安全快速换模系统技术研究与应用.doc

安全快速换模系统技术研究与应用一、前言1、项目背景东风商用车公司是生产“东风”牌系列卡车的专业公司，下设车架厂、车身厂、专汽公司等多家大型专业厂。在这些专业厂中拥有许多大型的生产设备尤其是冲压设备，其中有国产冲压设备也有国外进口的冲压设备，冲压作业具有较大危险性和事故多发性的特点，且事故所造成的伤害一般都较为严重。在冲压作业中，冲压机械设备、模具和作业方式对作业安全的影响较大，尤其是在对模具进行更换时，“模具移入移出、模具夹紧”等方面的安全问题尤为突出，存在着无轨道换模、违章使用起重设备等严重的安全问题，换模过程中的安全隐患较大，极易发生伤害事故，直接影响到企业员工的安全。2、国内外技术水平及发展趋势如今生产的安全性、效率性、科学性的要求在不断提高，如何提高生产安全性、效率性，降低生产成本、减少安全隐患，提高企业产品的市场竞争力已成为许多企业所关注的一个非常重要的课题项目。国内外先进的冲压生产多采用移动工作台式压床，采用换模快速夹紧装置，并采用模具安装定位系统，提高装模的安全性和换模效率。针对固定工作台式冲床，目前运用较多的冲床换模方式是采用各式冲床模具快速换模系统。该系统由夹模器、移模支臂、举模滑轨、气动油压泵浦单元等组成，模具通过起重设备放在移模支臂上，冲床下台面T型槽内举模滑轨顶起，模具经滚轮安全快速进入冲床，然后使用夹模器将模具固定在工作台面上。该系统提供了一条模具进出冲床的安全通道，避免了无轨道换模、违章使用起重设备的现象。对于无换模轨道的冲床，该换模方式提供了一个解决冲床换模过程中重大安全隐患的有效途径。原来由于没有换模轨道，模具在进出冲床时只能通过起重机的钢丝绳或通过人力来移动模具，一方面造成了起重机歪拉斜吊违章操作，钢丝绳在拉动过程中接触冲床从而磨伤设备；另一方面由于拉动距离不好控制，极易造成用力过大模具滑落地面伤人的事故；另外，由于模具与模具底座摩擦力较大，给人力移动模具也造成了较大困难。这种换模手段换模时间长，劳动强度大，生产效率低，存在严重的安全隐患。快速换模系统的使用改变了原有的换模方法，其对换模工作中安全性、效率性具有革命性的意义，大大降低了换模工作中的安全隐患。这个系统把生产中“安全”和“效率”这一对矛盾体更好的结和在一起，在确保安全性和最大程度降低安全隐患的基础上大大提高生产效率，更好的发挥设备功能。二、工艺流程及设备参数的选择（一）设备现状与技术要求1、设备描述 ：冲压机安全快速换模系统安装在一台400吨冲床上，冲床型号为JS31-400，工作台面1200mm1250mm，工作台固定。下垫板T形槽示意图见图1下垫板和滑块T形槽尺寸见图2。2、模具描述：模具重量2.0吨；外形尺寸最大值为1100mm800mm；压板槽厚度50mm。3、工作过程：模具吊装至移模支臂上，通过移模支臂和举模滑轨将模具推入压床工作台相应位置，夹紧装置夹紧。4、工艺技术要求：举模滑轨安装在压床工作台下垫板第3和第4个T形槽内，移模支臂安装在压床工作台下垫板前侧，液压泵浦安装在压床侧面。要求该套装置可适用于符合本系统的多种不同规格的模具的安装、夹紧，不能影响模具的正常生产使用，不能妨碍工人的正常操作。移模支臂能轻便、可靠的拆卸和更换；举模滑轨具有防导偏措施；夹紧装置可靠，具有有效、可靠的断电断气等保护控制，48小时断电断气达到系统保压要求，并在断电断气等紧急状况下能安全便捷地卸下模具。（二）装置功能及技术参数的选择1、移模支臂特点：为模具提供平台，用天车或叉车可以顺畅的实现模具交换。型号及表示方法：R: ：形式存放方式规格C拆卸式580D折下式760E折叠式（短座）880F折叠式（长座）990形式：移模支臂选用标准：支臂长度满足最大模具宽度，支臂数量满足最重模具的摆放，收存方式方便。依照上述要求选用RC-880移模支臂3个。RC-880移模支臂主要技术参数：模具使用长度L(mm)： 800最大荷重W(kgf)： 8002、举模滑轨（油压式）特点：1）通过使用机座的T型，U型槽，把模具从工作台上抬起（上浮），能够顺畅地将模具移入和移出。2）油压式的举模滑轨靠油压将滚珠（滚轮）顶起。油压撤出，滚珠（滚轮）靠自重下降复位。型号及表示方法：D：型式：L滚轮式B滚珠式：滑轨宽度（mm）：28，50：滑轨长度（mm）：L2001500B2002300油缸举力和行程形式每只油缸举力250kgf/cm2全行程D280.44ton3mmD501.1ton3mm举模滑轨选用标准：滑轨宽度以T型槽尺寸为准，长度和举升力满足最大模具使用。