冲压机械范文（精选11篇）
冲压机械 第1篇
冲压机械通常就是指压力设备,根据压力产生的机制不同一般可以分为冲压、油压、液压等。冲压机械都是大型的设备,其单次的工作量都很大,如果冲压机械在工作的过程中出现问题,带来的经济损失将会非常大,因此在冲压机械的设计中,设备的安全可靠应该放在首位。冲压机械由于其动力的产生需要很大的压力,如果对于压力的控制不好,很容易出现安全问题。为了提高冲压机械设备的安全性和可靠性,目前冲压机械的压力控制系统大多使用PLC控制动力系统,在实际的冲压机械设计中,为了最大程度的提高设备的安全、可靠性,应该从硬件和软件两个方面考虑PLC的应用。
1 冲压机械设计中PLC硬件设计
1.1 注意事项
在对PLC硬件电路进行设计时,根据安全的需要,应该在控制电路中使用双重控制,对系统内部不同模块之间的制约性、联锁性等要做好,这样其中一个模块出现问题时,就可以通过模块之间的关系,很快发现问题,并找到出现问题的地方。由于冲压机械的电机功率通常都很大,在实际的工作中需要较大的电流,而较大的电流会产生一些干扰的磁场等,对PLC的稳定运行产生很大的影响,因此在设计PLC时,应该考虑对冲压机械的电机进行降噪处理。大功率的电机在运行中,在通电和断电的瞬间很可能会产生火花,火花产生的同时也会产生一些电磁干扰,如果不加以控制,也会对PLC的稳定运行产生影响。
在冲压机械设计好以后,如果投入正常的运行,应该最大程度上保证压力机的安全运行,尤其是在PLC出现故障时,确保整个系统能够安全地停运,因此应该设计一个单独的安全控制模块。该模块主要是为了防止压力机再次落下导致压力机损坏。这个模块必须具有硬件控制的功能,可以在冲压机械的指定位置设置一个开关。这个模块在具有硬件控制的同时,还应该能够自行对压力机的工况进行检测,如果发现压力机的工作出现了问题,能够及时停止压力机运行。在设计好了压力机的急停模块后,应该针对冲压机械运行中容易出现的安全事故进行设计,可以考虑在系统中增加一些信号的检测措施,如过载的保护等,这样系统在工作时,就可以自行对机械进行检测,如果发现哪部分有问题,可以及时切断电源。
在冲压机械设计中,PLC的人机交互界面应采用触摸屏。
1.2 PLC选型
对PLC的选择需要从硬件和软件两方面考虑,硬件方面主要是对组成系统的元器件进行选择;而软件方面需要考虑输入、输出点以及通信等问题。
目前生产PLC的厂家越来越多,不同种类的PLC,对于抗干扰的能力、运行的稳定等有较大的区别。如果采用抗干扰能力较弱的PLC,就需要滤波等手段,加强整个系统的抗干扰能力。为了设计的简单和机械运行的可靠,应该尽量选择口碑较好、在市场上已经存在一段时间并且使用效果较好的型号,而不是选择一些型号较新的PLC。推出时间较长的产品,其自身的问题一般都已经通过实际应用反映出来了,在设计时可以针对这些问题进行回避;而新产品由于其缺陷并没有被人们发现,很容易导致系统在工作的过程中出现问题。
不同种类的PLC通用性很差,因此在实际设计过程中,应该注意尽量采用相同种类的元器件,编程的软件、通信接口等都应该尽量保持一致。在对PLC进行选型时,系统的通信端口应该有一定余量。
1.3 相关元器件的选择
在PLC的型号确定以后,应该对外围元器件进行选择。很多变频器在工作过程中会发出较大的辐射,会严重影响PLC的正常运行,甚至会导致PLC无法运行,因此,应该尽量选择工作时产生辐射较小的变频器。对于触点开关等元器件的选择,应该把可靠性放在首位,而不应该看重便宜,这样会给整个冲压机械设计的成本带来一定提升,但是系统的安全性和稳定性得到提高,而且这些可靠性较高的元器件使用寿命会长很多,从长远来看,日常维护的费用将会大大降低。
在实际的硬件电路组成中,还应该对元器件的布局和线路的走向进行合理的分配。元器件和电线在通电后,都会产生一些辐射,选择好的元器件辐射相对会小,如果元器件布局时不加以注意,很容易导致两个相邻的元器件互相干扰,从而导致无法正常工作。在电线布局时,应该根据维护的需要,把不同功能、种类的电线尽量分开,如果实在无法分开,也应该用不同颜色的电线进行区分;另外,要注意强电线的走向,由于电线通电强度大,周围产生的电磁效应也比较大,如果其与相关元器件较近,就容易对元器件的正常工作造成影响。
2 冲压机械设计中PLC软件设计
对于PLC软件的设计,一般都从3个方面进行考虑:(1)输入信号的滤波,主要是为了减少干扰信号,以防干扰信号造成故障。目前很多PLC都自带对输入信号进行滤波的设定,因此在软件的设计中,可以不考虑这点;如果选择的PLC没有自带滤波设定,就需要在软件设计中添加滤波模块。
(2)输出的备份。在PLC实际的使用过程中,由于通信端口的电阻负载很低,电流不稳定很容易导致通信端口损坏,尤其是在一些需要经常插拔端口的工作环境中,这种问题出现得更加频繁。在实际的生产过程中,出现这种端口失效的问题,将会严重影响生产。而如果在PLC软件设计过程中,添加一些指令,用一些空余的端口对通信端口进行备份,那么通信端口在出现问题后,就可以直接使用备份的端口进行输出,将会在很大程度上保证冲压机械的正常运行。
(3)控制压力机工作。在冲压机械的设计中,PLC的主要应用就是控制压力机的正常运行,PLC软件设计中的所有模块几乎都是围绕着保证压力机安全、稳定运行的,但是在冲压机械的实际运行中,还是会遇到一些实际的问题,导致冲压机械出现故障。因此在PLC软件的设计中,设计者应该根据实际的经验,对冲压机械日常运行过程中容易出现的问题进行总结,然后在程序中添加相应的检测模块,以防止冲压机械在运行中出现故障。比如,为了防止离合器失电导致压力机过冲,程序设计人员应该在设计时对时间的冗余进行控制。
3 结语
PLC由于其系统的构成灵活、设计和使用方便、对于工作环境的适应能力强等特点,在工业生产中应用的范围越来越广,在冲压机械的设计中,控制系统几乎都采用PLC进行。从实际的使用效果来看,PLC能够在很大程度上保证冲压机械运行的安全和稳定,但还是容易出现很多问题,如干扰信号的控制、PLC元器件的选择、PLC软件的设计等。
对冲压机械设计PLC应用中容易出现的一些问题进行分析,结合实际的设计经验,从硬件和软件两个方面提出设计注意事项。
摘要：从硬件和软件两方面介绍冲压机械设计中PLC的应用。
关键词：冲压机械设计,PLC,应用
参考文献
[1]郑维清.浅谈PLC控制系统的硬件与软件抗干扰设计[J].科技经济市场,2007,(04):45-46
[2]江春冬,徐世许.PLC在400t压力机控制系统中的应用[J].机床电器,2006,(05):37-38
[3]李世昆,赵惠.用PLC改造AБ6130型100t多工位自动压力机控制系统[J].哈尔滨轴承,2009,(03):29-30
[4]杨格.PLC控制系统安全电路设计及实现[J].重庆三峡学院学报,2007,(03):94-96
机械部关于冲压安全管理规程 第2篇
机械部机生字〔1985〕60Ａ
目录
第一章 总则
第二章 设计与制造
第三章 使用与管理
第一章 总则
第一条
为了加强对冲压安全生产的管理，确保人身安全特制定本规程。
第二条
本规程对冲压机械、安全装置和模具的设计与制造，使用与管理等作了规定冲压机械的设计制造单位和使用单位，应根据本规程制定实施办法，并予贯彻执行。
第三条 本规程所适用的设备：机械压力机、冷挤压压力机、剪板机、板料折弯压力机。
第二章 设计与制造
第四条
冲压机械的安全技术要求，应参照JB3350－83《机械压力机安全技术条件》等有关规定执行。
第五条
冲压机械的设计、制造和验收，应遵照下列有关标准：
(一)JB1829－76《锻压机械通用技术条件》；
(二)JB1646－75《开式压力机技术条件》；
(三)JB1279－81《闭式单、双点压力机技术条件》；
(四)JB1295－77《剪板机技术条件》；
(五)JB2936－81《闭式冷挤压压力机技术条件》；
(六)JB2257－77《板料折弯压力机技术条件》；
(七)其他有关冲压机械的技术条件。
第六条
整机的安全技术要求：
(一)床身、滑块、防护罩、安全设施等外露部分，不得有锐利的边缘；
(二)外露的飞轮、皮带轮、传动皮带、齿轮等旋转部分，要用防护罩遮住；
(三)设备应良好接地，以防触电；
(四)设备上应有合适的局部照明，根据实际情况可以设计移动式或固定式；
(五)设备，特别是中大型设备上一般要设置安全支柱，以防在模具调整时滑块下滑或误开设备。安全支柱要与设备的主传动控制联锁，其强度应能支承滑块和上模的重量；
(六)高大设备的最高处应设有红色指示灯显示，并涂以黄黑相间的条纹，以防天车误碰；
(七)带有气动摩擦离合器或寸动刚性离合器的设备，应标定实际的急停时间。实际的急停时间是指曲轮转到90°左右处，接通急停按钮后至滑块完全停止的时间。
第七条
主要部件的安全技术要求：
(一)床身：
1．床身的强度、刚度必须进行验算和测试；
2．可倾式床身的可倾角度调节和固定机构，必须安全可靠，以防倒落。手动调节和固定位置，一般只允许在设备的侧面。
(二)滑块：
1．封闭高度的调节部分，应设有双向极限限位装置；
2．滑块上不可有过分突出的螺栓，螺母或打料杆，如不得已时，应采用护罩设施。
(三)离合器与制动器：
1．刚性离合器(包括寸动刚性离合器)的转键(包括键柄)或滑锁，应有足够的强度。
2．刚性离合器所配的带式制动器的设计，应按实际制动角度计算强度，并应便于调节；
3．气动摩擦离合器与制动器应有可靠的联锁装置，以防结合的时间过长而引起实际制动角度过大，或相互干扰而引起摩擦片的磨损；
4．寸动刚性离合器所配的制动器的设计，应考虑滑块和上模所引起的制动力矩。
(四)离合器的操纵系统：
1．刚性离合器的操纵凸轮的安装位置，应保证在单次行程时曲轴停在死点处，其允差为±5°；
2．刚性离合器在单次行程时，必须有防止连冲的机械式保护装置；
3．寸动离合器在单次行程时，必须有防止连冲的双重电器联锁保护装置；
