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1　前言

         U形箍是全自動洗衣機中緊固洗衣桶的專用零件（見圖1）。由于該件生產(chǎn)工藝復雜，目前國內大多數(shù)洗衣機廠家的生產(chǎn)設備是從國外進口的，價格較高，提高了洗衣機的生產(chǎn)成本，而且該設備的維修難以保證。為此，我公司受某洗衣機廠委托設計和制造了加工U形箍用的自動機床。該機床的功能是通過送放料、校直、成形、彎半徑R、定長、切斷和拉延，將帶料寬度為27.4mm，厚度為1mm的鍍鋅板料（整卷）加工成U形箍零件（見圖2）。


圖1　U形箍零件


圖2　加工U形箍專用機床
1.料盤　2.成形切邊（前三組）　3.成形（后四組）　4.定長　5.切斷和拉延

2　總體方案

2.1　放送料

        該工序同時將兩盤帶料（帶料盤尺寸250×1000×27.4）分別裝入兩料盤中，兩料盤轉軸可繞支座中心回轉，當一盤料加工完后，只要將定位銷拔起，底板帶動兩料盤轉動180°，待用的另一盤料即可進入工作狀態(tài)，這樣可節(jié)省裝卸料的輔助時間。

2.2　滾彎成形

        滾彎成形包括滾壓成形和彎圓。滾彎成形是由七組輥輪在送進板料的同時作連續(xù)彎曲加工，前三組輥輪為校直切邊，后四組輥輪為彎曲成形，最后彎R圓弧。設計要點：

（1）滾壓成形速度：v=15-16 m/min

（2）主軸的驅動方式：上下等速驅動，主軸由低速大扭矩液壓馬達驅動（馬達型號為：1QJM12-1.0），該液壓馬達轉速可在4-160 r/min范圍內任意調節(jié)，額定扭矩為1480Nxm。

（3）導向線的選擇：為使板料從平板狀態(tài)向前移動直至成形需要有水平導向線和垂直導向線。水平導向線從第一組輥輪開始到第七組輥輪為止，始終保持在同一水平面上，并以成形輥輪的節(jié)圓直徑為基準。因U形箍零件為對稱斷面，所以垂直導向線與零件斷面中心一致。

（4）輥輪節(jié)圓直徑的確定：該專機設計成上下輥輪節(jié)圓直徑（也稱為孔型線）一致，在節(jié)圓上可以無滑移地送進成形材料。為了設計方便，我們將通過第一組輥輪直至最后一組輥輪的水平導向線和輥輪節(jié)圓直徑相一致，并使節(jié)圓直徑在每孔型中增加0.5%，朝著最后一組輥輪方向對材料給以拉伸，以防止彎曲和扭轉。

（5）彎R圓弧：在U形箍零件中要求直徑為523.5±1，為了達到這一要求，在彎R裝置中采用半徑可調節(jié)結構，通過試彎調整后使得彎出的零件能準確達到工藝要求。

2.3　定長裝置

        沿成形零件徑向彈性可移動裝置中的小滾輪始終壓在作連續(xù)移動的工件中，從而使小滾輪作純滾動，小滾輪的純滾動通過同步齒形帶傳至圓光柵編碼器，這樣，當圓光柵編碼器輸出的脈沖值達到設定值時，便發(fā)出信號給液壓馬達使其停止工作。只要通過調整設定的脈沖值就能方便準確地控制U形箍零件的周長（見圖3）。


圖3　定長裝置
1.導向輪　2.U形箍零件　3.壓輪　4.同步齒形帶　5.圓光柵編碼器　6.壓縮彈簧

2.4　切斷和拉延

         當定長裝置測出U形箍零件的長度達到規(guī)定長后，液壓馬達便停止轉動，使成形停止，此時由復合模中切料刀先將U形零件切斷，而后通過對稱的成形凸模拉延至圖紙要求，最后全部退回原位。至此便完成了一個零件的加工，機床開始下一個自動循環(huán)。

2.5　液壓傳動系統(tǒng)

        液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件共有兩個油缸（缸徑分別為80和50），一個液壓馬達。為了能準確快速地使液壓馬達停止下來，在液壓系統(tǒng)中設計了制動回路，這種回路的功能在于使執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運動狀態(tài)轉換成靜止狀態(tài)，對油路中出現(xiàn)的異常高壓和負壓作出迅速反應，使制動時間盡可能短、沖擊盡可能小。圖4中液壓馬達在三位四通閥切換時，緩沖溢流閥B在規(guī)定的背壓下實現(xiàn)制動。調壓時必須保證PＢ＝（1.05－1.1）PＡ。液壓系統(tǒng)主要參數(shù)如下：

液壓泵： YB１-10

電機功率： 5.5kW

系統(tǒng)額定工作壓力： 12MPa


圖4　液壓系統(tǒng)原理圖
C1——液壓馬達　C2——拉延油缸　C3——切斷油缸

3　結束語

         由于該專機帶動輥輪轉動的齒輪由液壓馬達驅動，從而使整個齒輪箱結構緊湊，很方便地獲得了成形所需要的低速大扭矩。另外將定長裝置與液壓馬達的油路制動相結合，使U形箍直徑得到快速而準確的控制。該機床已交付洗衣機廠使用近一年，穩(wěn)定地達到批量生產(chǎn)的要求（生產(chǎn)節(jié)拍為12秒），而價格僅為進口同類機床的三分之一。實踐表明，該機床的設計是成功的。