段蘭蘭　諶瑋

摘 要：本文針對(duì)電氣開(kāi)關(guān)沖孔加工時(shí)，易出現(xiàn)沖孔頭溫度過(guò)高，造成沖孔頭使用效率低，以及沖孔過(guò)程中產(chǎn)生的廢屑四處飛濺，對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題，探索設(shè)計(jì)一種能有效降低沖孔頭加工溫度和自動(dòng)收集沖孔廢屑的設(shè)備。

關(guān)鍵詞：電氣開(kāi)關(guān)沖孔加工;沖孔頭溫度;使用效率;沖孔廢屑;自動(dòng)收集

開(kāi)關(guān)是指一個(gè)可以使電路開(kāi)路、使電流中斷或使其流到其他電路的電子元件，開(kāi)關(guān)的原理是接點(diǎn)的“閉合”表示電子接點(diǎn)導(dǎo)通，允許電流流過(guò)，“開(kāi)路”表示電子接點(diǎn)不導(dǎo)通形成開(kāi)路，不允許電流流過(guò)，通過(guò)電氣開(kāi)關(guān)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，電氣開(kāi)關(guān)加工時(shí)需要通過(guò)沖孔設(shè)備進(jìn)行沖孔加工。

現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)電氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行沖孔加工時(shí)，加工臺(tái)及電氣開(kāi)關(guān)的表面會(huì)出現(xiàn)沖孔廢屑，廢屑四處飛濺并掉落在地面上，對(duì)環(huán)境造成污染，需要工作人員對(duì)地面廢屑進(jìn)行及時(shí)處理，操作復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不便于對(duì)廢屑進(jìn)行收集;且在沖孔過(guò)程中，沖孔頭表面的溫度較高，在長(zhǎng)時(shí)間使用后，容易導(dǎo)致沖孔頭因高溫而發(fā)生損壞，沖孔頭更換的頻率較高，提高了使用成本，降低了電氣開(kāi)關(guān)的沖孔效率。

1 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)上述背景中提出的問(wèn)題，電氣開(kāi)關(guān)沖孔設(shè)備在工作中需要解決兩個(gè)問(wèn)題，一是沖孔頭工作中溫度過(guò)高，影響使用壽命的問(wèn)題;二是沖孔過(guò)程產(chǎn)生的廢屑，易對(duì)環(huán)境造成污染、增加工作人員勞動(dòng)力的問(wèn)題。針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，本文提出以下設(shè)計(jì)思路：（1）采用內(nèi)部降溫和外部降溫的方式對(duì)沖孔頭進(jìn)行降溫，如利用冷凝管和風(fēng)機(jī)進(jìn)行物理降溫;（2）設(shè)計(jì)V型導(dǎo)屑架，并在導(dǎo)屑架安裝振動(dòng)電機(jī)，提高廢屑的收集效率，避免廢屑堆積，保證廢屑收集的質(zhì)量。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于以上設(shè)計(jì)思路，本文提出如下技術(shù)方案：

圖1為設(shè)計(jì)的電氣開(kāi)關(guān)用沖孔設(shè)備總體結(jié)構(gòu)圖。工作臺(tái)上方是沖孔與散熱裝置，安裝架3設(shè)計(jì)成“凹”字形板狀結(jié)構(gòu)，由一組水平板、一組傾斜板和一組豎直板組成，其中傾斜板通過(guò)焊接方式焊接在水平板上，豎直板焊接在沖孔臺(tái)8的表面上。沖孔機(jī)構(gòu)2通過(guò)螺紋聯(lián)接安裝在安裝架1上，由一組氣壓缸、一組減速電動(dòng)機(jī)和一組沖壓連接頭組成，減速電動(dòng)機(jī)通過(guò)螺紋連接在氣壓缸的氣動(dòng)輸出端，沖壓連接頭傳動(dòng)連接在減速電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端，沖頭3通過(guò)螺紋聯(lián)接在沖壓連接頭的內(nèi)部，對(duì)電氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行沖孔加工時(shí)，啟動(dòng)減速電動(dòng)機(jī)和氣壓缸，沖頭3將對(duì)電氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化沖孔，沖孔效率高。

