關于自動制釘機的設計方案

【摘 要】自動制釘機可以實現(xiàn)廢舊鋼絲的“變廢為寶”，本文從設計參數和要求入手，通過對自動制釘機的設計思路和方案進行分析，從而有效地實現(xiàn)制釘機的自動進料過程，提高系統(tǒng)運行的效率。

【關鍵詞】自動制釘機，設計，送料

目前，我國大部分的機械設備都本著節(jié)能高效的設計原則，自動制釘機也不例外，它主要由送料裝置、合模裝置、沖壓裝置組成，其中送料裝置負責送料工作，合模裝置完成相應的合膜模工序，沖壓裝置可以鐓粗鋼絲。在傳統(tǒng)工作模式下，送料機構需要在停機狀態(tài)下才能夠引入鐵絲，且在制釘完成后需要采用人工法將鐵絲取出，這樣是難以提升系統(tǒng)運行效率的。為了提升系統(tǒng)運行效率，系統(tǒng)送料裝置必須要完成自動進料，為此，就需要改善傳統(tǒng)送料機構，這是實現(xiàn)制釘機自動化的重要因素。

一、設計參數與設計要求分析

需要設計的圓釘結構簡單，支出的釘身直徑可以為3.0、3.5與4.0mm，釘身長度為55、80與100mm，釘頭直徑為8.5、10mm，釘頭厚度為2mm，同時要滿足能耗低、使用方面、結構簡單、低噪音的要求。根據現(xiàn)階段制釘機的實際情況，找出市場對于產品的需求，并提出相應的設計要求，具體如下：第一，能夠對多種型號的鐵釘進行加工，使用范圍廣泛；第二，進絲均勻，保障制造外形可以大致相同；第三，可以使用鐵絲制造出普通的鐵釘，對于未達到標準長度的鐵絲，要自動脫出；第四，整個系統(tǒng)可以在工作狀態(tài)中引入新的原料。

二、自動制釘機整體設計

（一）自動制釘機設計思路

第一，送絲校直。在送入鐵絲時需要使用摩擦輪將彎曲鐵絲進行校直處理，在校直時，要與送絲動作保持一致性，為了更好的配合后續(xù)的動作，鐵絲的傳送需要有停頓性，因此，需要在系統(tǒng)中增加間歇機構，讓鐵絲可以實現(xiàn)間歇性的傳遞。在傳送時，需要設計好相關的加緊機構，這樣既可以放松送料裝置，也可以提升生產質量。

第二，冷鐓釘帽。釘帽是釘子的重要組成部分，在系統(tǒng)夾持鐵絲時，需要留出一定的鐵絲來制造釘帽，也可以使用擺動式或者移動式沖壓結構。

第三，冷擠釘尖。在以上流程完成之后，可以利用模具來擠壓出鐵釘的形狀，并留出釘尖；

第四，切斷鐵絲。在完成擠壓流程后，需要由剪斷機構來將鐵絲剪斷，這可以選擇急回運動系統(tǒng)；此時，再松開加緊機構，這樣即可完成整個設計流程，可以看出，自動制釘機的設計工作是十分復雜的，為了提升設計效果，需要采取科學的措施來提升系統(tǒng)運行的協(xié)調性，因此，需要應用皮帶與齒輪來進行連接，讓主動件實現(xiàn)聯(lián)動效果。

（二）自動制釘機設計方案分析

自動制釘機包括送料裝置、合模裝置、沖壓裝置幾個部分，其中送料裝置由四桿機構傳動、棘輪機構與摩擦輪校直幾個部分組成， 合模裝置包括固定板與滑板機構兩部分；沖壓裝置包括固定板、曲柄滑板機構與滑板機構三部分，具體設計方式如下：

1. 送料裝置設計方案。在送料裝置的棘輪機構中，有棘爪、遙感、止動爪、棘輪幾個部分，其中，棘輪可以發(fā)生間歇性運動，讓送料動作可以有所停頓，在送料完成之后，即可進行加緊、擠釘以及切斷等一系列的動作。待這一流程完成后，就可以進行送絲。在系統(tǒng)運行過程中，棘輪可以帶動摩擦輪的傳送，摩擦輪起著校直鐵絲與傳送鐵絲的作用。