4．气动摩擦离合器在单次行程时，应保证曲轴停在上死点处，其允差为＋5°～－10°；
5．气动摩擦离合器在单次行程时，必须有防止连冲的措施，如采用双联电磁阀等。
(五)离合器的起动机构：
1．手柄直接起动的手柄推(或拉或压)力，左手操作时，不得超过1．5公斤力。右手操作时不得超过2公斤力。双手柄操作时，每个手柄不得超过1．5公斤力；
2．起动按钮应不高出按钮盒的表面，急停按钮必须是蘑菇式的；
3．脚踏板起动的踏板的左、右、上各面都应封闭，其伸脚的空间应宽敞，踏板表面应有防滑措施；
4．脚踏板起动的踏板力不可过大，坐着操作时不得超过4公斤力；站着操作时不得超过5公斤力。踏板的向下位移不得超过60毫米。
(六)阶梯、平台和护栏：
1．阶梯要与主传动控制联锁，即在爬梯时，应保证断开主传动控制；
2．阶梯的脚蹬间距推荐为300毫米左右，阶梯的宽度推荐为450毫米左右，阶梯与床身面间的最小距离推荐为180毫米；
3．阶梯的高度超过5米后，在阶梯3米以上部位应设置护身圈；
4．设备的机身顶面高度超过3米时，一般设检修平台及护栏。平台上的铺板应是防滑板，边沿至少翘起40毫米，护栏的高度推荐为1050毫米以上。
(七)所有液压系统、压缩空气系统和电气系统应遵照有关的液压元件、气动元件和电器元件的技术要求，庄力容器的设计与制造应遵守国家的有关规定。
第八条
安全装置的技术要求：
(一)冲压机械的安全装置的功能有下列四种类型：
1．在滑块运行期间(或滑块下行程期间)，人体的某一部分应不会进入危险区。如固定栅栏式，活动栅栏式等安全装置；
2．当操作者的双手脱离起动离合器的操纵按钮或操纵手柄后，伸进危险区之前，滑块应能停止下行程或已超过下死点。如双手按钮式、双手柄式等安全装置；
3．在滑块下行程期间，当人体的某一部分进入危险区之前，滑块应能停止或已超过下死点。如光线式、感应式、刻板式等安全装置；
4．在滑块下行程期间，能够把进入危险区的人体某一部分推出来，或能够把进入危险区的操作者手臂拉出来，如推手式、拉手式等安全装置。
(二)安全装置的设计制造技术要求，应遵照《压力机的安全装置结构》标准的有关规定。
第九条
模具的安全技术要求：
(一)模具结构须满足下列安全技术要求：
1．各外露边缘应为圆角；
2．要使模具搬移和安装方便；
3．导柱末端不许外露；
4．要有适应的挡销、顶件器和卸料板等；
5．尽可能避免操作者的手、手指进入上下模具空间。
(二)在设计模具时必须考虑装设机械化装置的位置。
(三)顶件器、推件器和各种卸料板等结构必须可靠。
(四)每套模具必须有包括下列项目的登记卡：
1．使用模具的工序；
2．模具的使用、安装、调整说明；
3．模具在冲压设备上的安全措施说明。
第三章 使用与管理
第十条
冲压工人，要经安全技术培训教育，考核合格，取得安全作业证后，才允许独立操作冲压设备。
第十一条 安全技术管理人员，设备、模具设计人员，模具调整、安装工人要进行安全技术和安全知识教育，严格执行安全操作规程。
第十二条
冲压车间劳动条件应达到工业卫生标准：
(一)照明要合适，推荐各处照明的照度不应低于下列数值：地面的垂直照度为20勒克斯；冲压机械工作台面高度的水平照度为60勒克斯。
(二)工作环境的噪声应符合国家噪声标准。
第十三条
企业的安技和设备部门必须参加冲压设备的安装，大修后的试运转的验收工作及定期检验工作，验收合格后，方可投产使用。
第十四条
对各种冲压机械要进行编号、登记、建立完整的设备档案。
第十五条
模具要逐套检查，以操作者在上下料过程中手不进入上下模具空间为限，将模具分类，分为安全模具和不安全模具，并加不同的标志。
第十六条 在特殊情况下，非使用不安全模具不可时，必须采用合适的、可靠的安全措施，并编写在工艺卡中；采用安全措施的工序，其产量定额要按实际情况制定。确保安全生产。
第十七条
工艺卡中应填写所使用模具的安全程度和防止人身事故的具体措施等内容。
第十八条
冲压机械在一般情况下只允许单次行程操作。在以下特殊情况时，才允许连续行程操作：
(一)有自动送料装置或机械手操作；
(二)采用条料冲压，且手不需要进入上下模具空间时；
(三)使用手用工具操作者的手或手指又没有进入上下模具空间，且在该设备的往复行程一次的过程中能够满足下料的要求时；
(四)具有可靠的安全装置，并冲压简单的零件，且在该设备往复一次的过程中能够满足上下料的要求时。
第十九条
对于冲压机械可以连续行程操作的工序，在工艺卡中必须规定有防止人身事故的具体措施。
第二十条
使用光线式或感应式安全装置时，除了根据其使用说明书的要求安装、调整、检查外，还要重点检查下列项目：
(一)每道光束的遮光检查或感应幕高度检查。此项检查在每次起动主电动机后都要进行；
(二)回程期间，遮光时或手伸入感应幕时不停机功能的检查；
(三)遮光或手伸入感应幕停机后的自保功能的检查；
(四)安全距离(即光幕或感应幕与模具刃口间的最小距离)的检查。此项检查在每次更换模具后都要进行，并按需要调整好。
第二十一条
发生下列情况时，要停机检查修理：
(一)听到设备有不正常的敲击声；
(二)在单次行程操作时，发现有连冲现象；
(三)坯料卡死在冲模上，或发现废品；
(四)照明熄灭；
(五)安全防护装置不正常。
第二十二条
在下列情况下，要停机并把脚踏板移到空挡处或锁住：
(一)暂时离开；
(二)发现不正常；
(三)由于停电而电动机停止运转；
(四)清理模具。
第二十三条
只有确认离合器在工作的分离位置时，才可接通设备的主电动机，但是仍不允许任何人和操作者靠近冲模，以防设备发生偶然冲击，造成事故。
第二十四条
带有安全支柱的设备，一定要放上安全支柱，工作完毕后，待设备完全停止，将安全支柱支在滑块与工作台之间，以防滑块下滑。不带安全支柱的设备应采取相应安全措施，以防滑块下滑伤人。
第二十五条
不允许用吊车将模具甩进工作台面上；模具校准后，将设备的滑块移至下死点，并调整好封闭高度；装紧凸模和凹模，并注意只能用木锤敲击锻钢或铸钢件，还应注意导柱末端不能外露。
第二十六条
企业要建立各种安全技术管理制度：
(一)冲压机械安全技术操作规程；
(二)交接班制度；
(三)岗位责任制度；
(四)设备、模具、安全装置的维护保养制度；
现代机械加工中冲压模具的应用分析 第3篇
关键词：机械;冲压模具;加工
1.冲压模具在现代机械加工中的应用
1.1机械零件精加工流程的安全操作
对机械零件精加工是提高机械零件精度的要求，也是提升机械制造企业经济效益的要求，只有将机械零件的精度提升，才可以提升机械的生产质量，提高经济效益。冲压模具精加工，通过冲压将机械零件进行加工，在零件精加工过程中要严格的按照零件生产加工工序进行，在精加工过程中要注意安全，不仅要注意工件的加工安全，还要注意安全操作。冲压模具的精加工分为四个环节，冲压模具的精加工流程图如下：
（1）生产。生产即工作台操作，冲压模具的冲压生产是在工作台上的进行的，机械工件的精加工需要控制好凹凸模，凹凸模是冲压模具的重要结构，在进行机械零件精加工之前，先将机械零件可以承受的冲压进行确定，以防冲压过大或者过小造成机械零件精加工精度降低，失去精加工的意义。安装在工作台上的机械零件要具有超强的稳定性，避免在冲压生产加工中将其从工作台上冲出。
（2）定位。将机械零件进行准确的定位可以保证机械产品的精度，如果进行冲压生产的工件在工作台上没有固定好，在进行冲压加工时，工件就会发生偏离，进而将工件的加工精度降低。工件在工作台上安装以后，需要进行准确的定位，从冲压模具的结构、冲压的安全性、操作控制等方面进行考虑，合理的对精加工零件进行定位。
（3）导向。导向结构负责冲压模具的上下冲压路线，在工件精加工过程中需要保证凹凸模在冲压加工时满足标准要求。冲压模具中常用的导向装置是导柱，起到固定装置的作用，同时要保证在精加工过程中导柱要和模块、压料板之间有一定的距离，防止因为冲压超程而造成导柱的损坏。
（4）固定。在冲压模具固定部件有很多，例如螺钉、螺母、弹簧等，每一个部件在其中都发挥着巨大的作用，在冲压模具使用前，要先对其各部件的完整性、安全性进行检查，在精加工过程中要及时的对各个零件进行调整[2]。冲压模具的冲压很大，如果工件没有固定好，在冲压加工过程中就会发生偏移，影响其加工精度，所以将其工件安全的固定在工作台上进行冲压生产，并保证冲压模具各部件的安全和完整。
1.2机械零件精加工技术
在机械零件生产中机械精加工是一个严密的工序，机械零件的精加工需要保证其精度达到要求，才可以体现精加工的作用，机械零件精加工过程中需要操作人员结构一定的先进技术完成精加工生产。当前我国的机械零件精加工技术有磨削加工、切割加工、表面加工、机械制图等技术。
（1）磨削加工技术。磨削加工技术需要借助一定的磨床设备完成，经过磨削处理后的工件，再安装到冲压模具上进行精加工，这样可以保证机械零件的加工精度。而常规的机械零件加工方法会给零件带来不同的问题，比如表面粗糙、精度低等，这些问题在冲压模具精加工中不会出现。
（2）切割加工技术。我国机械生产、制造企业已经开始进行机械自动化生产，在机械自动化生产中数控技术是常用的自动化技术，切割加工技术是数控技术中的一种，在冲压模具精加工中，现使用切割加工技术对机械工件进行切割，将其多余的部分进行切除，为冲压加工提供方便。
（3）表面加工技术。在机械零件完成精加工后，零件上可能出现不同程度上的磨痕，这些磨痕是由在进行冲压加工中冲压过于集中造成的，如果没有技术对这些磨痕进行处理，就会影响到机械零件的加工质量。机械零件完成冲压加工以后，使用表面加工技术对其中出现的磨痕等表面问题进行处理，保证机械工件表面的光滑，不影响其加工质量。
（4）机械制图技术。为了适应机械加工生产的需求，最大程度的将加工精度提升，在机械零件进行冲压加工之前，先利用一些绘图技术、绘图工具，对工件进行绘图，绘制工件模型，在冲压加工中参照绘制的工件模型进行加工，对工件的轮廓进行准确的定位，然后按照操作技术要求进行机械工件的精加工。
