一種電機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品的自動收集裝置

摘 要：通常沖壓裝置進行使用時，一般都是需要機械手或人工取出工件，而機械手可能會在取件時出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、故障等問題，工件則會被沖頭下行時損壞，且人工取料不僅會嚴(yán)重降低生產(chǎn)效率，如若人工操作不當(dāng)還容易引發(fā)安全事故，因此，需進一步改進，設(shè)計一種不需要額外動力，憑借壓力機的開合模動作就能完成自動接料的設(shè)備。針對上述問題，提供了一種電機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品的自動收集裝置，能夠在復(fù)合模上模移動時，自動接住從上模中掉落的工件，降低了工人工作量，提高了沖壓效率。

關(guān)鍵詞：沖壓 沖模 收集裝置 自動卸料

0 引言

模具現(xiàn)在是應(yīng)用在全國各大制造業(yè)產(chǎn)品中生產(chǎn)所需要用到的重要工藝設(shè)備，沖壓成形模具作為我國現(xiàn)代工業(yè)中一種非常十分重要的模具加工技術(shù)，是專門用來制造和生產(chǎn)各種模具或者板料等零件，它們還具有許多獨特的技術(shù)優(yōu)勢，模具材料的工藝性能不僅能夠使模具在生產(chǎn)過程中操作簡單、更易于制造生產(chǎn)，還可以降低制作的成本。便于設(shè)計和實現(xiàn)工藝機械的自動化及生產(chǎn)效率高等諸多優(yōu)點，是其他的加工設(shè)備和方法之間無法相比，和其他不可以互為替代的先進制造技術(shù)，在我國裝備制造業(yè)中占據(jù)著很強的市場競爭力，被廣泛應(yīng)用于各類機械制造、汽車、航空飛行、電子、輕工和日常用品等行業(yè)[1]。

倒裝式復(fù)合模將工件在模具內(nèi)部進行一定溫度沖壓后遺留下來，而正裝式復(fù)合模模具沖壓后的工件和廢料都會遺留在模具的表面上，而這些工件一般都是需要機械手或人工取出。而且機械手可能在取件時反應(yīng)遲鈍或者發(fā)生故障時，被沖頭下行時而損壞，人工取料的話不僅會嚴(yán)重的降低生產(chǎn)效率，而且人工操作不安全的話很容易造成安全事故[2]。本次的改進僅憑借壓力機的開合模動作就能完成自動接料，而不需要額外的動力;沖壓件留置在凹模腔內(nèi)，頂出機構(gòu)能將沖壓件頂離一段距離，然后沖壓件落到轉(zhuǎn)移機構(gòu)將沖壓件接住并向后移，本次設(shè)計可以方便快捷的將沖壓件從凹模內(nèi)落出的電極片接住，并將沖壓件自動轉(zhuǎn)移，提高了產(chǎn)品的沖壓效率。

1 總體設(shè)計

1.1 設(shè)計方案

一種電機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品的自動收集裝置，包括連接桿、固定桿、擺桿以及接料組件，固定桿能夠布置于復(fù)合模的出料側(cè)，固定桿的中部套設(shè)有可轉(zhuǎn)動的軸承件，連接桿的Ⅰ端能夠鉸接連接在復(fù)合模上模上，且連接桿的Ⅱ端與軸承件固定連接，且軸承件能夠在上模上下移動情形下正反轉(zhuǎn)動，擺桿的Ⅰ端固定連接在軸承件上，擺桿的Ⅱ端連接有接料組件，擺桿能夠在上模上下移動情形下前后擺動，且接料組件的橫向后端能夠在上模向上移動情形下向后移動至上模的正下方位置。

