1 前言
U形箍是全自動(dòng)洗衣機(jī)中緊固洗衣桶的專用零件。由于該件生產(chǎn)工藝復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)洗衣機(jī)廠家的生產(chǎn)設(shè)備是從國(guó)外進(jìn)口的，價(jià)格較高，提高了洗衣機(jī)的生產(chǎn)成本，而且該設(shè)備的維修難以保證。為此，我公司受某洗衣機(jī)廠委托設(shè)計(jì)和制造了加工U形箍用的自動(dòng)機(jī)床。該機(jī)床的功能是通過送放料、校直、成形、彎半徑R、定長(zhǎng)、切斷和拉延，將帶料寬度為27.4mm，厚度為1mm的鍍鋅板料(整卷)加工成U形箍零件。
2 總體方案
2.1 放送料
該工序同時(shí)將兩盤帶料(帶料盤尺寸250×1000×27.4)分別裝入兩料盤中，兩料盤轉(zhuǎn)軸可繞支座中心回轉(zhuǎn)，當(dāng)一盤料加工完后，只要將定位銷拔起，底板帶動(dòng)兩料盤轉(zhuǎn)動(dòng)180°，待用的另一盤料即可進(jìn)入工作狀態(tài)，這樣可節(jié)省裝卸料的輔助時(shí)間。
2.2 滾彎成形
滾彎成形包括滾壓成形和彎圓。滾彎成形是由七組輥輪在送進(jìn)板料的同時(shí)作連續(xù)彎曲加工，前三組輥輪為校直切邊，后四組輥輪為彎曲成形，最后彎R圓弧。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
(1)滾壓成形速度：v=15～16 m/min
(2)主軸的驅(qū)動(dòng)方式：上下等速驅(qū)動(dòng)，主軸由低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(馬達(dá)型號(hào)為：1QJM12-1.0)，該液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速可在4～160 r/min范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，額定扭矩為1480N．m。
(3)導(dǎo)向線的選擇：為使板料從平板狀態(tài)向前移動(dòng)直至成形需要有水平導(dǎo)向線和垂直導(dǎo)向線。水平導(dǎo)向線從第一組輥輪開始到第七組輥輪為止，始終保持在同一水平面上，并以成形輥輪的節(jié)圓直徑為基準(zhǔn)。因U形箍零件為對(duì)稱斷面，所以垂直導(dǎo)向線與零件斷面中心一致。
(4)輥輪節(jié)圓直徑的確定：該專機(jī)設(shè)計(jì)成上下輥輪節(jié)圓直徑(也稱為孔型線)一致，在節(jié)圓上可以無滑移地送進(jìn)成形材料。為了設(shè)計(jì)方便，我們將通過第一組輥輪直至最后一組輥輪的水平導(dǎo)向線和輥輪節(jié)圓直徑相一致，并使節(jié)圓直徑在每孔型中增加0.5%，朝著最后一組輥輪方向?qū)Σ牧辖o以拉伸，以防止彎曲和扭轉(zhuǎn)。
(5)彎R圓弧：在U形箍零件中要求直徑為523.5±1，為了達(dá)到這一要求，在彎R裝置中采用半徑可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，通過試彎調(diào)整后使得彎出的零件能準(zhǔn)確達(dá)到工藝要求。
2.3 定長(zhǎng)裝置
沿成形零件徑向彈性可移動(dòng)裝置中的小滾輪始終壓在作連續(xù)移動(dòng)的工件中，從而使小滾輪作純滾動(dòng)，小滾輪的純滾動(dòng)通過同步齒形帶傳至圓光柵編碼器，這樣，當(dāng)圓光柵編碼器輸出的脈沖值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，便發(fā)出信號(hào)給液壓馬達(dá)使其停止工作。只要通過調(diào)整設(shè)定的脈沖值就能方便準(zhǔn)確地控制U形箍零件的周長(zhǎng)。
2.4 切斷和拉延
當(dāng)定長(zhǎng)裝置測(cè)出U形箍零件的長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)后，液壓馬達(dá)便停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使成形停止，此時(shí)由復(fù)合模中切料刀先將U形零件切斷，而后通過對(duì)稱的成形凸模拉延至圖紙要求，最后全部退回原位。至此便完成了一個(gè)零件的加工，機(jī)床開始下一個(gè)自動(dòng)循環(huán)。
2.5 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件共有兩個(gè)油缸(缸徑分別為80和50)，一個(gè)液壓馬達(dá)。為了能準(zhǔn)確快速地使液壓馬達(dá)停止下來，在液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了制動(dòng)回路，這種回路的功能在于使執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)油路中出現(xiàn)的異常高壓和負(fù)壓作出迅速反應(yīng)，使制動(dòng)時(shí)間盡可能短、沖擊盡可能小。液壓馬達(dá)在三位四通閥切換時(shí)，緩沖溢流閥B在規(guī)定的背壓下實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。調(diào)壓時(shí)必須保證PＢ＝（1．05－1．1）PＡ。液壓系統(tǒng)主要參數(shù)如下：
液壓泵： YB１-10
電機(jī)功率： 5.5kW
系統(tǒng)額定工作壓力： 12MPa
3 結(jié)束語
由于該專機(jī)帶動(dòng)輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，從而使整個(gè)齒輪箱結(jié)構(gòu)緊湊，很方便地獲得了成形所需要的低速大扭矩。另外將定長(zhǎng)裝置與液壓馬達(dá)的油路制動(dòng)相結(jié)合，使U形箍直徑得到快速而準(zhǔn)確的控制。該機(jī)床已交付洗衣機(jī)廠使用近一年，穩(wěn)定地達(dá)到批量生產(chǎn)的要求(生產(chǎn)節(jié)拍為12秒)，而價(jià)格僅為進(jìn)口同類機(jī)床的三分之一。實(shí)踐表明，該機(jī)床的設(shè)計(jì)是成功的。
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