2.如何有效提高精加工质量
（1）能够容易完成零件图上要求的加工质量。即零件的结构应能保证在加工时用比较容易、工作量较小的方法来达到规定的质量要求。
（2）便于采用高生产率的加工方法。如零件加工表面形状的分布应合理;零件结构应标准化、规格化;零件应具有足够的刚性等。
（3）有利于减少加工零件的工作量。零件设计时应尽量减少加工表面，减少工作量和刀具、电极、材料的消耗。
（4）有利于缩短辅助时间。如零件加工时便于定位和装夹，既可简化夹具结构，又可缩短辅助时间。
在机械零件生产中机械精加工是一个严密的工序，机械零件的精加工需要保证其精度达到要求，加工过程中需要操作人员拥有一定的先进技术。根据机械零件的不同，将其分为三大类：轴类、板类及异形零件，其共同的工艺过程主要有粗加工、热处理、精磨、电加工、钳工及组配加工。
2.1热处理
在机械零件的热处理工序过程中，零件获得相应硬度的同时，还需对内应力进行控制，保证零件加工尺寸的稳定性。对于V10、APS23 等粉末合金钢零件，由于能够承受高温回火，在进行淬火时，可采用硬化工艺，并进行高温回火，就能够一次性获得较高的冲击韧性及稳定性，以崩刃为主要失效形式的模具较为适用。
2.2精磨
该工艺阶段需要磨削这一加工技术，并需借助一定的磨床设备。经过磨削处理后的工件，安装到冲压模具上进行精加工，这样可以保证机械零件的加工精度。而常规的机械零件加工方法会给零件带来不同的问题，比如表面粗糙、精度低等，这些问题在冲压模具精加工中不会出现。在进行精磨时，根据模具钢材的具体情况，采用GD 单晶刚玉砂轮较为适用，若加工硬质合金及淬火硬度较高时，其磨出的工件粗糙度应能达到Ra=0.2μm。现在大部分采用的平面磨床加工，在遇到一种长而薄的薄板零件时，加工相对较难。这主要是因为在加工时受到磁力的吸附作用，使工件发生形变，因此，在拿下工件后，又容易发生回复变形，鉴于此种情况，应采用隔磁磨削法，这样一来，就能够达到改变磨削的效果，实现平行度。
2.3电加工
对于该阶段则需要切割加工技术。我国机械生产、制造企业已经开始进行机械自动化生产，在机械自动化生产中数控技术是常用的自动化技术，切割加工技术是数控技术中的一种，在冲压模具精加工中，现使用切割加工技术对机械工件进行切割，将其多余的部分进行切除，为冲压加工提供方便。丝线切割加工的精度要求较高，在加工开始时，应对机床的状况进行检查，对乳化液的纯净度及水温进行详细检测，线切割加工是对整块材料进行去除加工，主要是让工作原有的应力平衡，但这样，就较容易引起应力集中，通常情况下，应留置一定的圆角。热处理完后，在平面磨床上磨出一个基准平面，以基准平面定位，上线切割机床加工形腔。这样，工件在热处理中已完全变形，在精加工中就不会再变形。
2.4零件表面的处理及组配加工
一般机械零件表面在加工时容易留下磨痕或者刀痕，为此，在加工结束后，应采用钳工打磨，对零件的表明进行再次强化。工件的锐角及棱边可进行倒钝R化，电加工表面产生的变质硬化层，呈现灰白色，硬化层较脆并带有残留的应力，应在使用之前将其进行消除。另外，在组配加工的过程中，对装配图详细查看，各個零件应备齐，将各个零件之间的装备顺序、注意事项列出，然后按照规定程序对其进行组配;在组配时会出现一定的磁化现象，极易吸收小铁末，为此，可在组配之前采用乙酸乙酯进行清洗。
3.小结
总之冲压模具在机械零件精加工中能够起到重要的作用其不仅能够提升零件的加工精度，同时还可以在降低机械零件加工成本的同时提高机械产品的质量始机械制造企业带来更高的经济利润。
参考文献：
[1]翟崇琳.冲压模具零件的制造工艺[J].新技术新工艺，2011，（10）
[2]王燕.冲压模具精加工分析[J].科技资讯，2012，（18）
试析冲压模具设计中机械运动的管控 第4篇
冲压是模具设计中的一个极为重要的环节。冲压的具体概念是通过设备和模具的双方面压力, 使各种规格、型号的材料彼此分离或者产生形变, 通过这种材料再生产的方法生产出不同规格的符合生产要求的材料。冲床, 更具体的说是立式冲床, 是进行冲压工艺的主要机器, 立式冲床运作时一般只进行上下运动, 这也意味着冲压工序也是上下运行的。为保证细小零件的精确性, 进行冲压时一定不能忽略板料和模具两者间的摩擦运动。在整个冲压工作进行时, 最为重要的是机械运动, 它运动的尺度大小对所生产的零件质量有着最直接的影响。
以物理逻辑对机械运动进行分析, 这种运动重要包括滑动、转动和滚动三种最本质的运动形式。这三种机械运动有着最本质的区别, 对冲压的影响也大有不同。并且, 冲压过程中, 一般不会只采取一种运动方式, 而不一样的组合也会影响冲压工作。所以, 我们一定要选择合适的机械运动形式, 保持模具与预先设计的一致性, 保证生产产品的品质。综合上面几点论述, 可以得出机械运动对冲压质量有着至关重要影响的结论。以下是对冲压工作的简单剖析。
上面的叙述中已经提到, 冲压工作受冲压机床的影响主要进行上下运动。但是, 模具设计中不会只靠上下运动来完成, 还可能会牵涉到转销结构、旋切结构等, 即机械的水平运动。为保证模具能够高效完成机械运动, 就需要把机床的上下运动转变为水平运动。这些问题的存在为模具设计增加了更高的难度, 也提高了企业生产的成本, 但是, 完成冲压过程中水平运动又是必须的。这就要求企业管理者设计科学合理的解决方案以应对这些问题, 实现模具设计过程中机械运动的有效控制。以下几段针对机械运动的控制和运用进行了深入的分析研究。
2 冲裁模具中机械运动的控制和运用
模具设计中的重要一环是模具冲裁, 模具冲裁又需要良好的冲裁工艺的保证。其基本工作步骤是把料板和卸料板压牢固定后再进一步的加工。在冲裁模具时, 需要使凸模和板料贴合后放入凹模, 三者之间会有一定的摩擦运动, 使板料和模具互相分开, 然后凸模上的卸料板废料会掉下, 模具冲裁大致完毕。冲裁过程中, 控制卸料板的运动尤为重要。控制的关键是先使卸料板与凸模接触, 然后再与板料接触, 严格按照这一先后顺序进行。冲裁时保证充分的压力可以有效提高切断面的质量, 还能使尺寸更为精确, 大大延长模具的工作年限。一般采用的设计冲裁模具的方法有一定的弊端, 即在冲裁完毕后废料和工件无法分开, 需要人力去分离, 这严重的影响了工作效率。为保证工件质量, 会根据具体情况在卸料板上增加限位块, 这样, 在落料冲孔运动完成之后, 工件会自动从凹模出来, 然后再使用限位块将废料进行推出。对于某较小部分有很大突起的冲压件, 为保证施工过程顺利进行, 可以在卸料板适当加大凸模和弹簧力, 以减少工件之间的时间延误, 在合乎模具设计规范的前提下尽可能的提高生产效率。有些模具上存在许多冲孔, 这就需要更大的压力来保证模具的精度, 最简单有效的方法是选用长短不一的冲头, 使冲孔进行时可以有时间间隔, 还能够减小冲裁力, 使工件能够高质量的顺利完成。
3 弯曲模具中机械运动的控制和运用
对于弯曲模具而言, 其加工工艺主要是先使板料和卸料板相互接触并且压实, 然后再让凸模和板料接触, 要达到这一目的, 凸模下降即可。在接触后还要让其进入到凹模口, 然后再使凸、凹模及板料进行相对运动, 板料在相对运动下就会发生弯曲和变形, 然后再让凸凹模分离开来, 弯曲凹模的顶杆会将变曲边推出, 这样就完成了整个的弯曲运动。在这个过程中, 顶杆和卸料板的相对运动至关重要, 和上述的冲裁运动一样, 在整个过程中要严格控制卸料板的运动。其方法是, 先让其和板料接触之后, 再让凸模和板料接触, 压料的压力要足够, 才能保证弯曲件的尺寸和精度。如果顺序发生改变, 就会使得弯曲件的精度和尺寸受到明显的影响, 弯曲件也极有可能出现过度的变形, 严重时会使弯曲件偏离设计的要求。另外, 在这个过程中, 要控制好顶杆的力量, 这样就会使弯曲件能够顺利从模具中推出而不发生过大的变形, 生产效率也可以得到有效地保证。有些弯曲件的精确度要求比较高, 因此必须保证进行弯曲运动时有一个运动死点。所谓运动死点, 简单说来就是结构件运行时碰到这个点必须停止运转。对于装有特殊开关的弯曲件, 要根据实际情况采取特殊的处理方式。例如:可以斜楔结构来帮助弯曲件完成度数小于直角的弯曲, 为了提高弯曲件的精度, 还可以采用转销结构辅助成型, 最终达到弯曲件的顺利成型。对于壳件弯曲件如我们最熟悉的电脑外壳, 其弯曲边一般会很长, 切忌在冲压过程中出现滑动, 一旦滑动便会使外壳的镀锌层掉落, 极大的影响了工件质量。因此, 我们一般使用镀钛的弯曲冲头, 以最好的保证弯曲件的表面光滑程度。
4 拉深模具中机械运动的控制和运用
拉深工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触, 并继续下降, 进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动, 致使板料体积成形, 然后凸、凹模分开, 凹模滑块把工件推出, 完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键。只有精确掌控卸料板的运动, 才能很好的保证拉深件的质量。一般要让卸料板与板料先接触, 然后再考虑凸模, 还需要保证充分的压料力, 以保证拉深件的平整和完整。也应给予凹模滑块充分的压力, 这样可以使拉深件底面平整。拉深复合模设计合理, 可以很好地控制结构件的运动过程, 达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。另外, 有些装饰品和日用品的拉深件需要有卷边工序, 模具设计中也用到了滚轴结构, 所以, 在卷边过程中滚动的摩擦力非常小, 不容易擦伤工件表面。对于拉深结构件如马达中的旋转结构来说, 它们对于跳动高度、切边高度等要求较高。所以, 在进行模具设计时必须足够细心, 最需要注意的是旋切结构, 一般我们会使用旋转运动修边, 以最高效的保证切边的精确尺寸, 不仅如此, 还能保证切边光滑及内部纹路美观。并且, 这种旋切结构结合实际工作进行过一定的改进, 操作已经相当便捷, 在连续拉深模具工艺中已得到极为广泛的应用。
