(chǎn)品總長一致性不太好的境況下，也可大大提高產(chǎn)品的對稱度，提高產(chǎn)品質量，減輕矯型過程中的工作量。

2 曲柄連桿機構工作原理與工作條件

曲柄連桿機構是本定位工裝實現(xiàn)工作循環(huán)、完成能量轉換，用來傳遞力和改變運動方式的動力傳動機構。曲柄的轉動通過連桿的平面運動轉化為同一運動平面內的另外一個轉動。曲柄連桿機構的作用是在發(fā)動機做功行程，把嫩料嫩燒后氣體作用在活塞頂上的燃氣壓力，轉變?yōu)榍S的旋轉轉矩，以便對外做功。曲柄連桿機構是在高溫、高壓、高速和有化學腐蝕的條件下工作的，由于曲柄連桿機構是在高壓下作變速運動，因此，它在工作中的受力情況很復雜，其中主要有氣體、作用力、運動質量的慣性力、旋轉運動件的離心力以及相對運動件的接觸表面所產(chǎn)生的摩擦力等。

3 曲柄連桿機構定位工裝工作原理

曲柄連桿定位工裝工作原理如右圖所示。

該工裝主要有基本工裝、曲柄連桿機構、底板座三大部分組成，基本工裝8和座板9焊合而成，兩個支架板6、7分別開有導向槽長孔，曲柄連桿機構和底板座通過螺栓緊固在一起。曲柄連桿機構由工件1、2、3、4、5組成，分別由螺栓連接，便于運動和拆卸。

在工作時，扳動操縱手柄1，曲柄連桿機構開始運動，推動4和5分別向中間和兩邊運動，將被加工件放入基本工裝8上，然后再動操作手柄，夾緊工件，就可以很準確的沖彎工件，這種加工方式操作靈活方便，工作效率高。對于不同長度的工件，可通過扳動手柄1讓4和5向兩邊移動進行調整，這樣就不會出現(xiàn)沖彎出來的產(chǎn)品兩邊不對稱。

4 工藝特點分析

曲柄連桿定位是一種高效金具沖彎成型工裝，它是部分電力金具沖彎定位技術的發(fā)展，又稱為特殊沖彎定位。具有如下突出的工藝特點和優(yōu)點。①工作載荷小。由于是兩邊同時向中間定位，工作載荷很小。②設備重量輕。由于工作載荷小，所以設備重量輕、體積小及投資低。③生產(chǎn)率高。定位可以大大提高產(chǎn)品的對稱度，減輕矯型過程中的工作量。④產(chǎn)品精度高。產(chǎn)品尺寸精度高、表面粗糙度小，尺寸波動小，產(chǎn)品質量好、合格率高，具有顯著的節(jié)材效果。⑤生產(chǎn)成本低。由于生產(chǎn)效率高，節(jié)省材料及能源，金具變形量小，因此工裝壽命高，以及設備折舊費也比較低等，使產(chǎn)品成本平均下降27%左右。⑥易于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)等。

5 關鍵技術點

5.1 曲柄連桿機構自身的設計及加工。

5.2 曲柄連桿結構與現(xiàn)有沖彎工裝的結合。

6 成本分析

針對Z-10掛板對比如下：

[Z-7及Z-10產(chǎn)品＼&原工藝彎型＼&現(xiàn)工藝彎型＼&效率（件/工作日）

人工電費及其他費用（元/件）＼&840

0.24＼&1200

0.168＼&]

7 實施效果

Z-7與Z-10產(chǎn)品2012.1.1-2012.12.31生產(chǎn)情況如下：

Z-7共生產(chǎn)27002件；

Z-10共生產(chǎn)10400件。兩種產(chǎn)品共37402件。

用原來工藝共需要46.52天生產(chǎn)完。

彎型及人工費用共為：46.52X9X8+0.24X37402=11721.6元。

現(xiàn)在工藝共需要31.17天生產(chǎn)完。

彎型及人工費用共為：31.17X9X8+0.168X37402=8527.8元。

共節(jié)約費用=11721.6-8527.8=3193.8元。

總結：針對Z-7及Z-10產(chǎn)品按2012年一年產(chǎn)量計算，共可以節(jié)約成本3193.8元。此工裝沖彎的產(chǎn)品對稱性好，加工位置符合要求，在實際生產(chǎn)中得到了很好的推廣和應用。

8 小結

通過對此工裝的分析、研究和總結，認為在沖彎金具的生產(chǎn)過程中，采用曲柄連桿機構定位工裝是可行的，而且非常合適，因其具有干出的產(chǎn)品高效節(jié)能、質量穩(wěn)定、合格率高，并且工裝壽命長、操作簡便、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，相信曲柄連桿結構與現(xiàn)有沖彎工裝的結合，將會煥發(fā)新的光彩。

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作者簡介：王榮華，男，1985.10.29，陜西西安，助理工程師，學士，機械設計制造及其自動化，技術設計與制造。