农机链条附件冲压工艺及工装设计

黄健 吴洪波

摘 要：农业机械设备已成为提高农业生产率和生产效率的主要因素，必须引起设计人员的重视。结合现代科学技术，设计更加智能、美观、实用的农业机械设备，提高农业生产的竞争力，促进农业现代化，是农业机械发展面临的首要问题。

关键词：农机链条；冲压工艺；工装设计

前言

农机链附件的零件，广泛用于收割机链条，批量较大。传统加工工艺，是采用小吨位开式压力机及单工序模具，经落料、刻字、压筋、冲孔、整形、折弯（拉伸）等多个工序冲压加工而成，模具简单、数量多，但生产效率低，成本高。由于当前市场经济形势影响，制造成本压力日益加大，降低制造成本已经成为企业提升竞争力的主要手段之一，因此迫切需要寻求一种更加经济的生产方式。

1 零件的工艺特点分析

（1）零件的两组孔径中间均有压加强筋，压加强筋时极易引起链板平面度超差。（2）零件孔心距要求较高，孔径垂直度要求较好，折弯后相对应的两个孔径同轴度要好。（3）零件最后需折弯（拉伸），整体平面度要求较高。

2 冲压工艺改进和模具设计思路

传统工艺：备料（球化退火料）→落料（外形）→刻字→压筋→校平（整形）→冲孔→折弯（拉伸）。传统工艺缺点：一是工序多，生产效率低；二是落料后的刻字、压筋、冲孔均是以外形定位，位置度偏差大。目前已有企业采用多工位级进模先进工艺：从落料一直到折弯（拉伸）结束，一模二件，生产周期短、效率高。但该模具适合大批量生产，且模具的设计成本、制造成本和使用成本均比较大，对操作调试要求也比较高。经分析，设想采用一种折中的工艺，适合中小批量的短平快原则，经多次工艺试验论证：设计制造多工位合一的复合模具，将落料、刻字、压筋、冲孔、整形5个工序合并用一副模具冲压，采用250T开式压力机，将该零件冲压加工的6个工序减少为两个工序，即用2副模具完成零件冲压和成型加工。

3 模具以及加工中应注意的问题

（1）复合模一般是凸模中装有凹模，凹模中装有凸模，装配时如何保证各凸、凹模之间的同轴度，是模具结构设计应考虑的工艺问题。为保证模具精度，凸模座7、落料凹模11、推件圈12、凹凸模15采用慢走丝线切割机或坐标磨床加工，保证精度在0.005mm以内。（2）压筋凸模22和推件圈12、冲孔凸模23和推件圈12均为间隙配合，其间隙为0.005～0.01mm。推件圈12和落料凹模11为间隙配合，其间隙为0.02～0.04mm。（3）该模具中，凹凸模15扮演了重要角色，即是落料凸模又是冲孔凹模还是压筋凹模，因此，为了保证其寿命以提高工作效率，材料应选用W6Mo5Cr4V2或更优质的抗冲击、抗磨损模具钢。

4 链条的自动化装配

4.1 紧节检测装置

相关人员对新型检测装置以及现有技术进行深度剖析以后可以看到，原来的链条往往都是通过链轮驱动链条依赖于活动导轨来对链条是否紧节进行准确判断的，当紧节时，链条的形状会发生相应的改变，促使其接触到指定的活动导轨后，通过接近式传感器感应发出的信号感应，会使其驱动电机处于不工作的状态。倘若电机速度太快的话，接触紧节强度较大时，会导致链条出现卡滞的的情况，造成传动系统过载以及对产品外观的损坏。通过对上述内容进行深度剖析以后，相关人员最终将基恩士光纤距离反射这一传感器当做主要设备，同时还将原来的链条检测导轨取消了。不仅如此，在充分利用光纤及放射的基础上来对传感器红外线检测加以分析，采取针对性的手段促使传感器和PLC控制系统实现连接的目的，PLC控制系统主要是对电机驱动链轮带动链条移动进行控制的，这样做有着较多的优势，如不会发生紧节卡死的情况，同时还能在很大程度上促使传感器的准确性满足相关要求，可以不受任何约束对传感器产生的红外线进行科学调整，继而从根本上促进其检测水平的全面提升。

4.2 预拉状态数据采集系统

就该系统而言，其主要原理是相关人员借助于人机界面与触摸操作PLC系统控制，在实时监督预拉链条的基础上搜集保存后进行跟踪处理，可以结合各种链条要求对预拉的要求与参数进行适当的调整。该系统能够在触摸屏上输入与之相匹配的合同号，设定预拉保压时间等，其中对保压时间进行科学设置能够在很大程度上增强链条预拉的规范性。值得一提的是，无论是针对输入的数据来说，还是就称重传感器检测的数据而言，均是以表格的形态体现在触摸屏上的，同时还要对链条是否满足下相关工艺要求进行认真检查。

4.3 伺服定长拆节装置

需要使用PLC控制链长精度将人工目测定位系统加以替代，并在此基础上将液压拆节器自动拆节将手工拆节进行代替，这样做不但可以提高拆节的精准性，杜绝长短节链条，而且还有效缓解了相关人员的工作压力。通常情况下，伺服定长拆节装置主要包含液压缸、拆节滑块、夹紧定位气缸和链条导轨四个部分。针对导轨来说，其安装了传感器，同时传感器又与PLC控制系统相连，PLC控制系统与相关伺服电机以及液压拆解器处于连接的状态，同时还要采取针对性的手段确保伺服电机与链轮呈现出互相连接的状态，为链轮带动链条可以在導轨上顺利运行创造有利条件。在实际施工期间，以看到伺服驱动链轮能顺利通过相应的轨道，这个时候相关人员应当在合理利用PLC系统的基础上，采取有效措施对链条长度的节数进行科学合理的设置。针对伺服电机来说，其主要是依赖于PLC发出的脉冲数来计算链条长度节数的。与此同时，还要对整个环节予以高度重视，直到链条输送满足相关要求时，PLC控制系统才能发出相应的指令，且开启夹紧气缸推进夹紧，直到夹紧到位液压拆节器下行后方可把链条外单节拆开，以上所有都是自动完成的，灵活运用人机界面操作，有效整合工序，取代人工操作，继而保障产品的整体水平。

5 结束语

通过冲压模具改进和紧节、预拉、拆节、自动装配技术的应用，经连续两年、每年3个月以上的使用并测算，该模具使用效果较好，不但减少了工序，降低了生产成本，提高了生产效率，而且产品质量稳定，零件平面度、孔径垂直度等关键指标均明显提高。

参考文献

[1]徐长明，郑林泉.链条自动化装配技术及数据采集系统应用[J].机械传动，2016，40（11）：69-72