5 结束语
综合文章论述, 冲压工艺模具的差别和不同的设计都会影响机械运动。因此在模具设计工作中, 必须对模具的力学设计和结构给予充分的重视, 以保证工件精度。工件的质量受到模具设计的直接影响, 冲压质量又与机械运动密切相关, 这些因素都会影响模具的质量。此外, 在进行机械运动控制时, 要考虑到不同工艺的模具达到产品需求需要不同的条件, 需要进行不同的控制, 还要在控制过程中不断引进创新性工艺。做到以上这些, 才能实现模具设计过程中对机械运动的灵活控制和运用。
参考文献
[1]刘陶, 龙思远, 李兵.镁合金筒形件旋压成形工艺及模具设计[J].模具技术, 2010 (2) :22-24.
冲压机械 第5篇
动化试题
一、单项选择题（共 25题，每题2分，每题的备选项中，只有1个事最符合题意）
1、危险和可操作性研究方法可按__个步骤来完成。
A．4 B．2 C．3 D．5
2、在企业安全生产中，各管理机构之间、各种管理制度和方法之间，必须具有紧密的联系，形成相互制约的回路，才能有效。这一结论源于__。
A．反馈原则
B．封闭原则
C．整分合原则
D．动态相关性原则
3、依据《烟花爆竹安全管理条例》的规定，烟花爆竹工厂必须设置消火栓系统、固定式灭火装置、手抬机动泵等消防设施，并且消防用水量应不少于__m3。
A．27 B．54 C．108 D．216
4、常规安全检查通常是对作业人员的行为、作业场所的环境条件、生产设备设施等进行的检查。检查效果很大程度上取决于检查人员的个人经验和能力。为了尽量减小检查人员个人因素对检查结果的影响，常采用的方法是__。
A．作业条件危险性评价法
B．可靠性分析法
C．事故树分析法
D．安全检查表法
5、根据《安全生产法》的规定，重大危险源应进行登记、检测、评估、监控等工作，负责组织评估工作的是__。
A．生产经营单位
B．省级安全生产监督管理部门
C．中介机构
D．市级安全生产监督管理部门
6、从事安全生产工作的社会主体包括企业责任主体、中介服务主体、__和从事安全的从业人员。
A．政府监管主体
B．政府管理主体
C．政府机关及相关主管部门主体
D．政府主体
7、在石门向煤层至少打__个测压孔，测定煤层瓦斯压力，并在打钻过程中采样，测定煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度，按综合指标进行预测。
A．2 B．3 C．4 D．5
8、法律通过授权职代会、职工和__的监督形成对矿山企业安全生产的内部管理机制。
A．矿山委员会
B．班会
C．工会
D．矿务局
9、注册安全工程师执业资格制度是一项新的__执业资格制度。
A．专业人员
B．专业技术人员
C．技术人员
D．特种技术人员
10、我国煤矿安全监察实行__的管理体制。
A．垂直管理，分级监察
B．横向管理，分级监察
C．属地管理，垂直监察
D．属地管理，分级监察
11、负责观察演练进展情况并予以记录的人员是__人员。
A．记录
B．模拟
C．评价
D．控制
12、审核范围是指受审核的职业安全健康管理体系所覆盖的活动、产品和服务的范围。确定审核范围实质上就是明确受审核方作出持续改进及遵守相关法律法规和其他要求的承诺，保证其职业安全健康管理体系实施和正常运行的__。
A．权力范围
B．义务范围
C．责任范围
D．实施范围
13、依据《注册安全工程师执业资格制度暂行规定》，注册安全工程师执业资格注册有效期满前__个月内，持证者应到原注册管理机构办理再次注册手续。
A．1 B．2 C．3 D．4
14、以下机械中，不属施工现场用于垂直运输机械的是__。
A．塔式起重机
B．龙门架
C．外用电梯 D．调直剪切机
15、粉尘的分散度是指粉尘整体组成中各种粒级的尘粒所占的百分比。粉尘组成中，小于__Pm的尘粒所占的百分数越大，对人的危害越大。
A．2 B．3 C．4 D．5
16、全国注册安全工程师的注册管理工作由__负责。
A．国务院
B．人事部
C．国家安全生产管理总局
D．煤矿安全监察机构
17、预警系统发出某事故警报，而该事故最终没有出现。下列有关原因分析，正确的是__。
A．安全区设计过宽，危险区设计过窄
B．指标设置不当，警报过严
C．小概率事件也有发生的可能
D．安全区和危险区设计都过宽
18、在甲烷浓度低于__的情况下，电桥输出的电压与瓦斯浓度基本上呈直线关系，因此可以根据测量电桥输出电压的大小测算出瓦斯浓度的数值。
A．3% B．4% C．7% D．8%
19、永久气体气瓶的充装量是指气瓶在单位容积内允许装入气体的__。
A．最大压力
B．最大体积
C．最大质量
D．最大密度
20、《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）规定，生产安全事故一般分为__个等级。
A．二
B．三
C．四
D．五
21、行政处罚的实施机关主要是__。
A．行政机关
B．国家行政机关
C．人民政府
D．法院
22、根据我国国情，应由当地人民政府协调__，组织医院和急救中心，建立具有快速反应能力的交通事故紧急救援系统。
A．公安机关
B．保险公司 C．医院
D．公安机关及保险公司
23、__应当在劳动就业上给予特殊的保护。
A．女工和未成年工
B．有残疾的职工
C．女工怀孕期间
D．未成年工和有特殊情况的工人
24、依据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》，对被责令停产整顿的煤矿，颁发证照的部门应当____其有关证照。
A：吊销B：注销C：暂扣D：废止
25、电压在__V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备和金属外壳、构架，铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。主要有：保护接地网、主接地极、局部接地极、接地母线、连接导线与接地导线。
A．127 B．72 C．36 D．24
二、多项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）
1、某单位储存有0.5t氰化氢化学品及150t的电石危险物质（氰化氢和电石的重大危险源临界量分别是1t和100t），根据《危险化学品安全管理条例》，该企业应当将储存的危险化学品的数量、地点以及管理人员的情况报当地__。
A．公安部门备案
B．负责化学品登记的机构备案
C．安全监督管理部门登记
D．消防部门和安全监督管理部门备案
E．安全监督管理部门备案
2、事故统计工作一般分为__步骤。
A．资料搜集
B．资料整理
C．综合分析
D．资料汇总
E．统计分析
3、锅炉安全附件包括__。
A．安全阀
B．水位表
C．压力表
D．电表
E．温度测量装置
4、生产经营单位的决策机构及其主要负责人、个人经营的投资人未能保证安全生产所必需的资金投入，使生产经营单位不具备安全生产条件，应该__。
A．责令限期改正，提供必需的资金，并处罚金
B．逾期未改正的，责令停产停业整顿
C．有违法行为，导致发生安全生产事故、构成犯罪的，依照刑法有关规定追究刑事责任；尚不够刑事处罚的，对主要负责人给予撤职处分，对个人经营的投资人处以罚款
D．责令限期提供必需的资金
E．直接给予经济处罚
5、造成人的不安全行为和物的不安全状态的主要原因可归结为四个方面，即技术原因、教育原因、身体和态度原因、管理原因。针对这四种原因，可以采取三种防止对策，也就是所谓的“3E”原则。“3E”分别是指__。
A．工程技术对策
B．教育对策
C．管理对策
D．实施对策
E．法制对策
6、以低碳钢为例，得出金属材料受拉伸外力作用引起的变形可以分为__几个阶段。
A．弹性变形阶段
B．塑性变形阶段
C．屈服阶段
D．弯曲变形阶段
E．断裂变形阶段
7、下列各项关于车辆轮对基本限度描述正确的是__。
A．车辆轮对内侧距离为1353±3mm B．车轮轮厚度客车≥25mm，货车≥23mm C．车轮轮缘厚度≥23mm D．车轮轮缘垂直磨耗高度≥15mm E．车轮踏面圆周磨耗深度≤8mm
8、对新装、迁装和检修后的锅炉，启动之前要进行全面检查，检查内容主要有__。
A．检验锅炉是否加满水
B．检查安全附件是否齐全、完好
C．检查各种辅机特别是转动机械是否完好
D．看其是否处于可投入运行的良好状态
E．检查钢结构部分是否完好
9、根据《安全生产法》的规定，生产经营单位不具备__规定的安全生产条件，经责令停止停业整顿仍不具备安全生产条件的，安全生产监管监察部门应当提请有管辖权的人民政府予以关闭。
A．法律
B．行政法规
C．部门规章
D．国家标准
E．行业标准
10、工业生产过程中粉尘危害的控制措施有__。
A．屏蔽作业
B．湿式作业
C．采用密闭、通风、除尘系统 D．采用吸尘器
E．戴防尘口罩
11、施工单位应建立安全生产责任制度，对所承担的建设工程进行安全检查，并做好__安全检查记录。
A．定期
B．不定期
C．巡视
D．旁站
E．专项
12、眩光可使可见度下降，并引起视力的明显下降。眩光造成的主要危害有__。
A．破坏暗适应，产生视觉后像
B．降低视网膜上的照度
C．减弱被观察物体与背景的对比度
D．观察物体时产生模糊感觉
E．导致睫状肌萎缩，使其调节能量降低
13、特种作业的范围包括__。
A．电工作业
B．木工作业
C．金属焊接
D．锅炉作业
E．公交车司机
14、危险物品的生产、经营、储存单位以及__单位的主要负责人和安全生产管理人员，应当由有关主管部门对其安全生产知识和管理能力考核合格后方可任职。
A．环保
B．矿山
C．建筑施工
D．核能调研
E．办公用品生产
