JM-203钉角机的研制和调试
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摘要:简述了jm-203钉角机的主要结构,重点介绍了其气动系统,并分析试制过程中的技术改进情况。
Abstract: The main structure of JM-203 nailing machine is stated briefly, the pneumatical system is stressed and the technology improvement is analyzed during the trial-manufacture.
关键词:JM-203钉角机;结构;气动系统;技术改进
Key words: JM-203 nailing machines; structure; pneumatical system; technology improvement
中图分类号:TH12 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0223-01
0引言
JM-203钉角机是我单位早年研制的产品之一,当时主要是依靠进口机型,价格昂贵。应客户要求,我们参照了国外同类产品进行改制,采用了国产化元件,使其制造成本大大降低。初期该样机试制时,出现了不少质量和技术上问题。通过分析故障问题,最后较好地改进和解决了该机的零部件在装配和工艺等存在问题。并缩短了试制的周期,稳定了产品的质量。
钉角机是适用于制造照相、美术行业的木框架所使用的专用设备,此机是对已切下的框架木条进行拼装,在两相拼木条的接缝处打入专用长形钉片,使其牢固地连接从而拼装成长方形的装饰框架。
1主要结构
钉角机采用气动装置为动力,整个压紧、送钉、打钉工序动作自动完成,其主要结构由压紧机构、送钉机构、冲钉机构、定位机构和气动系统组成。
1.1 压紧机构由压缩空气驱动两压紧气缸同步向下动作,带动连接板、连杆和橡胶压头向下运动,将两相拼的木条压紧在工作台而实现压紧动作。在连接板上设有调节锁紧装置,实现连杆和橡胶压头的上下调节,适应不同厚度的木条。
1.2 送钉机构它是保证钉角机实现连续冲钉和使用相应不同高度的钉片。其利用拉簧将推钉座拉向冲钉座的方向,使推钉头压住钉片向前,实现连续送钉动作。
针对不同厚度的木条,本机设计适用钉片高度有四种:8mm、11mm、12mm、15mm。为适用上述四种标准钉片,设计放钉槽的高度为15mm,同时配合三块调钉垫板来更换调节,使用销子定位。前三种钉片的垫板厚度分别为:7mm、4mm、3mm。钉片为15mm时,则不需加垫板。
1.3 冲钉机构它是由冲钉气缸、冲钉头、冲钉座等组成工作原理是由压缩空气驱动冲钉气缸,推动冲钉头快速向上运动,将钉片从冲钉座里冲出,使钉片高速压入两木条内,实现冲钉动作。
1.4 定位机构它是用来确定两相拼木条的冲钉位置主要由V形定位板、定位支座、定位接杆和定位挡圈等构成。操作时将两木条放在工作台上,由V形定位板定位相拼成90°直角,由定位挡圈确定前后的定位,可进行前后滑移。
2气动系统
该机的气动元件不多,但对其执行件气缸的回路动作顺序有较高的技术要求。其工作要求是:
①在定位机构确定了两相拼木条的合理冲钉位置。②接着踩下控制阀后,由两压紧气缸带动橡胶压头快速向下压,将两相拼的木条压紧在工作台上,完成压紧动作。③再由冲钉气缸将钉片冲出钉座,将钉片压入两木条里,压紧动作与冲钉动作要按次序进行,即冲钉气缸要有延时要求。④最后完成冲钉动作后,松开控制阀三只气缸同时快速回程,恢复初始状态。
根据该机的工作技术要求,于是气动回路中采取以下的结构:
①在冲钉气缸的回路中串入可调单向节流阀。利用单向节流阀的原理作用,使气缸在冲钉动作中实现调速延时作用。调整时将单向节流阀微调至在压紧动作完成时,冲钉头才能将钉片冲出,且保证冲钉时有足够的压力,且较高速地压入木条里。②为保证压紧气缸能快速向下动作,提高整机的工作效率,同时为了防止回路气压对冲钉气缸调速延时的影响,于是在压紧气缸的回路上加装有快速气阀,压紧气缸快速向下动作时,无杆腔的压缩空气可以经快速排气阀的O端快速排出。
通过实践证明,气动装置中的单向节流阀调速延时效果好,符合技术要求,工作稳定。
3试制过程中的技术改进
该首样机在试制时,出现了较多问题。如:夹钉、双钉、空钉、冲钉倾斜等问题。于是,经细心分析故障后,发现导轨、钉座、冲钉头等零部件精度以及配合精度存在问题。针对故障进行一系列改进,最后将上述各种问题较好地解决。
3.1 双钉、空钉现象主要由上钉座与后钉座的组合尺寸不符要求所致。钉片的厚度为0.3mm,要使钉片能从钉座顺畅地出钉,钉片与出钉口的配合间隙应取0.03~0.1mm之间。当此间隙大于0.15mm,由于钉片的刃口端锋角较小,所以就很容易将两片钉同时压入钉座孔上,而出现双钉齐出或双钉卡死在出钉口的现象;当间隙过小或无间隙,则会出现空钉或冲钉无力等现象。考虑到钉座孔的磨损,于是将钉座孔的组合尺寸取0.35mm,即间隙取为0.05mm。
3.2 夹钉现象夹钉现象是指钉片与冲钉头产生滑移错位而卡紧在出钉孔与冲钉头之间。其主要由于冲钉头与钉座的配合间隙过大所造成。钉片的厚度较薄,当此间隙过大,则非常容易将钉片卡紧在钉座孔上。经实践试验得出,此配合应保证在0.03mm以内,且保证冲钉头与钉座的配合滑动顺畅。
3.3 冲钉机构零部件的精度冲钉机构的零部件装配后,其平行度、垂直度、同轴度等形位精度会直接影响冲钉工作的精度。当精度误差较大时,在装配连接后,会出现冲钉头与出钉孔同轴度超差、冲钉倾斜等问题。
为了解决上述问题,将导轨、冲缸座的配合面改为磨削精加工,同时提高零件关注尺寸的精度要求。在装配上要求导轨、冲缸座、钉座的装配面的平行度误差≤0.03mm;垂直度误差≤0.02mm、同轴度≤0.02mm等。同时调整好冲钉气缸的装配位置,保证了冲钉头与冲钉孔的同轴度,使冲钉头在钉座上滑动灵活,无阻滞现象。
3.4 对制品的外观影响问题按要求钉片要完全压入木条内,不得外露于木条底面,且稍凹入底面0.1~0.2mm,这是拼装相框的一项重要质量要求。为了达到这要求,采取以下一些措施:
①要求上钉座的顶面稍高于工作台上表面0.1mm,保证冲钉时木条底面与上钉座顶面接触良好。②冲钉气缸的向上伸出,在冲钉头在上极限位置时,冲钉头顶面应稍露出钉座上平面0.15±0.05mm内,保证钉片凹入0.1~0.2mm,过大、过小都会影响钉片压入效果。③在冲钉头的顶部倒去两斜角,这样可以防止冲钉头在木条上压留有大面积印痕。以上为在试制钉角机过程中,针对所出现的质量和技术问题的解决方法。该样机经过连续500多次的冲钉试验,没有出现原来的质量问题,工作稳定。最后通过了单位技术质检部门的检验,完全达到技术要求。