铝卷材冲压自动化设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种自动化冲压设备，尤其是一种铝卷材冲压自动化设备。
【背景技术】
[0002] 铝冲压技术作为汽车零部件生产中的重要加工过程，冲压工序对铝卷材的变形程 度有较高要求，由于铝卷材易拉伸变形，而现有的各种冲压模具在送料过程中拉力过大，极 易造成铝卷材变形，因此生产出的产品质量无法得到保证；如果要保证质量，整个设备的送 进速度又会大大降低，影响加工效率，两者之间需要进行有效的协调，因此急需一种既能保 证加工速度又能保证产品质量的铝冲压自动化设备。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种铝卷材冲 压自动化设备。
[0004] 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
[0005] -种铝卷材冲压自动化设备，包括依次设置的放置有铝卷材的开卷机构、校平机 构、送进机构、喷油机构及机床，其中，所述开卷机构包括相互连接的伺服电机和滚轮，所述 滚轮的转速不超过115r/min;所述送进机构包括相互连接的伺服电机和送料棍，所述送进 机构间隙送料且送进频率与所述机床的冲压频率同步；所述校平机构与送进机构之间还设 置有抬料输送机构，所述抬料输送机构与校平机构之间设置有材料缓冲区；所述铝卷材从 所述开卷机构送进至所述机床的过程中，其变形程度不超过301，其中一个I单位是指将铝 卷材轧后，沿铝卷材横向均匀裁成若干条展平，最长与最短长度差放大100000倍，其满足 以下公式：
[0007] 其中：L是指铝卷材轧后料长；
[0008] A1是指铝卷材轧后最长与最短长度差。
[0009] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：所述材料缓冲区的长度满足铝卷材 落至所述缓冲区最低点时，处于所述材料缓冲区内的铝卷材的长度与所述缓冲区长度的 差值在1 _1. 2m。
[0010] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：所述校平机构包括校平辊，所述校 平辊具有原始凹凸度，所述原始凹凸度的曲线由挠度曲线和热凸曲线叠加得到，且将所述 校平辊磨销为表面粗糙度达到RaO. 3,最终镜面级粗糙度达到RaO. 01时，所述铝卷材的横 向厚度差在_〇. 06-0. 06mm。
[0011] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：所述喷油机构包括供油机构、供气 机构、喷头、减压阀控制箱及控制系统；所述供油机构包括油源，其通过输油管连接至所述 控制系统；所述供气机构包括压缩空气源，其通过输气管连接至所述减压阀控制箱，所述减 压阀控制箱通过输气管连接至所述控制系统；所述控制系统内设置有电磁阀并通过管路连 接各所述喷头；所述喷头安装在所述送进机构与机床之间，并使用框架固定；所述减压阀 控制箱及控制系统悬挂在所述机床上或是支架或是围网。
[0012] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：所述喷头的数量为8-10支且可以 单独开闭，每支所述喷头均是空气雾化喷头，且具有调节喷油量的结构，每支所述喷头的最 大喷油宽度为150mm，所述喷油机构的喷油最大宽度在1400mm。
[0013] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：还包括铝废料收集机构，所述铝废 料收集机构包括设置于所述机床上的铝废料排出孔，所述铝废料排出孔下方设置有铝废料 传送装置，所述铝废料传送装置的末端下方设置有铝废料收集箱。
[0014] 优选的，所述的铝卷材冲压自动化设备，其中：所述铝废料传送装置包括水平传送 机构和斜向传送机构，两者均包括传送带或震动传送带，且所述水平传送机构的一侧末端 设置于所述斜向传送机构下端的上方。
[0015] 本实用新型技术方案的优点主要体现在：
[0016] 本实用新型结构简单，操作便利，通过有效的控制开卷机构的转速，可以有效的保 证在生产过程中，送进速度能够保证铝型材的变形程度在可接受的301范围内，保证后续 加工产品的质量；同时也能够保证材料送进速度达到加工速度要求，保证了生产效率；
[0017] 通过设置缓冲区，可以避免更改减速机构，可以解决送进机构中的送料辊在以 75r/min、90r/min、105r/min速度启动时的加速度突增，导致变形程度变大的问题，进一步 提尚本装置的广品质量。
[0018] 通过合理的设置校平辊的原始凹凸度，可以有效解决校平辊弹性弯曲和压扁、不 均匀热膨胀及磨损等因素造成的辊间缝隙不平直，进而造成铝卷材横向厚度不一致，变形 的问题。
[0019] 将动力源设计伺服电机，应用其运转平顺性好、在起步和停止时无较大顿挫冲击 的特性，避免对铝卷材造成拉张损害；各动力源与机床主PLC进行通讯，使送进速度协调一 致，并与机床冲压节拍同步，进一步实现了对送进速度的控制。