15、管理评审的目的是要求生产经营单位的最高管理者依据确定的时间间隔对职业安全健康管理体系进行评审，以确保体系的__。
A．准确性
B．科学性
C．充分性
D．有效性
E．持续适宜性
16、根据《煤矿安全监察条例》的规定，关于煤矿安全监察的主要内容的表述中，正确的有__。
A．煤矿安全监察机构发现煤矿未依法建立安全生产责任制的，煤矿安全监察机构协助建立安全生产责任制
B．煤矿安全监察机构对煤矿安全技术措施专项费用的提取和使用情况进行监督，对未依法提取或者使用的，应当责令限期改正
C．煤矿安全监察机构审查煤矿建设工程安全设施设计，应当自收到申请审查的设计资料之日起30日内审查完毕，签署同意或者不同意的意见，并书面答复
D．煤矿安全监察机构对煤矿建设工程安全设施和条件进行验收，应当自收到申请验收文件之日起30日内验收完毕，签署合格或者不合格的意见，并书面答复
E．煤矿安全监察机构发现煤矿矿井使用的设备、器材、仪器、仪表、防护用品不符合国家安全标准或者行业安全标准的，吊销煤矿安全生产许可证
17、《工伤保险条例》第十四条规定，职工有下列__情形之一的，应当认定为工伤。
A．在工作时间和工作场所内，因履行工作职责受到暴力等意外伤害的B．患职业病的
C．因工外出期间，由于工作原因受到伤害或者发生事故下落不明的D．在上下班途中，受到机动车事故伤害的
E．在工作时间和工作岗位，突发疾病死亡或者在48小时之内经抢救无效死亡的
18、安全生产监督检查的基本特征是__。
A．权威性
B．自愿性
C．强制性
D．创新性
E．普遍约束性
19、与生产过程有关的职业性危害因素包括__。
A．粉尘
B．病毒
C．劳动制度
D．辐射
E．振动
20、某工人在车间内操作冲压机，由于他带病作业，误按冲压机开关，导致事故的发生。其导致事故的直接原因有__。
A．作业环境不良
B．从事禁忌作业
C．接触有毒物质
D．操作错误
E．健康状况异常
21、为了对职业健康安全文件的识别、批准、发布和撤销以及职业健康安全有关资料进行控制，企业应制定书面程序，并应达到__要求。
A．明确体系运行中哪些是重要岗位以及这些岗位所需的文件，确保这些岗位得到现行有效版本的文件
B．在任何情况下，文件和资料都应便于使用和获取
C．职业健康安全管理体系文件应书写工整，便于使用者理解
D．传达到企业内所有相关人员或受其影响的人员
E．根据使用要求或为了保存知识而留存的档案性文件和资料，应予以适当标识
22、下列配电柜(箱)安装要求正确的有__。
A．触电危险性小的生产场所和办公室，可安装开启式的配电板
B．触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，应安装封闭式箱柜 C．有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所，必须安装密闭式或防爆型的电气设施
D．配电柜(箱)各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐，安装牢固，操作方便，柜(箱)内应无积尘、积水和杂物
E．落地安装的柜(箱)底面应高出地面50～100mm；操作手柄中心高度一般为1.2～1.5m；柜(箱)前方0.8～1.2m的范围内无障碍物
23、从事安全生产工作的社会主体包括__。
A．社会责任主体
B．企业责任主体
C．中介服务主体
D．政府监管主体
E．集体责任主体
24、职业安全健康管理体系认证审核中的文件审核的目的是__。
A．确定是否进行现场审核
B．对现场审核的补充
C．为现场审核做准备
D．收集充分的信息
E．提出体系存在的问题
25、《行政处罚法》要求行政机关必须依照本法规定的程序实施。法律规定实施行政处罚的程序主要有__。
A．简易程序
B．一般程序
C．听证程序
D．特殊程序
冲压机械 第6篇
【关键词】冲压模具设计；机械运动；控制；灵活运用
1.冲压过程中机械运动的概述
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。
2.冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。
3.弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。
有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于90度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。
值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。
4.拉深模具中机械运动的控制和运用
拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。
另外，有些装饰品和曰用品的拉深件需要有卷边（或滚边）工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。对那些需要在马达中旋转的拉深结构件，切边的高度、跳动度等要求相当高，需要在模具中设计特别的旋切结构，利用旋转（切）运动修边，不仅能保证切边的尺寸精度高，甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是，此旋切结构在实际设计改良后，已经非常易于模具加工制作，并且已运用于连续拉深模具当中。
5.结语
机械零件加工中现代冲压模具的应用 第7篇
1 机械零件加工中现代冲压模具的应用方法
1.1 冲压模组配零件加工
在加工各种冲压组配机械零件的过程中, 要注意对具体的加工部位进行科学的选择。例如, 如果需要加工各种凸模或者凹模固定板以及卸料板型孔的时候, 便需要严格按照相应图纸的具体要求, 对基准件机械能细致的编制。另外, 也可以选择其他的组合加工模式, 例如对上下模座导柱和导套孔进行组合, 并在加工相同的基准之后, 再次加工导套孔固定孔。
1.2 组合加工
组合加工是一种特殊的工艺方法, 使用的是能够调试的刀、夹具以及同组零件。在加工的时候, 可以按照不同机械零件的实际工艺特点和外形、结构等进行合理的分类编组, 以提高工艺流程的科学性。组合加工是从传统的单件、单机床或单工序加工基础上发展而成的工艺方法, 并增加了加工的工序, 实现了多个不同工件的集中加工。通过组合加工, 可以有效减少零件的装夹次数, 并提高加工的精度等。从而在提高机械零件技工质量的同时, 还可以有效降低加工成本, 实现加工企业经济效益的提高。
1.3 注射模组配零件加工
在利用注射模组配方式加工各种机械零件的时候, 可以选择不同的加工方法。其中, 小型模具可以利用复位杆来取代原有的板导柱。不采用单件钳工钻制, 而是采用复位杆孔与推板上的孔组合成镗制。
2 机械零件精加工中现代冲压模具的应用
2.1 加工流程的安全操作
(1) 生产。机械零件加工流程中的生产即为工作台操作, 加工过程中, 各种冲压需要在特定的工作台上完成。在加工的时候, 要注意对凹凸模予以严格的控制, 保证其具备足够的冲压能力。从而保证零件精加工的精度, 并提高加工的安全性, 避免加工过程中零件冲出工作台。
(2) 定位。加工过程中, 零件定位也是一个十分重要的步骤。如果工件固定不够稳定, 则在冲压加工的时候, 便容易出现偏离, 导致最终加工精度发生改变。而通过准确的定位, 则可以保证零件的加工精度。因此, 在对工件进行加工之前, 要将其妥善固定在工作台上, 并保证定位的准确性, 以保证后续加工流程的顺利进行。
(3) 导向。导向结构会对模具上下冲压路线产生较大的影响, 并对机械零件的最终加工精度等造成一定的影响。因此, 在对工件进程加工飞低吼, 要保证凹凸模符合标准的具体要求。一般情况下, 冲压模具使用的导向装置为导柱, 导柱可以发挥出强大的固定作用。另外, 加工时要保证导柱和模块以及压料板之间保持一定的距离, 以避免冲压超程损坏导柱。
2.2 机械零件的精加工
(1) 磨削。在对各种机械零件进行精加工的时候, 磨削是一个十分重要的步骤。以往的一些加工过程中, 忽略了对零件的磨削, 导致最终产品存在精度较低以及表面粗糙等质量问题。而磨削加工需要用到专用的磨床设备, 在对工件进行一定的磨削处理之后, 再将其安装到冲压模具上予以进一步的精加工。这样一来, 机械零件的加工精度便可以得到有力的保证, 以往的一些质量和精度问题也迎刃而解。
(2) 切割。随着时代的发展, 切割技术以及工艺水平都得到了较大的提高。在各种机械自动化生产过程中, 切割加工技术都得到了广泛的应用, 并获得良好的效果。在机械零件的冲压模具加工过程中, 为提高加工水平, 也可以积极的使用切割加工技术。利用切割技术按照加工需要来切割机械工件, 可以去掉多余的部分, 为冲压加工提供较大的便利, 实现加工效率等的提高。
(3) 表面。各种机械零件在经历进行磨削和切割等多个加工流程之后, 还需要接受进一步的表面加工。上述各项工艺结束之后, 受到冲压过于集中等因素的影响, 零件表面可能会存在一定的磨痕。这些磨痕的存在会对零件的质量等产生影响, 因此, 需要相应的表面加工使机械工件表面保持光滑, 以提高零件的最终质量。
3 结语
该文对机械零件加工中现代冲压模具的应用方法以及机械零件加工中现代冲压模具的具体应用相关问题进行了分析, 希望通过该文的分析, 可以为实际的机械零件加工提供些许参考。总之, 现如今, 各种现代冲压模具已经被广泛的应用于各种机械零件的加工之中, 并获得良好的应用效果。相信随着现代冲压技术和工艺的不断发展和完善, 机械零件的加工质量和加工精度等必将随之得到进一步的提高, 从而为企业带来更大的经济效益。
参考文献
[1]陈洪艳.现代冲压模具在机械零件加工中的主要方法及有效应用[J].河北农机, 2014 (2) :45-46, 47.
