Z 型加強(qiáng)筋制作夾具的設(shè)計(jì)與實(shí)施

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大型鑄件砂型/芯因其重量重，樹(shù)脂固化劑的粘接力往往承受不住砂型/芯的重量，砂型/芯容易損壞。鑄造上常用砂型/芯里預(yù)埋“Z”型鋼筋加強(qiáng)筋的辦法，防止其松散損壞。一個(gè)大型鑄件的砂芯往往要預(yù)埋上千根“Z”型加強(qiáng)筋。目前“Z”型加強(qiáng)筋的制作辦法是操作工手握4～6 根鋼筋，在壓力機(jī)上先壓出Z 形上半部分，然后再掉頭在壓力機(jī)上壓出Z 型下半部分，整個(gè)操作過(guò)程中存在安全隱患，稍不注意壓制過(guò)程鋼筋會(huì)彈出壓力機(jī)，或者人手被帶入壓力機(jī)，而且制作效率極低，并且“Z”形極不規(guī)范，制作效率、制作質(zhì)量都滿足不了生產(chǎn)需求。針對(duì)“Z”型加強(qiáng)筋的制作工藝繁瑣，制作效率低下的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種針對(duì)“Z”型加強(qiáng)筋的制作專用設(shè)備，使其制作方式得到徹底改善。

1 Z 型加強(qiáng)筋制作夾具設(shè)計(jì)過(guò)程

“Z”型加強(qiáng)筋制作材料為直型φ8 鋼筋條，通過(guò)上下反方向折彎使φ8 鋼筋條呈現(xiàn)“Z”型。

設(shè)計(jì)目的為，首先規(guī)范“Z”型加強(qiáng)筋制作形狀，其次提高“Z”型加強(qiáng)筋制作效率。

設(shè)計(jì)思路：1）設(shè)置卡槽，折彎起、停點(diǎn)，控制“Z”型加強(qiáng)筋形狀；2）由原來(lái)上下反方向兩次折彎改進(jìn)為一次折彎成型；3）由原來(lái)操作工一次手握4～6 根φ8 鋼筋條改進(jìn)為機(jī)器單次裝卡10～12 根φ8 鋼筋條；4）折彎力來(lái)源選用減速機(jī)中心軸輸出。

設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)：針對(duì)設(shè)計(jì)思路，在φ8 鋼筋上下反方向折彎處設(shè)置立柱，中間設(shè)置卡槽，一次可放10～12 根φ8 鋼筋條，端頭設(shè)置擋板用于定位，同時(shí)擋板約束加強(qiáng)筋保證尺寸一致性。在折彎處對(duì)向再設(shè)置立柱，對(duì)向兩立柱同時(shí)作用于φ8 鋼筋條，卡槽旋轉(zhuǎn)使φ8 鋼筋條成型，圖1 為設(shè)計(jì)樣圖。

如圖1 所示，整體設(shè)備由一個(gè)減速機(jī)總成、一根轉(zhuǎn)軸、一個(gè)底座、三個(gè)擋板以及四根立柱組成。其中立柱b 和立柱d 的作用是鋼筋條的折彎點(diǎn)，鋼筋條沿著立柱b 和立柱d 折彎，立柱b 和立柱d 與底座11 固定合為一體；立柱a 和立柱c 的作用是促使鋼筋條沿著立柱b 和立柱d 折彎，立柱a 和立柱c與面臺(tái)9 固定合為一體；底座11 與轉(zhuǎn)軸10 連接合為一體；轉(zhuǎn)軸10 由減速機(jī)總成16 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；擋板a和擋板c 形成一個(gè)卡槽，用于鋼筋條排放定位，并與底座11 固定合為一體；擋板b 用來(lái)限制鋼筋長(zhǎng)度；擋板a 和擋板c 外側(cè)與底座11 外沿齊平或略低，作用是防止“Z”形加強(qiáng)筋成型后轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)過(guò)程中如果沒(méi)有擋板的作用，“Z”形加強(qiáng)筋就會(huì)變形；面臺(tái)9 設(shè)有起始標(biāo)線14 和終止標(biāo)線13，連同底座標(biāo)線15 用于限制“Z”形加強(qiáng)筋形狀，保證“Z”形加強(qiáng)筋形狀制作的一致性。

圖1 Z 型加強(qiáng)筋?yuàn)A具制作樣圖

2 夾具操作步驟

1）啟動(dòng)減速機(jī)總成16，操作減速機(jī)使底座上標(biāo)線15 與面臺(tái)上起始標(biāo)線14 重合；

2）把鋼筋條5 排放在擋板a 和擋板c 形成的卡槽中，端頭靠緊擋板b；

圖2 減速機(jī)總成順時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)底座旋轉(zhuǎn)

3）操作減速機(jī)總成16 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)底座11旋轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖2），此時(shí)由于立柱a 和立柱c 與面臺(tái)9固定為一體，立柱b 和立柱d 與底座11 固定為一體，底座11 旋轉(zhuǎn)，立柱a 和立柱b，立柱c 和立柱d同時(shí)作用，擠壓鋼筋條5 形成“Z”形狀（見(jiàn)圖3）；

4）當(dāng)?shù)鬃鶚?biāo)線15 與終止標(biāo)線13 重合時(shí)停止減速機(jī)旋轉(zhuǎn)；

5）讓減速機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)鬃鶚?biāo)線15 與起始標(biāo)線14 重合時(shí)停止減速機(jī)旋轉(zhuǎn)；

6）從卡槽里拿出“Z”型加強(qiáng)筋，放在規(guī)定區(qū)域；

7）進(jìn)行下一批鋼筋條折彎制作。

注意事項(xiàng)：當(dāng)把鋼筋條放在卡槽里，操作者肢體離開(kāi)設(shè)備，避免與設(shè)備接觸，只需操作減速機(jī)開(kāi)關(guān)即可，防止設(shè)備底座旋轉(zhuǎn)傷人。

根據(jù)實(shí)際需要的形狀和尺寸，設(shè)備組成不變，只需變換立柱間距尺寸、擋板布置尺寸以及終止標(biāo)線位置，就能制作不同形狀和尺寸的“Z”形加強(qiáng)筋，例如圖4 所示的“Z”形加強(qiáng)筋。

圖3 “Z”形狀鋼

圖4 不同形狀和尺寸的“Z”形加強(qiáng)筋

3 結(jié)論

利用制作的專用夾具，經(jīng)試驗(yàn)后“Z”型加強(qiáng)筋制作效果較好，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）制作效率大幅提高，相對(duì)于以前上下兩次折彎成型，改進(jìn)后一次折彎成型，效率提高一倍，并且裝卡鋼筋條數(shù)量是原來(lái)的兩倍，每分鐘可制作20根“Z”型加強(qiáng)筋；

2）制作形狀規(guī)范，形狀標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，卡槽、立柱、擋板、旋轉(zhuǎn)啟停點(diǎn)等等結(jié)構(gòu)保證“Z”型加強(qiáng)筋制作形狀一致性；

3）制作過(guò)程安全系數(shù)提高，改進(jìn)后受卡槽機(jī)構(gòu)限制，不需要操作者手工操作，安全可靠；

4）專有夾具的使用可以降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度。