其中，接料組件包括接料桿和接料板，擺桿的Ⅱ端開設(shè)有第一通孔，接料桿沿縱向穿置于第一通孔且其可轉(zhuǎn)動連接在擺桿的Ⅱ端，接料板的縱向兩側(cè)均設(shè)置連接有連接板，連接板設(shè)有第二通孔，接料桿的兩端分別穿置并連接于兩個連接板的第二通孔處。連接桿與復(fù)合模上模之間設(shè)置支撐座，支撐座的底部固定連接在復(fù)合模上模的側(cè)邊端面，連接桿的Ⅰ端鉸接連接于支撐座的頂部。連接桿包括第一連桿和第二連桿，第一連桿的Ⅰ端鉸接連接于支撐座的頂部，第一連桿的Ⅱ端與第二連桿的Ⅰ端鉸接連接，第二連桿的Ⅱ端固定連接在軸承件上，且兩根連桿之間的夾角為75°～90°。

通過上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)沖壓裝置的復(fù)合模上模向下運動時，帶動連接桿使軸承件轉(zhuǎn)動，進而帶動擺桿進行橫向向前擺動，此時，擺桿帶動接料板向遠(yuǎn)離模具的方向移動，直至接料板移動出復(fù)合模工作區(qū)域；當(dāng)工件完成沖壓后，復(fù)合模上模向上運動，擺桿帶動接料板向靠近離模具的方向移動，直至接料板移動至復(fù)合模上模正下方，此時，復(fù)合模上模的頂桿將模具中的工件頂出掉落至接料板中，實現(xiàn)了自動收集工件。

1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1所示，定義圖示坐標(biāo)軸X為橫向、坐標(biāo)軸Y為縱向，坐標(biāo)軸Z為豎向便于輔助說明，模具橫向左側(cè)為出料側(cè)，圖3給出了該裝置結(jié)構(gòu)示例的部分尺寸，其單位為cm。

參見圖1-圖4，本實施例1的一種電機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品的自動收集裝置，包括連接桿3、固定桿5、擺桿7以及接料組件8，固定桿能夠布置于復(fù)合模的出料側(cè)，固定桿的中部套設(shè)有可轉(zhuǎn)動的軸承件，連接桿3的Ⅰ端能夠鉸接連接在復(fù)合模上模1上，且連接桿3的Ⅱ端與擺桿7的Ⅰ端均焊接連接在軸承件4上，擺桿7的Ⅱ端設(shè)置連接有接料組件8，軸承件能夠在上模上下移動情形下正反轉(zhuǎn)動，擺桿能夠在上模上下移動情形下前后擺動，且接料組件的橫向后端能夠在上模向上移動情形下向后移動至上模的正下方位置以接住工件。

其中，連接桿3與復(fù)合模上模1之間設(shè)置支撐座2，支撐座2的底部固定連接在復(fù)合模上模1的側(cè)邊端面，連接桿3的Ⅰ端鉸接連接于支撐座2的頂部。連接桿3包括第一連桿301和第二連桿302，連桿301的Ⅰ端鉸接連接于支撐座2的頂部，第一連桿301的Ⅱ端與第二連桿302的Ⅰ端鉸接連接連桿302的Ⅱ端焊接連接在軸承件4上，且兩根連桿301、302之間的夾角為75°～90°，擺桿7與連桿302的夾角固定為90°或80°等。

接料組件8包括接料桿801和接料板802，擺桿7的Ⅱ端開設(shè)有第一通孔，接料桿801沿縱向穿置于第一通孔且其可轉(zhuǎn)動連接在擺桿的Ⅱ端，接料板802的縱向兩側(cè)均設(shè)置連接有連接板803，連接板803設(shè)有第二通孔，接料桿801的兩端分別穿置并連接于兩個連接板803的第二通孔處。