[2]徐荣其.机械零件精加工中现代冲压模具的应用研究[J].科技与企业, 2014 (2) :274-275.
冲压机械 第8篇
1 冲压过程中机械运动的介绍
冷冲压主要是对不同形式的板料或坯料进行处理, 采用模具和冲压设备造成压力之后进行冲压, 最后利用变形或分离实现加工, 得到了相应尺寸、形状、性能的产品。在冲压生产过程中运用最多的则是立式冲床, 而上下运动是冲压过程的主要运动方式。另外, 对于不同材料或结构之间的运动, 冲压过程采用的工艺也不一样。机械运动包括了很多不同的形式, 主要包括:滑动、转动、滚动等, 这些运动都可以在冲压加工中得到体现。而受到各种运动形式的特点影响, 对冲压造成的问题也是各不相同的。为了使用冲压过程的运动需要, 在冲压模具设计中则要采取针对性的措施防范处理, 以满足模具设计的需要。
2 弯曲模具中机械运动的调控
弯曲工艺的运动流程为卸料板先与板料接触并压死, 接着让凸模降低到与板料接触, 再持续下降到凹模, 凸模、凹模及板料之间形成运动趋势, 最后引起不同的板料变形, 接着凸、凹模分开, 弯曲凹模上的顶杆将弯曲边推出, 最终实现了弯曲运动。卸料板及顶杆的运动对于模具而言十分重要, 考虑到维持正常的弯曲质量或生产效率, 对卸料板的运动要采取严格的控制方式。一般都是先和凸模与板料接触, 同时保证压料力达到标准大小, 否则会造成弯曲件尺寸精度差或平面度达不到要求。另外, 要维持顶杆力在标准状态下, 使其能将弯曲件正常推出, 防止弯曲件变形而影响到正常的加工秩序。若弯曲件的精度要求较高, 则要对每个生产加工流程严格控制, 避免出现各种质量问题而影响生产秩序。在加工过程中常常会遇到高精密要求的产品, 利用冲压模具加工时不得采取常规方式从凹模上脱落, 一般要采取斜楔结构或转销结构, 如:斜楔结构以实现<90°或回钩式弯曲, 选择转销结构来保证产品的成型处理。
需要注意的是在外壳件加工时, 由于其其弯曲边较长使得弯头与板料间的滑动在弯曲时会产生毛屑, 且造成材料镀锌层脱落, 这些都会影响到产品的质量, 加工人员要采取合理的方法控制。最常见的处理方式是把弯曲冲头镀钛, 不断改善产品的光洁度和耐磨性;也可以在弯曲冲头R角处嵌入滚轴, 将弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动, 通过降低摩擦力的方式来优化质量。
3 冲裁模具中机械运动的调控
在冲裁工艺中, 卸料板先与板料接触并压牢是最基本的运动, 凸模下降至与板料接触后下降进入凹模, 凸模、凹模及板料, 最后通过此昂对运动而造成板料分离, 接着凸、凹模分开, 卸料板将工件或废料从凸模上推落之后结束冲裁运动。卸料板在整个设备结构中有着重要的作用, 关系着冲压工艺的生产质量, 技术人员应该对卸料板动作严格控制, 必须保证其先于凸模与板料接触, 以此来维持理想的产品质量和精度。根据常规方式设计落料冲孔模具, 一般冲压后工件与废料无法区分。加工过程可对一些流程适当调整, 保证产品质量的前提下使用在凸凹模卸料板上添加凸出的限位块, 在结束落料冲孔运动之后由凹模卸料板将工件从凹模中推出, 接着由凸凹模卸料板将废料也从模上推落, 从而将工件与废料合理地区分开来。
若遇到一些特殊的工件时要及时调整冲压工艺, 如:对局部凸起的冲压件, 需在落料冲孔模的凹模卸料板上设置压型凸模, 并且维持充足的弹簧力来确保卸料板上压型凸模与板料的充分接触, 最终实现正常的落料冲孔运动, 让整个加工流程更加科学合理。对于冲孔模具的冲孔数量多的则要具备很大的冲压力条件, 这样会给生产操作带来难度。对于这种问题的处理, 一般选择不同长度的2~4批冲头, 在冲压时引导冲孔运动分段操作, 这样能显著控制冲裁力。而在弯曲面上有位置精度要求高的孔的冲压件, 则要设置科学的斜楔结构, 需弯曲之后完成相应的冲孔, 结合水平方向的冲孔运动能实现加工要求。
4 连续模具中机械运动的调控
连续模具涉及到多个不同的工艺, 如:冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺, 在冲压过程中里的机械运动同样也具备这些工艺特点。在控制连续模具时期可以分成各基本工艺有序进行, 从而保证每个阶段的加工流程满足质量要求。一般在连续模具中需要逐渐提升冲压速度, 这样能显著改善产品的生产效率。对于形状复杂、加工困难的产品, 在冲压时会遇到很大的难度, 需要加工人员采取特殊的工艺处理。可以把连续模具设计中划分为效率较高的冲压运动, 如:工程膨胀螺钉圆筒件, 其连续模具设计则能把其圆筒成型运动分解为两侧90°圆弧弯曲、中间60°圆弧弯曲、整体抱圆、圆度校正等工艺流程, 从而显著改善了产品的加工效率, 维持了冲压件的圆度符合设计要求。在冲压加工时要注意连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等, 这就需要设计人员安排计划时充分考虑这些因素, 保证各个装置之间能协调运行, 这有助于连续模具的政策生产加工。
5 拉深模具中机械运动的调控
在拉深工艺中, 其基本运动是卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触, 且维持下降趋势, 进入凹模, 凸模、凹模及板料形成相对运动, 造成板料体积成形, 最后把凸、凹模分开, 凹模滑块将工件推出后完成拉深运动。
卸料板和滑块的运动是很重要的, 其关系着整个模具的加工质量。操作人员要对卸料板的运动严格控制, 使其在凸模与板料接触之前完成操作。此外, 还要对压料力要严格控制, 避免拉深件发生起皱等, 这样可以避免整个结构体系出现问题。科学设计拉深复合模需要对不同构建的过程严格控制, 从而满足产品生产加工的需要。此外, 对于装饰品和日用品的拉深件需要有卷边 (或滚边) 工序, 模具设计对滚轴结构要采取合理的布局, 因而卷边过程中滚动的摩擦力很小, 不会对工件的层面造成损坏。对需在马达中旋转的拉深结构件, 切边的高度、跳动度等要求相当高, 这就要对旋切结构进行合理转换, 保持正常的处理防范, 这样才能达到各种尺寸精度的要求。根据使用情况看, 旋切结构在实际设计改良后的质量、性能都显著改善, 使得冲压模具的工艺效果得到了最大的发挥。
6 结语
冲压模具加工是现代机械制造行业的新方式, 在加工过程中要采取综合性的设计方法。企业在引进冲压模加工后, 要做好各个方面的控制工作, 满足不同的生产加工要求, 最终保持产品质量符合要求。
参考文献
[1]王秀凤.冷冲压模具设计与制造[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.