為降低沖孔加工過(guò)程中沖頭3溫度高的問(wèn)題，本文提出以下兩種解決方式：

（1）在沖孔機(jī)構(gòu)2上設(shè)置冷卻裝置：如圖1和圖2所示，沖孔機(jī)構(gòu)2的表面螺接有防護(hù)架4，防護(hù)架4呈空心圓柱狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在沖孔頭3的外端，沖孔頭3通過(guò)防護(hù)架4的空心部分內(nèi)部螺接在沖孔機(jī)構(gòu)2的表面;且防護(hù)架4內(nèi)壁螺接有安裝套5，安裝套5由一組“凸”字形板和一組圓環(huán)組成，圓環(huán)焊接在“凸”字形板的突出部分表面，安裝套5的內(nèi)部螺接有冷凝管6，冷凝管6螺接在圓環(huán)的內(nèi)部，安裝套5與冷凝管6均設(shè)置有多組。在沖孔過(guò)程中，冷凝管6通過(guò)安裝套5固定在防護(hù)架4的內(nèi)部，通過(guò)冷凝管6對(duì)防護(hù)架4的內(nèi)部進(jìn)行冷卻降溫，進(jìn)而使得沖孔頭3的溫度降低，保證了沖孔頭3的使用質(zhì)量和使用壽命，使用效果好。

（2）在安裝架1上安裝風(fēng)機(jī)降低沖頭3表面溫度：在安裝架3的左右兩側(cè)各安裝一組風(fēng)機(jī)，兩組風(fēng)機(jī)7均由一組減速電動(dòng)機(jī)和一組扇葉組成，扇葉傳動(dòng)連接在減速電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端表面，兩組減速電動(dòng)機(jī)通過(guò)螺紋聯(lián)接連接在安裝架1突出部分傾斜板的內(nèi)壁上。在沖孔的過(guò)程中，啟動(dòng)兩組風(fēng)機(jī)7，不僅能有效降低沖頭3的表面加工溫度，保證沖頭3的使用質(zhì)量，同時(shí)兩組風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力可將沖孔產(chǎn)生的廢屑吹至導(dǎo)屑架9的內(nèi)部。

對(duì)于沖孔過(guò)程中產(chǎn)生的廢屑，為防止廢屑四處飛濺，減少工作人員的勞動(dòng)力，防止對(duì)環(huán)境造成污染，本文擬采用如下方式解決：

如圖3所示，在沖孔臺(tái)下方設(shè)置導(dǎo)屑架9，導(dǎo)屑架9由一組“凹”字形板和一組空心圓臺(tái)組成，“凹”字形板的水平部分焊接在沖孔臺(tái)8的表面，空心圓臺(tái)表面面積大的一端焊接在“凹”字形板的水平部分下表面，空心圓臺(tái)表面面積小的一側(cè)內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，集屑筒13的表面設(shè)有外螺紋，集屑筒13通過(guò)內(nèi)螺紋螺接在空心圓臺(tái)表面面積小的一側(cè)內(nèi)部。，在沖孔過(guò)程中，啟動(dòng)兩組風(fēng)機(jī)7，通過(guò)兩組風(fēng)機(jī)7產(chǎn)生的風(fēng)力將廢屑吹至導(dǎo)屑架9的內(nèi)部。

同時(shí)，為防止廢屑在導(dǎo)屑架9上堆積，如圖3和圖4所示，導(dǎo)屑架9的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有振動(dòng)板10，振動(dòng)板10的表面焊接有彈簧11，彈簧11焊接在導(dǎo)屑架9的內(nèi)壁，振動(dòng)板10的表面螺接有振動(dòng)電機(jī)12，導(dǎo)屑架9的內(nèi)部螺接有集屑筒13，振動(dòng)板10呈弧形板狀結(jié)構(gòu)，振動(dòng)板10設(shè)置有兩組，振動(dòng)板10的弧度與導(dǎo)屑架9上空心圓臺(tái)傾斜面的弧度相同，振動(dòng)板10的表面焊接有定位塊，導(dǎo)屑架9的傾斜面內(nèi)部設(shè)有定位槽，定位塊滑動(dòng)連接在定位槽的內(nèi)部，彈簧11設(shè)置有多組，多組彈簧11焊接在振動(dòng)板10的外側(cè)表面，振動(dòng)電機(jī)12螺接在振動(dòng)板10外側(cè)表面的中間部分，廢屑進(jìn)入到導(dǎo)屑架9的內(nèi)部后，啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)12，通過(guò)振動(dòng)電機(jī)12帶動(dòng)振動(dòng)板10產(chǎn)生振動(dòng)，使得廢屑快速的通過(guò)振動(dòng)板10進(jìn)入到集屑筒13的內(nèi)部，廢屑不會(huì)堆積在振動(dòng)板10的表面，保證了廢屑的收集質(zhì)量和收集效率，通過(guò)彈簧11的彈性作用，增加了振動(dòng)板10的振動(dòng)幅度，進(jìn)一步提高了廢屑的收集效率，通過(guò)導(dǎo)屑架9對(duì)廢屑進(jìn)行收集，不需要人工進(jìn)行處理，不對(duì)環(huán)境造成污染。