如上述，當(dāng)沖壓裝置的復(fù)合模上模1向下運動時，帶動連接桿3使軸承件4轉(zhuǎn)動，進而帶動擺桿7進行橫向向前擺動，此時，連桿301、302間的夾角為90°，擺桿7帶動接料板802向遠(yuǎn)離模具的方向移動（橫向向前移動），直至接料板移動出復(fù)合模工作區(qū)域；當(dāng)工件完成沖壓后，復(fù)合模上模1向上運動，此時，連桿301、302間的夾角變?yōu)?5°，擺桿7帶動接料板802向靠近模具的方向移動（橫向向后移動），直至接料板802移動至復(fù)合模上模1的正下方，復(fù)合模上模1的頂桿將模具中的工件頂出掉落至接料板802中，完成工件自動收集。該裝置憑借沖壓裝置的開合模動作就能完成自動接料，不需要額外的動力，運動原理簡單，且該裝置接料板不會與沖壓裝置發(fā)生接觸碰撞，工件收集過程不易出錯，減少了人工的工作量，提高了沖壓的生產(chǎn)及收集效率。

參見圖1-圖4，擺桿7包括調(diào)節(jié)桿701、滑動桿702和鎖緊螺栓，調(diào)節(jié)桿701的Ⅰ端固定連接在軸承件4上，調(diào)節(jié)桿的II端和滑動桿的I端均開設(shè)有沿其長度方向延伸布置的槽孔，第一通孔設(shè)置在滑動桿702的Ⅱ端，鎖緊螺栓能夠置于該槽孔內(nèi)并在槽孔長度方向上調(diào)整穿置位置，鎖緊螺栓在擰緊情形下能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)桿和滑動桿固定，使得第一通孔與軸承件之間的距離可調(diào)節(jié)。

具體的，槽孔可以為沿桿長度方向延伸的條形孔，此時鎖緊螺栓沿桿長度方向滑動以調(diào)整穿置固定位置，調(diào)節(jié)桿和滑動桿相互交叉疊放并調(diào)整交叉角度及長度，進而擰緊鎖緊螺栓固定?；蛘撸劭诪橐来闻帕械耐捉M，此時鎖緊螺栓能夠分別穿置在各個通孔組的通孔內(nèi)以調(diào)整穿置固定位置，調(diào)節(jié)桿和滑動桿相互交叉疊放并調(diào)整交叉角度及長度，進而擰緊鎖緊螺栓固定?；蛘撸瑢⑶笆鰲l形孔與通孔組組合在一起，在條形孔側(cè)邊上依次布置通孔組點位。鎖緊螺栓可為螺栓及螺母配套，螺栓穿過槽孔并擰緊在螺母上。

通過上述結(jié)構(gòu)，該自動收集裝置就能根據(jù)模具的閉合高度調(diào)整兩根桿相對距離及角度，使擺桿7的長度適中，能夠使接料板802與復(fù)合模上模1間的高度合適，以及使接料板伸入復(fù)合模的長度合適，保證工件掉落時接料板802能剛好到達復(fù)合模上模1的正下方，滿足于不同閉合高度的沖壓裝置使用，增強了實用性。

參見圖1-圖4，接料板802的橫向前端的上板面隨著向外逐漸向下延伸形成取料部，且取料部呈斜面結(jié)構(gòu)，接料板802的橫向后端的上板面隨著向外逐漸向上延伸形成引導(dǎo)部，且引導(dǎo)部呈斜面結(jié)構(gòu)或曲面結(jié)構(gòu)，圖示中，接料板802左端為斜面且其右端為曲面。如此，工件掉落至引導(dǎo)部，受重力作用沿引導(dǎo)部向下滑落至接料板中部。

在進一步改進實例中，參見圖4，連接板803與接料板802橫向的長度相同，使接料板802及其縱向兩側(cè)連接板803圍成凹槽狀結(jié)構(gòu)。連接板803可以與接料板802焊接連接，還可以由接料板802縱向兩側(cè)面沿豎向向上延伸與接料板802一體成型。通過上述結(jié)構(gòu)，凹槽狀結(jié)構(gòu)防止工件在采集時從接料板802上縱向兩側(cè)掉出，還能夠盛放堆積一定數(shù)量工件，等接料板802上盛裝一定數(shù)量的工件再由工人一并取出，便于統(tǒng)一收集。

