淺談小型機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計制造的發(fā)展趨勢

來建中 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、線束等各個工業(yè)領(lǐng)域。市場對壓力機(jī)的精度、速度及自動化連線提出更高的要求，原有的機(jī)型、設(shè)計理念已滿足不了發(fā)展的需要。本文針對小型機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計與制造朝著高性能、高精度、高速、自動化方向發(fā)展作一闡述并提出相應(yīng)有效的實施方案，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)計制造：發(fā)展趨勢

[中圖分類號]TD632 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]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)計制造的發(fā)展趨勢

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，可對條料、卷料、線束、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)械傳動的一種鍛壓機(jī)械，通過傳動系統(tǒng)把電動機(jī)的運動和動力轉(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，人們對壓力機(jī)提出了越來越多的要求，最為突出的趨勢要求是，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，連線把壓力機(jī)組合起來，完成工件的多工位自動沖壓需求，或者用沖壓機(jī)械手來實現(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)，運用計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，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，在提升勞動生產(chǎn)率，降低職工的勞動強(qiáng)度，實現(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)展的實施方案

（1）離合器、制動器升級換代，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)一直以來都是使用剛性離合器（圖1）和帶式制動器，但只適合低速運轉(zhuǎn)。雖然結(jié)構(gòu)簡單維修方便，但是由于不能緊急停車，只能360°回轉(zhuǎn)一圈才能停車，安全隱患大，不能適應(yīng)市場的需求。選用氣動摩擦離合器（圖2）來替代剛性離合器與制動器，用安全雙聯(lián)閥來控制氣動摩擦離合器的離合，壓力機(jī)在高速運行時平穩(wěn)，無發(fā)熱情況。停車十分可靠，緊急情況時可以實現(xiàn)任意位置停車，與光電保護(hù)裝置配合，安全性能更好。而且調(diào)模方便，可以實現(xiàn)滑塊寸動進(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)向也無法承受高速運行。因此，設(shè)計采用三圓導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)代替滑塊三角筋結(jié)構(gòu)，用精密滾動軸承來支撐曲軸連桿代替銅軸承。采用全封閉稀油強(qiáng)制潤滑的方式來解決高速運行時的摩擦發(fā)熱與磨損問題。

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

（3）釆用自動送料裝置與壓力機(jī)組合。即運用沖壓機(jī)械手與壓力機(jī)組合等朝著沖壓自動化方向發(fā)展。目前市場上的自動送料裝置分為兩大類：①釆用伺服電機(jī)驅(qū)動的伺服送料裝置;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，實現(xiàn)沖壓自動化沖壓。

釆用壓力機(jī)自動線組合。沖壓自動化是沖壓人一直以來都在追求的事情。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、智能化運用到壓力機(jī)的設(shè)計制造中。運用微電子技術(shù)，伺服電機(jī)、變頻電機(jī)等對傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行信息化、智能化改造已經(jīng)成為一個發(fā)展的趨勢，也為壓力機(jī)連線自動化操作創(chuàng)造條件。在壓力機(jī)的電氣設(shè)計中，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)的開發(fā)設(shè)計制造要注重節(jié)能環(huán)保和生態(tài)保護(hù)。以往的傳統(tǒng)設(shè)計制造更加側(cè)重于機(jī)械本身，注重精度。以現(xiàn)在形勢看，其對環(huán)境污染，勞動者的保護(hù)，噪聲的降低已經(jīng)十分迫切。現(xiàn)在壓力機(jī)的設(shè)計制造，把很多新的功能部件用在壓力機(jī)上，如氣動摩擦離合器、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，有力地推動了小型壓力機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。

3 結(jié)束語

小型機(jī)械壓力機(jī)朝著高性能、高速、高精、自動化方向發(fā)展的趨勢十分明顯，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益也是非常突出。相關(guān)人員要以積極的態(tài)度去面對這個趨勢，綜合運用信息技術(shù)、智能化方法與傳統(tǒng)的壓力機(jī)設(shè)計相融合，開發(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)整個行業(yè)更加長期健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 許紅軍.提高機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的有效途徑[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].