冲压模具在机械零件精加工中的应用 第9篇
1 冲压模具精加工的特点
对生产商来说, 零件的表面质量与尺寸精度, 直接影响其使用性质与经济效益。零件表面光洁度, 作为零件的直观评价标准, 会在很大程度上影响零件的销量。而产品的尺寸精度, 则关系到工件间的配合度, 影响设备的使用性能。而采用冲压模具, 则可提升零件的尺寸精准度与表面光洁度, 提高产品销量与企业效益。
冲压模具虽然具有较高的加工精度与表面质量, 但并不适用于小批量加工。而由于其所针对加工对象, 大都为非标准件, 且加工难度较高。因此, 实际生产中一般对组配零件进行加工。
2 冲压模具的精加工方法
2.1 组合加工
冲压模具可以实现组合加工。由于零件自身的加工要求, 以及编组与工艺特点等的差异, 故而需要一套固定的工艺流程, 将同组的刀具与零件进行调试, 并将零件材料进行集中加工。该加工方法将传统的单工序加工, 转化为多工序加工。从而降低了刀具与零件的装夹次数, 并提升零件的位置、尺寸精度与装配精度。使生产成本得到有效降低, 并提高产品质量与精度。
2.2 组配加工
采用冲压模具加工方法, 需要注意零件之间的配合度。通常需要以某一零件作为基准件, 为其他零件作尺寸参考。
2.3 注射模加工
采用注射模进行零件加工, 具有多种加工方法可供选择。其具体应用方式, 应结合零件类型, 以及零件在机械设备中的具体功用进行选择。例如在模具中, 可设置板导柱或者复位杆两种方式。如设置板导柱, 则需要结合动定模板, 并与其上的导套孔相配合, 完成加工过程。若采用复位杆, 则可将板导柱替换, 而结合推板进行加工。加工过程中, 采用镗制法, 制作复位杆孔和推板孔。
3 冲压模具精加工案例分析
有一待加工型芯, 该型芯主要由端配合面、工作面以及台阶面三部分所组成。为保证型芯表面质量与尺寸精度, 故而采取冲压模具组合加工法。从材料准备, 到零件质量验收共经历13 道工序。分析该型芯的加工流程可知, 推杆导向孔、固定板以及型芯组件等, 需要较高的配合精度, 因此在上述结构的加工中, 应在型芯和固定板装配完成后, 再对其进行线切割加工。可有效降低工件装夹次数, 提升加工位置及配合精度。
4 冲压模具的操作工序
零件生产企业以提高经济效益、社会效益作为目标。因此, 零件质量和精度的提升, 是企业永恒不变的前进方向。而只有严格按照规定要求的生产工序来操作, 才能使冲压模具所加工出的零件, 获得更高的精度与质量。同时, 严格按照工序操作, 还能在很大程度上保障生产人员的人身安全, 降低生产事故的发生率。
冲压模具的精加工流程, 主要可分为四个部分。分别是台面操作、工件定位、冲压导向与结构固定。所谓台面操作, 是指精加工的主要生产环节。在加工前, 首先应对零件的抗冲压能力进行确定, 以免加工时损伤零件结构或精度。其次还需加强零件材料的固定, 防止受到冲压力的作用而飞出机床, 导致人员或物品损伤。而工件的定位, 则是保证零件尺寸精度的重要环节。若零件没有得到良好的固定, 导致受冲压力作用而发生偏离, 则零件精度就会无法保障。所以, 在实际生产时, 还需对冲压安全性、操作控制等方面加强注意。
冲压导向是指加工过程中的冲压路线, 一般以导柱对路线进行控制。导向环节中, 一旦发生冲压超程, 则在巨大的冲压力下, 会使导柱遭受到损伤甚至损毁。由于冲压力极大, 因此一旦机床上的零件受到冲压力的影响而松散飞出。则会对周围操作人员造成严重危害。因此, 在生产开始前, 应做好结构固定工作。在生产过程中, 应观察零件状况, 并对其及时进行调整。从而在保证零件精度的前提下, 确保生产安全性。
5 冲压模具精加工的注意事项
由于各种零件的自身特质与用途要求不同, 并且冲压模具的加工方法较多。因此应结合具体的零件加工特点, 选择加工难度最低、工作量最小的方法。但前提是需要保证零件质量。
对于标准件的加工, 应依照相关文件中所规定的尺寸精度作为标准进行操作。同时确保零件表面, 具有合理的分布特性。零件结构, 具有达到标准要求的刚性。
冲压模具加工, 应本着降低电极消耗、减少刀具磨损、节约材料的原则进行。因此, 在加工前, 应做好设计工作。
零件加工的辅助时间较长, 会影响零件的生产周期与生产效率。在组合加工中, 应本着降低辅助时间、简化装夹次数的原则。
6 总结
冲压模具法所加工出的零件, 具有表面质量好、尺寸精度高的特点。在实际应用中, 应结合具体的零件特点与配合特性, 选择相适应的加工方法, 并严格按照操作工序进行加工, 从而提升生产效率与生产安全性。
摘要：随着机械加工行业的整体提升, 社会与市场对零件精度的要求也越来越严格。传统零件加工方法, 所能获得的尺寸精度与表面质量有限。而冲压模具加工方法, 对结构复杂或非标准的零件, 能获得较高的精度与质量。为了进一步提升零件的精加工水平, 文章结合作者多年工作经验, 从冲压模具精加工的特点、方法、操作工序、注意事项等方面进行分析, 并结合案例, 对冲压模具在机械零件精加工中的应用进行探讨。为相关行业的工作人员提供借鉴与参考。
关键词：精加工,机械零件,冲压模具
参考文献
[1]郑旭东.现代冲压模具在机械零件加工中的应用[J].工业C, 2015, 2 (44) :74-74.
[2]王佞.冲压模具在机械零件精加工中的应用研究[J].技术与市场, 2014, 11 (7) :204-204.
冲压机械 第10篇
传统的机械零件精加工技术精准度不好, 容易导致生产出来的零件不符合要求, 不能正常使用。而近年来兴起的冲压模具加工则属于精加工技术, 冲压模具是一种特殊的零件加工设备, 其出现和使用不仅有效提高了机械零件的加工精度, 也在一定程度上带动了相关企业的经济增长。
1 冲压模具的优势
机械零件精加工方式多样, 而冲压模具在投入使用时是依照零件的加工方式分为了多种模具进行。如成型模具、冲剪模具、压缩模具以及弯曲模具等。不同的机械零件精加工采用不同的冲压模具进行加工, 不同的冲压模具具有不同的加工优势。但几乎所有的冲压模具都能减少零件加工的公差值, 提升产品加工的精准度, 提高机械零件的经济附加值。
1.1 能够提高机械行业经济效益
随着社会的发展和经济的进步, 全球经济化时代已经到来, 而我国的机械制造行业却发展缓慢, 甚至近几年开始出现了生存困境, 主要体现在机械加工设备精准度不高, 难以满足现代机械零件加工的需要。而冲压模具的引进对于机械制造业来说无疑是一种进步, 机械零件加工和生产技术也由此提升, 从而给机械制造业带去良好的经济收益。
1.2 能够缩小机械零件公差量
机械零件的尺寸是产品的灵魂, 在加工过程中更是核心所在。很多机械的零件一旦尺寸不符合设计要求, 出现较大误差时就会被废弃, 这样不仅浪费资源, 还耗费了人力和时间。但冲压模具却能够缩小机械零件公差量, 使机械工件可以达到装配要求, 提高零件合格率。
1.3 能够增加机械零件表面光度
机械产品的实际性能和其他配备指标都需要通过实际测量才能判断, 而机械零件的表面光洁度则能够一眼看到, 对于机械零件而言, 其光洁度向来是采购商格外注重的地方, 光洁度不高的产品很难引起采购商进一步的兴趣。而经过冲压模具加工的机械产品通常表面光洁, 能够显著提升机械产品的质量。
2 冲压模具精加工
2.1 组合加工
机械零件精加工中最常见的是组合加工, 该技术是根据零件的外形与特点进行分类组合, 并通过可调试工具来改变其形态进行加工。组合加工由单机加工床、单件或单工序加工转为多工序加工组成, 这种集中加工的组合方式能够很好地减少零件在加工过程中的装夹次数, 保证零件每个加工面之间的装配精度, 从而减少资源消耗和设备的投入, 进一步提高机械制造效率。
2.2 冲压模加工
在进行冲压模组配零件的加工时一定要注意加工部位的选择, 才能够保证零件的精准度, 提高合格率。如加工固定板和卸料板的孔时可以先对零件加工图纸进行研究, 依照要求编制基准件, 或者选择导套孔和上下模座导柱进行组配加工, 在达到统一的基准后, 固定导套孔采取进一步的加工。
3 冲压模具在机械零件精加工中的应用研究
精加工中, 冲压模具起到了一个重要的作用, 冲压模具可以加工非常精细的机械零件, 但加工过程中要格外注意零件的生产与加工工序, 按照机械零件的加工设计图纸进行, 同时也要注意操作上的安全防范, 排除工件在加工时的安全隐患。冲压模具的精加工过程主要通过四个环节进行, 如图1所示。
3.1 工作台操作
进行机械零件生产一般都在工作台进行操作, 简单地说, 冲压模具加工中的冲压生产过程都集中在工作台完成, 机械零件的精加工中, 凹凸模是制作冲压的重要工具, 因此, 在加工过程中要格外注意凹凸模控制。所以在加工前应该对零件可承受的冲压进行设定, 确保零件精加工度。
3.2 部件固定
机械零件加工过程中, 工件的固定非常重要, 为了保证机械零件的完整性, 应该不断调整机械零件的位置, 确保冲压模具的冲压力度均匀。机械部件的固定可以使用弹簧固定、螺钉固定和螺母固定等, 固定好部件位置再进行冲压生产, 这样就能保证冲压模具部件的安全。
3.3 零件定位
机械零件的定位能够确保产品最终的精确度。零件在进行冲压生产前都需要进行工作台定位, 如果定位不稳就容易导致工件偏离, 降低加工精度。因此, 机械零件安排在工作台上后一定要进行准确定位, 定位可以从冲压数据、安全性、操作性以及模具具体结构来考虑, 从而对零件加工进行合理定位。
4 结语
总之, 冲压模具在机械零件精加工中能够起到重要的作用, 其不仅能够提升零件的加工精度, 同时还可以在降低机械零件加工成本的同时提高机械产品的质量, 给机械制造企业带来更高的经济利润。
参考文献
[1]罗小梅.冲压模具的精加工刍议[J].科技资讯, 2011 (20) :53-53.