[0020] 通过自动化的喷油机构，可以有效防止铝卷材表面划伤影响产品质量，同时也可 以减少人工，保护工作人员，提高生产效率，同时也避免人工操作造成喷油不均匀，润滑不 彻底的问题，保证后续生产质量；设置多个可调节的雾化喷头，有利于增大喷涂范围，提高 喷涂效率，加快生产进度；同时润滑油均匀的散布在空气中亦使冲压设备润滑，进一步避免 了对铝卷成造成划伤。
[0021] 通过设置铝废料收集装置，能够及时将废料进行回收再利用，一方面有利于环境 保护，节约能源，同时避免废铝卷材随意丢弃造成机械或人员伤害，减小安全隐患。
【附图说明】
[0022] 本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图 示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等 效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
[0023] 图1是本实用新型的总体结构示意图；
[0024] 图2是本实用新型中喷油机构的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型中铝废料收集机构的结构示意图；
[0026] 图4是现有技术中铝材边缘变形示意图。
【具体实施方式】
[0027] 实施例1
[0028] 本实用新型所述的一种铝冲压自动化设备，如附图1所示，包括依次设置的开卷 机构1、校平机构2、送进机构5、喷油机构6及机床7,所述开卷机构1包括相互连接的伺服 电机8和滚轮9 ;所述送进机构5包括相互连接的伺服电机8和送料辊11，所述送进机构5 间隙送料且间隙时间及送进速度与所述机床7的冲压频率同步；所述开卷机构1与送进机 构5上还分别设置有减速装置，所述减速装置用于降低开卷机构1及送进机构5启动速度， 防止因启动速度过大而导致拉力突增致使铝卷材变形。
[0029] 在较高送进速度时，如附图4所示，铝卷材边缘有些产生波浪，有些中部产生波浪 或拱起，还有一边比另一边延伸大，产生"镰刀弯"；
[0030] 为了得到一个适合的铝卷材送进速度，进行了工艺试验，试验结果如下表所示：
[0032] 根据试验，冲压工序对铝卷材的变形程度要求为不超过301，其中一个I单位是指 将铝卷材轧后，沿铝卷材横向均匀裁成若干条展平，最长与最短长度差放大100000倍，其 满足以下公式：
[0034] 其中：L是指铝卷材轧后料长；
[0035] A1是指铝卷材轧后最长与最短长度差。
[0036] 故本实用新型中所述开卷机构1及送进机构5中送料棍11的转速不能超过115r/ min，当所述开卷机构1的滚轮9直径为150mm时，装置的最高送进速度能达903mm/s;
[0037] 进一步分析，滚轮9及送料棍11的转速在75r/min和90r/min时，都出现了I值 突长；故又对滚轮9及送进机构5中的送料辊11的加速度这个因素进行了记录，数据如下 表所示：
[0039] 当滚轮9及送料棍11以75r/min、90r/min、105r/min速度启动时，所述滚轮9及送 料辊11的加速度比其他速度启动的加速度来得高，其加速度会对材料产生较大的拉张力， 从而使铝卷材被拉伸，故其所得材料的I值也较高；该现象满足力学定律F=ma，故需尽量避 免使用这几个速度送料，因此本实用新型中所述滚轮9及送料辊11的转速排除75r/min、 90r/min和 105r/min三个转速；
[0040] 造成上述加速度突增的原因主要是由于减速机构齿比突变造成在该速度下扭矩 输出高，为了解决上述几个加速度突增的转速，可以通过设置材料缓冲区3来解决材料送 进速度与冲压频率之间的速度差；所以在所述校平机构2与送进机构5之间还设置有抬料 输送机构4,所述抬料输送机构4包括送料辊11 ;所述抬料输送机构4与校平机构2之间设 置有材料缓冲区3,所述缓冲区域3内设置有若干用于向前传递铝卷材的滚轮，所述材料缓 冲区3的长度满足铝卷材落至所述缓冲区3最低点的时处于所述材料缓冲区3内的铝卷材 的长度与所述缓冲区3长度的差值在1-1. 2m;由于设置了材料缓冲区3,当所述送进机构 5将所述铝卷材往所述机床7方向输送时，铝卷材处于弯曲状态而不是绷直状态，虽然送进 机构5送进时存在一定的加速度，但是由于铝卷材不处于紧绷状态，故不会出现大幅度的 拉伸变形，从而使所述滚轮9及送料棍11以75r/min、90r/min和105r/min三个转速工作 时，也不会使铝卷材出现变形程度突增的问题。
[0041] 进一步的，将铝卷材横向切开并展平后，发现铝卷材不仅发生波浪起伏，其还存在 横向厚度差，从而使卷材呈现为矩形、凸形、楔形、凹形多种形状；而铝卷材横向厚度差主要 决定于所述校平辊10的轧辊间缝隙形状；在送进过程中，由校平压力引起的轧辊弹性弯 曲和压扁，以及轧辊的不均匀热膨胀，由于辊的弹性弯曲和压扁、不均匀热膨胀及磨损等影 响，空载时平直的辊间缝隙在工作时变得不平直，使材料在横向上压缩不均匀，所以横向厚 度控制，就是控制辊间缝隙形状；为补偿上述因素影响，可事先将所述校平辊10磨削成具 有一定的原始凹凸度，使其在工作时仍能保持平直缝隙，所述校平辊10的原始凹凸度曲线 须将其挠度曲线和热凸曲线叠加得到；并且其磨销后的表面粗糙度达到RaO.3后，再对其 进行镀铬处理，最终镜面级粗糙度