衝牀自動送料機構的設計

　　前言

衝壓是金屬塑性成形加工的基本方法之一，它主要用於加工板料零件，所以也稱為板料成形。衝壓既能夠製造尺寸很小的儀表零件，又能夠製造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠製造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠製造精密（公差在微米級）和複雜形狀的零件。衝壓具有生產率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便於實現機械化與自動化等一系列優點，因此在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等生產和發展具有十分重要的意義。

　　1.1.1 衝壓在機械製造中的地位及特點

衝壓既能夠製造尺寸很小的儀表零件，又能夠製造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠製造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠製造精密（公差在微米級）和複雜形狀的零件。佔全世界鋼產60%～70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經過沖壓制成成品。衝壓在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等製造中，具有十分重要的地位。

衝壓件重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質量穩定，一般不需再經機械切削即可使用。冷衝壓件的金屬組織與力學性能優於原始坯料，表面光滑美觀。冷衝壓件的公差等級和表面狀態優於熱衝壓件。大批量的中、小型零件衝壓生產一般是採用複合模或多工位的連續模。以現代高速多工位壓力機為中心，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫和快速換模裝置，並利用計算機程序控制，可組成生產率極高的全自動衝壓生產線。採用新型模具材料和各種表面處理技術，改進模具結構，可得到高精度、高壽命的衝壓模具，從而提高衝壓件的質量和降低衝壓件的製造成本。

衝壓生產的工藝和設備正在不斷髮展，除傳統的使用壓力機和鋼製模具製造衝壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種衝壓成形工藝亦迅速發展，把衝壓的技術水平提高到了一個新的高度。特種衝壓成形工藝尤其適合多品種的批量（甚至是數十件）零件的生產。對於普通衝壓工藝，可採用簡易模具、低熔點合金模具、成組模具和衝壓柔性製造系統等，組織多品種的中小批量零件的衝壓加工。

總之，衝壓模具有生產率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便於實現機械化與自動化等一系列優點。採用衝壓與焊接、膠接等複合工藝，使零件結構更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝製造出更復雜的結構件。

　　1.1.2 現代衝壓加工發展趨勢

製造衝壓件用的傳統金屬材料，正逐步被各種複合材料或高分子材料替代。 在模具設計與製造中，開發並應用CAD/CAM系統，發展高、新制造技術和模具、裝置等，以適應衝壓產品的更新換代和各種生產批量的要求。

推廣應用數控衝壓等設備，進行機械化與自動化的流水線衝壓生產。某些傳統的衝壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術所取代，產品的衝壓加工趨於更合理、更經濟沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由衝壓工序的性質決定的。衝裁衝孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，並做成鋒利的刃口，以便形成強大的剪切力進行剪切，使坯件與板料分離。在現代化的機加工過程中，消耗於送料的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬於輔助時間。要想提高生產率，減少生產中的輔助時間將是非常重要的一個環節。而要想減少輔助時間，就必須提高生產的自動化程度。自動送料機構就是為實現生產中送料工序自動化而設計的一種專用機構。

自動送料機構可將衝壓料或衝壓件經過定向機構，實現定向排列，然後順序地送到機牀或工作地點。這在自動化成批大量的生產中顯然是實用的，不但可把操作人員從重複而繁重的勞動中解脱出來，而且對保證安全生產也是一種行之有效的方法。目前，國內擁有大量的衝壓機牀，如果能把它們改造成半自動或自動機牀，將會充分發揮機牀的潛在力量，這是一個具有重大意義的事情，而在機牀上安裝自動送料機構，這將大大提高衝壓的生產效率，實現衝壓的完全自動化。

　　1.2 參考文獻綜述

衝壓工藝大致可分為分離工序和成形工序（又分彎曲、拉深、成形）兩大類。分離工序是在衝壓過程中使衝壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時衝壓件分離斷面的質量也要滿足一定的要求；成形工序是使衝壓坯料在不破壞的條件下發生塑性變形，並轉化成所要求的成品形狀，同時也應滿足尺寸公差等方面的要求。

按照衝壓時的温度情況有冷衝壓和熱衝壓兩種方式。這取決於材料的強度、塑性、厚度、變形程度以及設備能力等，同時應考慮材料的原始熱處理狀態和最終使用條件。

1.冷衝壓 金屬在常温下的加工，一般適用於厚度小於4mm的坯料。優點為不需加熱、無氧化皮，表面質量好，操作方便，費用較低。缺點是有加工硬化現象，嚴重時使金屬失去進一步變形能力。冷衝壓要求坯料的厚度均勻且波動範圍小，表面光潔、無斑、無劃傷等。

2.熱衝壓將金屬加熱到一定的温度範圍的衝壓加工方法。優點為可消除內應力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低變形抗力，減少設備的動力消耗。 隨着現代工業的發展，現代衝壓加工的發展趨勢有以下五點：

（1）深入研究衝壓變形的基本規律、各種衝壓工藝的變形理論、失穩理論與極限變形程度等；應用有限元、邊界元等技術，對衝壓過程進行數字模擬分析，以預測某一工藝過程中坯料對衝壓的.適應性及可能出現的質量問題，從而優化衝壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對生產過程的直接指導作用。

（2）製造衝壓件用的傳統金屬材料，正逐步被高強鋼板、塗敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他複合材料或高分子材料替代。隨着材料科學的發展，加強研究各種新材料的衝壓成形性能，不斷髮展和改善衝壓成形技術。

（3）在模具設計與製造中，開發並應用計算機輔助設計和製造系統（CAD/CAM），發展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等）製造技術以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應衝壓產品的更新換代和各種生產批量的要求。

（4）推廣應用數控衝壓設備、衝壓柔性加工系統（FMS）、多工位高速自動衝壓機以及智能機器人送料取件，進行機械化與自動化的流水線衝壓生產。

（5）精衝與半精衝、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術得到不斷髮展和應用，某些傳統的衝壓加工方法將被它們所取代，產品的衝壓加工趨於更合理、更經濟。

隨着近代工業的發展，以沖模為中心的電子計算機控制全自動衝壓加工系統的研製十分必要。現在已經出現了全自動衝壓加工生產線、衝壓加工中心、全自動落料衝牀、自己備有薄板上料和卸料的電子計算機數控轉塔式衝牀以及其他自動衝壓系統。這種系統必須配備相應的高質量、高效率的沖模。

自動模中的送料、出件等裝置主要由模具本身的運動部分來驅動（一般是上模）。還可以由壓力機的曲軸或滑塊來驅動，也可以由單獨的驅動裝置（如機械、液壓、氣壓等）來驅動。

自動模的送料、卸件、出件的動作最大特點是週期性間歇地與衝壓工藝協調進行。實現週期性動作的機構有棘輪機構、槽輪機構、凸輪機構、定向離合器、平面連桿機構等。自動模的自動化裝置就是自動模的驅動裝置通過週期性動作機構使自動化裝置的工作零件產生週期性工作，這就是自動送料機構。

本次畢業設計主要完成衝牀上自動送料機構的設計。