冲压机械 第11篇
在机械手冲压线是当今大型冲压装备自动化技术发展的两大趋势之一,也是我国汽车车身冲压装备的主要形式[1]。我国的机械手上下料技术与国际先进水平差距明显,其中不乏由传统人工上下料的压力机生产线进行机械手上下料自动化改造而来的生产线。在这种生产线上压力机与机械手来自不同的厂家,压力机与机械手之间由于接口开放性等原因难以实现真正意义上的同步,为了不应影响节拍自动化改造公司往往设置机械手在最高速下运行,这样带来的后果就是机械手电机和齿轮箱负荷因数过高。而机器在上下料压机前的等待时间也很长。而目前采用的非实时、静态安全机制又限制了节拍的提高。本文提出的基于自学习的自适应时间统计再分配算法,和迭代优化算法经过MATLAB仿真验证,并且已经在实际项目应用中取得理想效果。
1 工序分析
汽车冲压自动化生产线由多台压机多台机械手交叉组成,其排列顺序为:线首料机械手压机中间机械手压机······ 线末机械手。其中本文规定以一台压机及其上下料机械手为一个冲压单元,完成一次机械手上料,压机冲压,机械手下料三个动作的时间为该冲压单元的循环周期。在一条生产线所有的冲压单元中循环周期最长的单元决定整条生产线的节拍。
为简化分析抽象出一个冲压单元的简化模型如图1所示。上下料机器人依次经过LO、WU、UO和WL四个点完成一次循环。为避免干涉机器人在压机内部时需要串行运行,即下料机器人会在WL点等待压机冲压完成进压机取料,上料机器人要在WU点等待下料机器人下料完成才能进入压机放料,压机要等到上料机器人放料完成才能冲压。而压机冲压的时间机器人都在压机外,这时压机和机器人之间互不干涉,可同时完成其余的工作。本文把这种互不干涉的运行时间称为并行运行时间。
很显然在压机和机器人最快速度确定的情况下并行时间越长,串行时间越短,那么整个冲压周期就越短,生产效率也就越高。然而在压机速度的制约下过高的机器人运行速度只会让机器人在WL点或者WU点等待时间加长。更坏的是提高了负荷因数,降低使用寿命。本文提出的这两种算法通过自学习和实时判断自动将串行运行时间降低到最小,在不影响生产效率的情况下寻求最佳机器人运行速度,改善机器人负荷因数。
2 时间统计再分配算法
2.1 算法介绍
如图2所示,上下料机器人从WU点到UO点动作和从WL到LO点的动作和压机冲压动作属于串行运行动作,降低任意一个动作的速度都会直接加长冲压周期,所以本算法不对这两个动作的速度进行优化,使其始终运行在最高速。而从LO到WU动作和从UO到WL动作和压机之间无干涉属于并行运行动作,速度不是越快越好而是与压机同步。本算法通过该变这两个动作的速度让机器运行更流畅消除在WU和WL点的等待现象,把等待的时间分到运行时间段里从而达到改善负荷因数的目的,程序流程图如图3所示。
2.1.1 时间统计
时间统计是指在机器人以最快速度运行下统计各个动作的执行时间(包括压机冲压时间)。这些运行时间作为该生产线参数传给控制算法。
统计的各时间段包括T_WU2UP(从WU点到UP点的时间),T_WU2UO,T_WL2LP,T_WL2LO,P_BETA(压机下压时间),其中UP点是经过迭代优化后提前启动压机的位置,LP是经过迭代优化后出发上料机器人可以上料的位置。统计方式为机器人到达该点时发出脉冲信号由PLC内部时钟计时两次脉冲信号的间隔时间。
正常运行时机器人每个时间段在不同的周期中大小仅差几毫秒,但由于生产线刚启动时有人工干预(擦模,验件等),造成有些数据不准确,所以要对这五组数据进行数字滤波处理。
2.1.2 时间段数字滤波处理
以T_WU2UP为例,统计得到的五组数据T_WL2LO[i](i=1,2,3,4,5),由于机器人运行的稳定性,我们只需过滤去两个远离平均值的数据剩下的平均值就非常接近真值了。算法如下:
1)求五个原始数据平均值:
2)在这五个数中找出远离平均值最大的数:
3)删除远离平均值最大的数,然后按1)、2)步删除剩余四个数的远离平均值最大的数;
4)求取剩余三个数的平均值作为真值存入变量T_WU2UP。
2.1.3 速度控制
本部分依据前两小节统计来的数据,对机器人速度进行优化,让每段动作时间分配更合理。由于压机和机器人运行的稳定性,以及精准的运动时间统计,可以准确的预估出机器人在整个周期的等待时间,把这个等待时间分配到动作中去,这样既不降低原有的生产效率又降低了负荷因数。具体算法如下:
1)在动作WL_LO(从WL点到LO点的运动)开始运动时计算动作LO_WU所用时间(time LO_WU)。
Target_WU[i] = p_start_clk[i] + T_p[i] +T_WL2LO[i+1];
TimeLO _ WU[ i ] = target _ wu[ i ] - clk - T _WL2LO[i];
其中Target_WU[i]为第i台机器人到达WU点的理想时刻,p_start_clk[i]为第i台压机的启动时刻,T_p[i]为第i台压机的冲压时间,clk为当前时刻。
2)在动作WU_UO开始运动时计算动作UO_WL运动所用时间(time UO_WL)。
Target_WL[i] = p_start_clk[i] + T_p[i];
TimeUO _ WL[ i ]= target _ wu[ i ]- clk - T _UI2UO[i];
3 ) 把计算出的运行时间TimeLO _ WU[ i ] ,Time UO_WL[i]通过现场总线传给机器人控制器。
2.2MATLAB仿真分析
把迭代优化算法用MATLAB进行仿真,得到结果如图4所示。本次仿真了五台压机六台机器人(符合试验现场)。图中纵坐标表示生产线方向上的坐标。图中横坐标为时间轴。蓝色块代表台压机在本周期内冲压过程。压机上下曲线代表上下料机器人工件坐标系的位置随时间的变化。线段的斜率即机器人的速度。
仿真结果如图4所示,不同的压机冲压速度不同,导致冲压单元的冲压周期不同,但机器人自动优化自身速度,既不等待也不影响效率,而且在取放料的过程中速度基本对称。
3 迭代优化算法
3.1 算法介绍
本算法并没有提高机器人和压机的运行速度而是在保证不发生干涉的前提下缩短串行运行时间来提高生产效率。如图2所示由于上料机器人动作WU_UO,与下料机器人动作WL_LO在空间上存在公共点,这就需要在时序上保证安全。传统的安全机制是等下料机器人到达LO点才允许上料机器人进入压机,这种方式属于静态的过于保守也是低效率的。本算法在实时安全检测保证安全的前提下通过迭代的方式把信号的发出时间逐次提前,如图5所示,即距离Unload Triger Load Distance逐周期递减,直到上下料机器人最小安全距离达到设定值。此时的允许上料点LP即为最优点。把该点的坐标作为配方存入数据块。以后加工该工件直接调用该配方数据即可。图6为本算法流程图。
本文提出的安全机制提供动态的实时安全保证。如图7所示,我们只关注机器人生产线方向上的位置,因为只要在生产线方向上不发生干涉就能保证安全。图7中五角星位置是压机模具位置,也就是机器人取放料的位置,两台机器人的两个坐标系以该位置为参考点才能表示出两运动工件的实时距离。由于工具坐标中心在端拾器的中心位置,而工件并不是一个质点,它有自己的宽度。图7中的蓝色方块代表工件,而机器人工件坐标R1cood,R2cood表示的是工件的几何中心。
各参数具体意义如下:
R1coord:上料机器人生产线方向上的坐标;
R2coord :下料机器人生产线方向上的坐标;
LoadCoord:上料机器人放料点坐标;
Unload Coord :下料机器人取料点坐标;
Short_distance :上下料机器人所带工件的实时距离。
取每个周期两机器人工件距离最短时刻的Short_distance存入变量Short_distance_min。
Short_distance_min = min(Load Coord – R1coord +R2coord – Unload Coord)
Short_distance_min小于等于设定的最小安全距离作为迭代终止的判定条件。当该条件不满足是下一周期继续进行迭代优化。直到该条件满足,把优化结果存入配方。
可以用同样的迭代优化方法去优化上料机器人提前触发压机的时机。
3.2 MATLAB仿真分析
把迭代优化算法用MATLAB进行仿真,得到结果如图8所示。本次仿真了两台压机三台机器人。图中纵坐标表示生产线方向上的坐标。图中横坐标为时间轴。蓝色块代表第一台压机在本周期内冲压过程,绿色块代表第二台压机在本周期内的冲压过程,其中比较窄的部分属于压机的安全角度,在安全角度内机器人是可以进入压机的。压机上下曲线代表上下料机器人工件坐标系的位置随时间的变化。本仿真不包含时间统计再分配算法故机器人是按最高速运行的。
图9为开始优化部分的局部放大图。图10为基本优化结束的局部放大图。由于第一台机器人没有前压机,而第三台机器人没有最后一台压机,我们把焦点放到第二台机器人上。
如图9所示,第二台机器人从第二个冲压周期开始在等待放料点等待(由于第二台压机比第一台压机慢)。随着冲压件数的增多等待时间变短,这是迭代优化的过程。图10是迭代优化将要完成的局部放大图。这时等待时间已经非常小,到最后几个周期等待时间已经消失。在其他段动作运行时间不变的情况下,等待时间消失了,自然生产效率也就提高了。此时整个冲压线生产效率短板是机器人的速度。
4 结论
本文提出基于机械手汽车冲压生产线的时间统计再分配算法和迭代优化算法经过MATLAB软件仿真证明该算法能改善机械手工况,并且能提高生产效率。把本算法应用与现实生产线时,生产效率从9件每分钟提高到11件每分钟。
摘要：提出了两种机械手控制算法。一种是基于自学习的自适应时间统计再分配算法在不影响节拍的前提下自动调整机器人运行速度,改善机械手的工况,另一种是迭代优化算法,不仅用实时安全判断保证了安全,而且提高了生产效率。这两种算法均在实际生产中取得理想效果。
关键词：冲压生产线,机械手速度优化,自学习,时间统计再分配,迭代优化算法
参考文献
[1]张志强.大型机器人冲压线上下料技术研究[D].燕山大学,2012.
[2]王明,黄英,王长润.机器人冲压自动线的生产节拍优化[J].仪器仪表用户,2008,77(6):75-77.