2.加緊結構的設計。加緊結構是自動制釘機設計中的重中之重，對于鐵絲接近的效果直接影響后續(xù)工作能夠順利進行，在設計加緊結構時，需要留出一定的時間來實現(xiàn)冷鐓、剪斷以及冷擠作用。在回程的時候，需要完全將鐵絲松開，讓送料系統(tǒng)可以直接向前移動。系統(tǒng)中由連桿來驅動滑板，同時，連桿來起著連接曲柄的作用，曲軸可以帶動曲柄的驅動。在這一過程中，需根據滑板槽尺寸與形狀來調整加緊狀態(tài)。

3. 冷擠頂尖與剪斷機構的設計。冷擠頂板也使用與加緊機相同的滑板結構，由滑板來倒動推桿，在最高點時頂板即可擠壓到鐵絲，在特殊安裝時刻，也可以擠壓出相應的形狀，并將鐵絲剪斷。切斷與擠壓動作可以實現(xiàn)同時進行，這不僅可以有效提升工作效率，也可以提升系統(tǒng)工作協(xié)調性。將冷擠剪斷機構與加緊機構集中在同一滑板中可以讓系統(tǒng)的結構變得更加緊湊，只需要使用一個電動機即可協(xié)助系統(tǒng)完成運動，而冷鐓與冷擠也能夠采取初始位置調節(jié)法來實現(xiàn)同步運行，因此，該種設計模式有著傳送性能理想與生產效率高的要求。

4. 冷鐓結構的設計。冷鐓結構位于自動制釘機中央位置，處在系統(tǒng)中間導軌內，曲軸使用曲柄與中央滑塊進行連接，在曲軸旋轉時，曲柄能夠牽動滑塊在導軌中進行反復運動，這樣即很好的完成了沖壓目的。

三、設計方案小結

本研究設計的自動制釘機的送絲過程采用的是棘輪機構，可以實現(xiàn)間歇性與平穩(wěn)性的轉位，在送絲時，鐵絲是在滾輪作用下進行移動，在鐵絲與滾輪之間會發(fā)生相對滑動情況，這就會影響系統(tǒng)工作效果；基于這一因素，需要將曲軸連桿機構應與在冷鐓系統(tǒng)，雖然傳動穩(wěn)定性并非最高，但是結構簡單，運行效率高，冷鐓與冷擠也能夠采取初始位置調節(jié)法來實現(xiàn)同步運行。在剪斷結構與冷擠結構中，應用了滑板槽結構，這可以很好的滿足系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性，也能夠提升機械效率。此外，加緊機構需要基于滑板槽尺寸與形狀來開展設計工作，在系統(tǒng)運行時，加緊機構中有超過3/4的時間能夠處在加緊狀態(tài)中，可以有效的將冷擠間斷機構與加緊機構集中在一個滑板中，讓整個結構變得更加緊湊。

參考文獻：

[1]翟海舟. 自動制釘機的PRO/E設計[J]. 中國外資. 2012（19）

[2]楊化動，張亦靜. 自動制釘機送料機構方案設計[J]. 中國工程機械學報. 2010（02）

[3]單根立，李月英，白永鑫. 新型制釘機液壓系統(tǒng)設計[J]. 液壓與氣動. 2009（05）

[4]劉錦文. 滾壓制釘工藝試驗及其專機設計[J]. 鍛壓機械. 1999（05）

作者信息：

1邱燁 ，1980.8.17，男，漢族，河北省石家莊市人，本科，學士學位，研究方向：機械設計制造及其自動化

2吳永鋒， 1987.2.17， 男 ，漢族，河北省藁城市人，初級工程師，研究方向：機械設計制造及其自動化

3郭亮 ， 1987.6.2 ， 男，漢族， 黑龍江省牡丹江市人，本科，學士學位，研究方向：電氣工程及其自動化