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福克森和雷城夹式高精度送料机的主要技术参数和工作原理

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-14 福克森送料机示意图表8-11 高速齿轮更换式送料机主要技术参数福克森辊式送料机的送料步距与齿轮齿数及分割器有关,分割器的分割数与送料步距的关系见表8-12。表8-12 分割数与送料步距之间的关系在提高辊式送料机精度方面,国内外各送料机厂家主要采取如下方法。随着伺服电动机价格不断降低,伺服辊轮送料机将逐步成为辊式送料机的主流机型。表8-15为雷城夹式送料机的主要技术参数。

福克森和雷城夹式高精度送料机的主要技术参数和工作原理

对于高速冲压时卷料的自动送进,需要满足以下要求:送料机必须与压力机同步,压力机冲压一次,送料机送进一次;送料动作必须在压力机实际冲压前完成;送料步距应保持稳定,并可调节。

送料机是至关重要的自动化周边设备。针对不同的材料规格、送料精度和送料速度,有多种形式。按输送方式,分为辊式送料机、夹钳式送料机和摆辊—夹钳送料机,其中前两种应用最多。

1.辊式送料机

辊式送料机在高速压力机生产线中使用最多,是利用辊子与卷料表面的摩擦力向前送料,材料厚度多在3.5mm以内,不能太厚。由于没有往复运动的影响,送料速度和送料精度都高。辊式送料机有三种形式,分别为高速辊轮送料机(见图8-12a)、福克森辊式送料机(见图8-12b)和伺服辊轮送料机(见图8-12c)。前两种送料机的送料动力来自高速压力机曲轴,第三种来自伺服电动机

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图8-12 辊式送料机

a)高速辊轮送料机 b)福克森辊式送料机 c)伺服辊轮送料机

高速辊轮送料机的原理示意图如图8-13所示,曲轴2旋转带动拉杆1,通过超越离合器7带动下辊6作间歇回转运动,使处于上辊5与下辊6之间的材料进给。安装在滑块体上的打杆3,在滑块下行时作用在提升杆8上,实现材料的放松,多为凸轮机构。安装在曲轴2上的偏心盘4,可对送料步距进行微量调整,通过调整偏心盘4与曲轴2之间的相位确定送料角度。多采用弹簧压紧材料。高速滚轮送料机的送料精度为0.05mm,采用模具内的导正销定位时,送料精度可达到±0.01mm。送料速度可达到20m/min,送料机内设置逆向装置时可达30m/min。表8-10为台湾雷城部分辊轮送料机的技术参数。

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图8-13 高速辊轮送料机原理示意图

1—拉杆 2—曲轴 3—打杆 4—偏心盘 5—上辊 6—下辊 7—超越离合器 8—提升杆

表8-10 高速辊轮送料机技术参数(部分)

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福克森辊式送料机源于20世纪60年代,美国成功研制出福格森(Ferguson)凸轮分度机构,并将其应用于辊式送料机上,称之为福克森辊式送料机,传动示意图如图8-14所示。其送料精度可达±0.01mm,速度达到60m/min。目前,福克森辊式送料机处主导地位,多用于微电机铁心冲压领域,与其他形式的送料机相比,其加速度特性最为理想,在送料开始和结束时,加速度为零,因而不会发生加速度突变,送料稳定精度高。

福克森辊式送料机有两种不同的结构形式。一种为更换料辊式,当需要改变送料步距时,更换下送料辊,但不能快速适应多种步距要求;另一种为交换齿轮式(见图8-12b),在分度机构输出轴和送料辊之间增加四个齿轮,可改变送料步距,能够在一定范围内对送料步距进行“无级”调整。交换齿轮式比更换料辊式多两级齿轮传动,因而精度下降了35%~40%,且对齿轮加工精度要求较高。福克森辊式送料机的间歇传动机构多为蜗杆凸轮式,也有平面凸轮式。美国明斯特公司,通过更换送料辊和一对交换齿轮,来改变送料步距,最大送料速度达80m/min,并通过液压联锁控制抬辊和压辊动作。表8-11为雷城公司交换齿轮送料机的主要技术参数。

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图8-14 福克森送料机示意图(蜗杆凸轮式)

表8-11 高速齿轮更换式送料机主要技术参数

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福克森辊式送料机的送料步距与齿轮齿数及分割器有关,分割器的分割数与送料步距的关系见表8-12。

表8-12 分割数与送料步距之间的关系

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在提高辊式送料机精度方面,国内外各送料机厂家主要采取如下方法。

1)防止和减少送料辊与材料之间的滑动。

2)在送料行程终点处精确定位。

3)改善送料装置的加速度特性。

4)提高分度精度,减少分度机构到送料辊之间传动的精度损失。

此外,为减小材料在送料开始时的滑动和惯性,采用S形校平机或在校平机与送料机之间设置“U”形引料装置。

伺服辊轮送料机,采用伺服电动机独立驱动,不依赖于压力机的曲轴,仅需要获取高速压力机的曲柄转角,因而机械部分比较简单,送料步距调整范围大,且调整简单。采用伺服驱动技术,送料的加速度特性十分优异,送料速度高达180m/min,可根据高速压力机的下死点确定送料时机,从而提高冲压品的合格率。随着伺服电动机价格不断降低,伺服辊轮送料机将逐步成为辊式送料机的主流机型。