參見圖1-圖4，固定桿5的兩端均設(shè)置有支撐桿6，支撐桿6的Ⅰ端固定連接在固定桿5的端部，具體地，通過螺母緊固連接或是焊接連接，支撐桿6的Ⅱ端則固定連接在沖壓床/工作臺上，使得固定桿5固定在復(fù)合模的出料側(cè)。

通過上述結(jié)構(gòu)，增設(shè)支撐桿6對固定桿5進行固定補強，保證了固定桿5的穩(wěn)固性，還可以在固定桿5兩端無固定點時作為支撐固定點，保證固定桿5能固定在出料口的前方，不易受到?jīng)_壓床的限制，提高沖壓設(shè)備適用性。

如前述，本裝置改進僅憑借壓力機的開合模動作就能完成自動接料，而不需要額外的動力；沖壓件留置在凹模腔內(nèi)，頂出機構(gòu)能將沖壓件頂離一段距離，然后沖壓件落到轉(zhuǎn)移機構(gòu)將沖壓件接住并向后移，可以方便快捷的將沖壓件從凹模內(nèi)落出的電極片接住，并將沖壓件自動轉(zhuǎn)移，提高了產(chǎn)品的沖壓效率。

憑借壓力機的開合模動作，通過連桿將上模與接料板連接。使用時，當(dāng)上模向上運動時，此時是開模，沖壓完成，電機磁極片被頂桿頂出掉落，此時，上模帶動連桿向上運動，利用杠桿原理，連桿帶動擺桿向后擺動，擺桿與接料板相連接，從而帶動接料板向后運動，通過連桿連接在上模的接料板剛好行程到電機磁極片掉落的下方，完成接料。當(dāng)上模向下運動，上模帶動連桿向下運動，利用杠桿原理，通過連桿連接在上模的接料板行程向前運動，從而錯開模具沖壓，避免模具沖壓過程損壞接料板。

該自動收集裝置利用沖壓裝置的開合模動作與沖壓裝置聯(lián)動配合，就能完成自動接料，不需要額外的動力，運動原理簡單，且該裝置接料板與沖壓裝置之間不會發(fā)生接觸碰撞，工件收集過程不易出錯，減少了人工的工作量，提高了沖壓的生產(chǎn)及收集效率。

1.3 運動原理

一種電機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品的自動收集裝置，利用沖壓裝置的開合模動作，通過連接桿帶動軸承件正反轉(zhuǎn)動，再牽動擺桿進行橫向前后擺動。當(dāng)沖壓裝置的復(fù)合模上模向下運動時，擺桿帶動接料板向遠(yuǎn)離模具的方向移動，當(dāng)工件完成沖壓后，復(fù)合模上模向上運動，擺桿帶動接料板向靠近模具的方向移動，接著接料板移動至復(fù)合模上模的正下方，復(fù)合模上模頂桿將模具中的工件頂出掉落至接料板中，完成接料。

2 結(jié)語

本文只是對模具的收集裝置進行了初步設(shè)計，通過對部分結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，驗證其實際可行性。但在整個裝置設(shè)計中仍存在一些問題，而且對該裝置的設(shè)計可能過于簡單，與實際情況仍有差距。如果在條件允許的情況下，可以通過3D打印一個較為相似的模型出來，通過實踐的方法能夠得到更為客觀的結(jié)果。

該裝置具有較大的研究價值，希望通過本文對電動機磁極片沖壓倒裝復(fù)合模產(chǎn)品自動收集裝置的設(shè)計和分析過程能夠給別人以啟迪和幫助，改善本文中分析的缺點和不足。通過了解國內(nèi)外各種相關(guān)裝置的發(fā)展?fàn)顩r，分析祖國未來自動化沖壓的發(fā)展趨勢，提出更為之有效的方法，能夠?qū)ζ鋭?chuàng)新設(shè)計作出進一步研究，對促進傳統(tǒng)沖壓行業(yè)的改進有更進步的發(fā)展。

基金項目：財經(jīng)素養(yǎng)教育在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的融合研究—以北部灣大學(xué)為例（項目編號：2022ZJY2567）。

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