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一种自动冲孔机结构设计方法

1、自动冲孔机结构设计

自动冲孔机设备主要由机械部分和控制部分组成,机械部分包括机架、X向运动装置、Y向运动装置、冲孔装置和夹紧装置构成。

自动冲孔机的机架要求成本低,结构合理制造方便,工艺性好,内应力小,有一定的负载承受能力且耐腐蚀,因此采用标准型钢(见图1)。

X向和Y向运动装置需要带动整个工作台完成。X、Y两个方向的直线运动,为了使各孔之间的距离均匀,要求位置控制精度较高,且在运动过程中要求运行平稳,运动速度可调,通过比较,采用步进电动机通过联轴器带动滚珠丝杠螺母运动的传动方式。由于工件壁厚为0.5mm,为避免工件被夹坏,需设计一个与工件形状相同的辅助支撑装置,将工件套到上面。该设计采用液压缸通过连杆机构带动两个夹爪实现同时运动实现对工件夹紧。

2、液压系统原理图

自动冲孔机设备中冲压装置和夹紧装置都是由液压传动实现的。由于冲孔液压缸垂直放置,所以回路中放置了平衡阀,系统卸荷通过先导式溢流阀的远程控制口实现见图2。

图1 冲孔机工作原理图

1-步进电机;2-联轴器;3-轴承;4-导轨;5-液压缸;6-夹紧气缸;7-冲头;8-导向杆;9-冲压气缸

图2 液压系统原理图

1-网式过滤器;2-液压泵;3-先导式溢流阀;4-单向阀;5-三位四通电磁换向阀;6-夹紧液压缸;7-平衡阀;8-行程开关;9-冲孔液压缸;10-压力继电器;12-两位两通电磁换向阀

3 控制系统

由于PLC具有通用性强,使用方便,调试和维修方便,可靠性高,抗干扰能力强的特点,自动冲孔机采用的是PLC控制。控制对象为X向、Y向步进电机和电磁换向阀,通过控制脉冲的个数实现工作台的位置控制;控制脉冲频率实现工作台速度控制;通过方向控制实现电动机正反转控制,从而实现工作台的正反两个方向运动;通过控制电磁换向阀的电磁铁通断电实现冲头上下运动和工件的松开夹紧(见图3)。

图3 接线图

4 结语

这种自动冲孔机的设计,能够实现工件自动夹紧、转孔,具有位置控制精度高、加工速度快、生产效率高、成本低等特点。

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