伺服辊轮送料机有单伺服和双伺服之分,双伺服是在原有伺服电动机驱动上下料辊的基础上,放松部分也采用伺服电动机驱动。伺服电动机驱动料辊方式,有伺服电动机直接驱动和通过同步带(或齿轮)驱动之分。材料压紧有气缸压紧和空气弹簧压紧两种方式,多采用凸轮机构进行放松。伺服滚轮送料机的关键在于尽量降低从动系统的惯量,从而提高整个系统的快速响应能力。美国VAMCO公司Quantum和SR系列部分伺服送料机的技术参数见表8-13和表8-14。

表8-13 Quantum系列伺服送料机技术参数(部分)

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表8-14 SR系列伺服送料机技术参数

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2.夹钳式送料机

夹钳式送料机有三种形式,即机械式(见图8-15)、气动式(见图8-16)和液压式。液压式应用于送进大尺寸的板料,不用于中小型压力机,在此不再介绍。其中机械式应用最多,主要用于送进较薄和较软的材料。

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图8-15 机械夹钳式送料机

机械夹钳式送料机的夹钳与被送进的材料之间没有相对滑动,在送料行程终点处设有限位挡块,在低速冲压时其送料精度高于辊式送料机,但在高速冲压时,由于夹钳往复运动部件惯量大,造成送料精度有所下降,因此其送料频率和送料速度低于辊式送料机。机械夹钳式送料机除能够进行单条带料送进外,经过特殊设计,也可实现送进多条带料(见图8-15b)。为降低运动部件的惯量,采用铝合金工程塑料制造相应零件已成为发展趋势。机械夹钳式送料机能够实现送料步距的无级调整,且加工制造较福格森辊式送料机简单、成本低,因而广泛用于中小型高速精密压力机上。随着技术的发展,机械夹钳式送料机的送料速度和精度将不断提高。表8-15为雷城夹式送料机的主要技术参数。

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图8-16 气动夹钳式送料机

表8-15 夹式送料机主要技术参数

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气动夹钳式送料机利用压缩空气为动力,结构简单、调节方便、易损件少,主要用于特定行业的中小型压力机上。用气缸夹紧送进材料时,可通过增加缓冲器及采用铝合金材料来吸收和减小惯性力冲击,降低噪声,送料精度能够达到±0.025mm以内。图8-17所示为气动夹钳式送料机的示意图,当滑块下行时,通过安装在滑块或上模上的弹簧式引导杆,压下送料机中的导杆,移动夹板压紧材料准备下次送料。当滑块上行时,移动夹板向前送料,在送料行程终点处设有限位块。气动送料机的主要技术参数见表8-16。

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图8-17 气动夹钳式送料机示意图

3.摆辊-夹钳式送料机

图8-18所示为瑞士Bruderer公司在高速压力机上安装的摆辊—夹钳式送料机,由压力机曲轴通过万向轴驱动送料机,送料步距无级可调。其工作原理如图8-19所示,上下送料辊不是单方向回转,而是通过一套行星齿轮机构产生的往复运动,将上下料辊转化为摆动来送进材料。料辊只有在送料时才压紧材料,并将材料连续精确地送到冲压模具的定位销处。在滑块冲裁过程中,用压料板压住材料,滑块回程时上料辊抬升,材料被夹钳夹住。

表8-16 气动送料机主要技术参数(广州东泰)

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图8-18 摆辊—夹钳送料机(瑞士BRUDERER)

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图8-19 摆辊—夹钳送料机工作原理

4.其他送料方式

送料机大多单独安装在高速压力机的左侧或前侧,材料从左至右或从前到后送进,也有下列送料方式。

(1)推拉送料 推拉送料是指由两组高速辊轮送料机(见图8-20a)或伺服送料机(见图8-20b),对铜、铅和塑料等较软的材料实现推拉送进。由图8-20a可见,通过调整手动杆可使两个高速辊轮送料协调一致,为避免压伤材料表面,上辊轮可采用PU材质。对于两组伺服送料机,可通过一个控制单元调控两个送料辊子协调一致。

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图8-20 推拉送料

a)高速滚轮送料机

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图8-20 推拉送料(续)

b)伺服送料机

(2)双列送料 双列送料如图8-21所示。可以在同一伺服送料机上同时送进两种不同材料,也可以采用双伺服送料机,将两条材料同时送进模具。由一个控制单元控制两台伺服送料机。每台送料机均可在垂直与水平方向上进行调整。两组平行料带的间距可调,可更换料辊以适应材料变化。可在同一伺服送料机上同时送进两种不同材料,如图8-21b所示。

(3)超宽送料 如图8-22所示,用于大型定/转子冲片、饮料罐等行业需要的超宽材料场合,采用的是S形校平机。其动力源可取自高速压力机曲轴,也可由伺服电动机单独驱动。VAMCO公司的伺服送料机最大送料宽度达1550mm,送料速度高达90m/min。

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图8-21 伺服双列送料

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图8-22 超宽送料

(4)双联送料 如图8-23所示,主要用于电机定/转子冲片,当高速压力机台面尺寸不能满足一副模具同时冲压定子和转子时,常采用此方式。由两台高速压力机分别冲压转子和定子,采用两台伺服送料机,共用一个控制系统。

总之,送料机的选择,主要考虑材料的特性(软硬程度、材料厚度、材料宽度)、送料步距、送料速度、送料角度和送料形式等因素。

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图8-23 双联送料

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