依照上述要求选用DL28-1000滑轨长 度DL28-1000 滚轮数油压缸数1000155模具最大重量为2ton3、夹具夹具选用标准：冲床所需总夹紧力=机台吨位15%（400T15%=60T）总夹紧力分配：上模夹紧力=总夹紧力60%（60T60%=36T）下模夹紧力=总夹紧力40%（60T40%=24T）模板有U型槽选用CA型夹具，模板无U型槽选用CB型夹具。依照上述要求根据冲床和模具状况选型如下：上模选用CA-10（4个）下模选用CB-6（4个）l CA10夹具特点：1）CA10夹具由油压推动活塞夹紧。2）撤除油压，活塞由弹簧推动复位。安装图例： T型槽尺寸如下(单位：mm) T型槽尺寸以实际测量为准。 夹模边厚度H值为50mm。 l CB6夹具特点：1）CB6夹具由油压推动活塞夹紧。2）撤除油压，活塞由弹簧推动复位。安装图例 T型槽尺寸如下(单位：mm) T型槽尺寸以实际测量为准。 夹模边厚度H值为50mm。4、PA081P3V 油压泵浦单元特点：1) 利用空气压力驱动泵浦，出口油压达设定压力即停止动作不需消耗能源，出口压力下降则自动补压，具持续保持该压力功能。2) 回路控制系统具逆止功能，空气压力消失时油压压力可保持。3) 具压力检测功能，与机台连线。n 型号及表示方法 P：泵浦型式：PA08,PC12: 泵浦数：1，2：控制回路数：1，2，3：气控阀控制n 选形及形状尺寸图油压泵浦的选用标准：夹具选用未超过CA-16或CB-25可选用PA08型。控制回路为上、下夹具，举模滑轨。依照上述要求选用PA08-1P3V回路控制系统 油压曲线图 三、系统安装及运行1、安装流程对冲床上下台面T型槽和台面进行修整，以确保举模滑轨、夹具的安装。对冲床下台面正面进行修整，进行定位、打孔安装移模支臂。安装夹具存放架，排布钢管、油压软管、分油座。固定气动油压泵浦。电控箱根据设备状况确定固定位置 。2、保压试验对系统进行48小时在断电断气的状态下的保压试验，系统压力下降18KG，泵浦工作正常，外接油管无漏油现象，符合系统保压技术要求。3、系统安全保护测试对系统进行安全保护测试，通过人工降压方式，当压力下降到200KG以下时，由于系统与冲床“紧急停止”相联接，冲床立即停止工作。冲床使用的安全性得到确实的保障，大大降低了安全隐患。电控系统操作反应灵敏，举模滑轨和夹具间的互锁功能正常。同时电控采用“钥匙”保护措施，拔出“钥匙”后电控系统无法工作，从而加强保护防止误操作。各油路正常未发现漏油现象。四、工艺试验效果评价与应用前景分析（一）试验效果评价1、消除了无轨道换模产生的重大安全隐患，提高了冲压设备本质化安全水平。该换模技术由于安装和使用了移模臂，为模具进出冲床提供了一条安全通道，模具可通过起重设备在移模臂上直接垂直安放或吊运，模具进出冲床时不再需要使用起重机的钢丝绳进行拉动，从而避免了起重机歪拉斜吊的现象，换模时模具意外坠落伤人的概率大大降低，有效地增加了操作安全。2、减轻了换模人员在换模时的劳动强度，改善了工人的劳动条件。以前换模由于没有换模轨道，模具与工作台面摩擦力较大，换模人员在给模具定位时，需要使用工具反复撬动模具，即费时又费力，现在使用了带滑轮的移模臂和举模器后，可以相对轻松地直接用手实现模具横向和纵向移动，同时，由于使用了夹紧器，不再需要人工紧固压板，大大减轻了换模人员在换模时的劳动强度。3、换模时间大幅缩短，换模效率显著提高。正常情况下，原有换模过程需要两个人三十分钟才能完成，在安装了换模系统后，换模过程显得既省时又省力，一个人在五分钟内便可完成整个换模过程，换模效率提高了十倍，从而提高了换模的工作效率，使冲床最大程度地满足多品种少批量的柔性化生产的需要。4、换模作业标准化，提高了冲压作业的标准化程度。专用安全快速换模技术的应用，对冲床换模作业方式进行了规范，克服了无轨道换模使用起重机歪拉斜吊等不规范的作业方式，符合安全标准作业的安全管理的发展方向。（二）工艺应用前景此次在一台JS-400冲床设备上加装快速换模系统已安装完成，并进行了试运行。从试运行效果来看，其解决了换模工作中换模通道和模具夹紧的问题，从根本上提高了换模工作过程中的安全性、效率性，能够满足冲床的使用要求。此外，还针对其它冲压设备进行了分析研究，提出如下推荐使用建议：1、冲压机（250T、315T、400T、