2.5 冲压作业的工具与夹具
在冲压的日常操作中,冲压工要用到一些工具、夹具,以完成对所加工零件用压力机的调整及模具的紧固等工作。常用的工具、夹具主要有如下几种。
2.5.1 冲压工常用的工具
冲压工常用的工具主要有三类:紧固模具的工具、调整压力机的工具、取件和放料的工具。
前两类工具有自制和外购两种,如扳手、活扳手、套筒扳手、钩扳手、手锤等;取件和放料的工具主要用于中小型工件冲压加工时,将单件毛坯放到模具上或将冲压后的冲压件、废料等取出来的操作(在冲压作业过程中,严禁用手直接伸入上、下模之间,必须使用取件和放料工具,以免发生压手断指事故)。
(1)取件和放料工具的类型
冲压作业中的手用工具根据工作原理,大致分为弹性夹钳和钩子、气动夹钳、真空吸盘、永磁吸盘、电磁吸盘共五类。
①弹性夹钳和钩子。弹性夹钳和钩子是一种最简单的手工工具。在冲压操作中,弹性夹钳和钩子应用广泛。为有利于送料、取件的操作,操作人员也可自行弯制合适样式的钩子等手工工具。
弹性夹钳和钩子的样式很多,主要区别在于其端部形状和尺寸。常见的弹性夹钳和钩子外形结构如图2-35所示。
图2-35 弹性夹钳和钩子外形结构
在加工件和加工方式确定后,操作人员可选择与夹持工件重量相符的种类。弹性夹钳和钩子主要用于取放小型坯料或工件以及模口的清扫。
②气动夹钳。气动夹钳是一种利用压缩空气为动力来夹取工件的手用工具,其外形结构如图2-36所示。气动夹钳主要适用于夹持形状复杂的大中型件,能减轻操作人员的劳动强度。
图2-36 气动夹钳外形结构
③真空吸盘。真空吸盘是一种利用真空吸力来取送工件的手工工具,其外形结构如图2-37所示。
图2-37 真空吸盘外形结构
使用时,利用其手柄前装的橡胶吸盘敲击工件表面排出吸盘里的空气,吸住工件后可将工件放在模具内规定位置,再利用手柄上的脱件杠杆或扳机破坏吸盘里的真空状态,便使工件与吸盘脱离。
真空吸盘主要用来取送质量小而又具有光滑表面的平板状工件,且不能用于有孔的工件。
④磁钢吸盘。磁钢吸盘是一种利用永久磁铁的磁吸引力来吸收工件,将坯料送入模具或从模具中取出工件的手用工具,其外形结构如图2-38所示。
图2-38 磁钢吸盘外形结构
1—磁钢;2—释放手柄
对定位后不会移动的工件,只要把此工具向后稍微一拉,工件便与磁铁脱离了;也可以用释放手柄2使工件与磁铁脱离。这种手工工具只能用于磁性材料工件的送料和取件,不能用于铜和不锈钢等非磁性材料工件。
⑤电磁吸盘。电磁吸盘是一种利用电流磁化纯铁产生电磁吸引力,吸附工件完成送料和取件操作的手用工具,其外形结构如图2-39所示。
图2-39 电磁吸盘外形结构
1—磁罩;2—线圈;3—弹簧垫圈;4—螺钉;5—磁芯;6—连接杆;7—手柄;8—开关;9—电流引线
使用时,按动开关,电源被接通,则磁罩与磁芯在通电线圈作用下产生磁场,将坯料吸起;关闭开关,电源被切断,磁力消除,坯料就掉在冲模工作制定位置,移开磁力吸盘即可进行冲压。整个操作方便、安全、迅速,可用于较重磁性材料工件的取放。
(2)使用取件和放料工具的注意事项
①在工具完全撤出模具闭合区后,方可进行冲压操作,否则可能发生模具损坏和伤人事故,单纯依靠使用取件和放料工具并不能保证绝对安全。
②取件和放料工具一般用于小型制件的加工,广泛用于开式压力机。使用取件和放料工具要求实行单次行程操作,工具的长度要适当,禁止手部进入模具危险区。
③开式压力机上虽已设置安全装置,但单件送料时应尽量坚持使用取件和放料工具,防止安全装置失灵造成事故。
④在冲压作业的操作过程中,要始终坚持使用取件和放料工具,不可断断续续地时用时不用。
⑤取件和放料工具尽可能用轻金属材料及非金属材料制作,防止因操作不当而损坏冲压设备及模具。
2.5.2 冲压工常用的夹具
冲压工常用的夹具有压板、T形螺栓、六角螺栓、垫块等紧固件。
在小型和部分中型压力机上,上模常用模柄插入压力机滑块孔中的方法进行固定;在大型压力机和一些中型压力机上,则用压板、螺栓和螺母等紧固上模;在大型压力机上,使用的大型冲模也可直接用多个螺栓或T形螺栓和螺母紧固下模的方法,而不再用压板,但有时也可用压板和垫铁,这种螺栓固定法准确可靠,但增加了冲模制造工时。图2-40为常见的用螺栓固定下模座的结构形式。
图2-40 螺栓固定下模座的结构形式
紧固上、下模的螺栓时,不宜将一侧的螺栓或螺母完全拧紧后再开始拧另一侧,而应将模具各侧的螺栓或螺母交替逐步拧紧,以避免上、下模在拧紧过程中偏移或倾侧,从而破坏了原来模具的装配精度及配合间隙。
图2-41为几种用压板、螺栓和垫铁把下模紧固在工作台上的正确和不正确方法。其中图中的(a)、(c)、(e)、(g)部分为安装正确的示意图,其余为不正确的安装。图2-41(b)主要错误是压板刚度不足;图2-41(d)主要错误是支撑高度与下模座被压处高度不相等;图2-41(f)主要错误是垫铁、垫圈没有专用,紧固模具的垫铁、垫圈应该专用;图2-41(h)主要错误是压板、螺杆和冲模的相对位置不恰当,其恰当位置应按图2-41(g)所示尺寸布置。
图2-41 压板固定正误示例
在冲制过程中由于压力机的振动,可能引起固定冲模的紧固零件产生松动现象,操作人员必须随时注意和检查各紧固零件的工作情况。
图2-42为防止紧固螺母松动的几种方法。
图2-42 防止紧固螺母松动的几种方法