3 工作原理

根據(jù)各部分工作原理和工作效率計(jì)算，本設(shè)置中氣壓缸的型號(hào)可采用MGPM16-10Z，減速電機(jī)的型號(hào)可采用68KTYZ，振動(dòng)電機(jī)12的型號(hào)可采用HY，氣壓缸、減速電機(jī)和振動(dòng)電機(jī)12均與外接電源電性連接，實(shí)際工作時(shí)，將沖孔頭3通過(guò)防護(hù)架4螺接在沖孔機(jī)構(gòu)2的內(nèi)部，將電氣開(kāi)關(guān)固定在沖孔臺(tái)8的表面，然后控制沖孔機(jī)構(gòu)2上氣壓缸的伸縮并將電機(jī)打開(kāi)，然后通過(guò)沖孔頭3對(duì)電氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行沖孔加工，在沖孔加工過(guò)程中，啟動(dòng)兩組風(fēng)機(jī)7，加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢屑通過(guò)風(fēng)機(jī)7產(chǎn)生的風(fēng)力作用脫離電氣開(kāi)關(guān)表面，然后廢屑進(jìn)入到導(dǎo)屑架9的內(nèi)部，保證了沖孔頭3對(duì)電氣開(kāi)關(guān)沖孔的質(zhì)量，同時(shí)通過(guò)風(fēng)機(jī)7產(chǎn)生的風(fēng)力作用對(duì)沖孔頭3進(jìn)行散熱，保證沖孔頭3的使用質(zhì)量和使用壽命，廢屑進(jìn)入到導(dǎo)屑架9的內(nèi)部后與振動(dòng)板10的表面相接觸，振動(dòng)電機(jī)12帶動(dòng)振動(dòng)板10的表面產(chǎn)生振動(dòng)，通過(guò)振動(dòng)作用使得廢屑快速通過(guò)振動(dòng)板10并進(jìn)入到集屑筒13的內(nèi)部，完成對(duì)廢屑的收集，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廢屑不會(huì)堆積在導(dǎo)屑架9的內(nèi)壁，提高了廢屑收集的效率，不對(duì)環(huán)境造成污染，在加工過(guò)程中，冷凝管6通過(guò)安裝套5螺接在防護(hù)架4的內(nèi)部，通過(guò)冷凝管6對(duì)防護(hù)架4的內(nèi)部進(jìn)行冷卻降溫，進(jìn)而使得沖孔頭3表面的溫度得到有效降低，進(jìn)一步地保證了沖孔頭3的使用質(zhì)量和使用壽命，使用效果好，適合推廣。

4 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）在沖孔過(guò)程中啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，電氣開(kāi)關(guān)及沖孔臺(tái)表面的廢屑通過(guò)風(fēng)機(jī)的風(fēng)力作用進(jìn)入到導(dǎo)屑架的內(nèi)部，然后廢屑與振動(dòng)板的表面相接觸，振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)振動(dòng)板上下振動(dòng)，廢屑快速的通過(guò)振動(dòng)板進(jìn)入到集屑筒的內(nèi)部，通過(guò)彈簧的彈性作用，增加振動(dòng)板的振動(dòng)幅度，提高了廢屑的收集效率，同時(shí)避免廢屑堆積在導(dǎo)屑架的內(nèi)壁，保證了廢屑收集的質(zhì)量;

（2）沖孔過(guò)程中，啟動(dòng)兩組風(fēng)機(jī)，兩組風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力對(duì)沖孔頭的表面進(jìn)行散熱，進(jìn)而保證了沖孔頭的使用質(zhì)量，同時(shí)冷凝管通過(guò)安裝套螺接在防護(hù)架的內(nèi)部，通過(guò)冷凝管降低防護(hù)架內(nèi)部的溫度，進(jìn)而使得沖孔頭的溫度得到降低，進(jìn)一步地保證了沖孔頭的使用質(zhì)量和使用壽命，使用效果好，適合推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖冰冰.電氣開(kāi)關(guān)故障原因及保護(hù)措施探究[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2016（05）：119-120.

[2]郭潤(rùn)蘭，馬海龍.基于熱控薄膜沖孔深度的仿真分析[J].中國(guó)包裝，2015（12）：32-35.

[3]周振東.沖孔打樁機(jī)高效運(yùn)行控制設(shè)備的研制[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2016.

[4]史敏，高穎閣，羅海國(guó)，等.一種側(cè)圍外板氣動(dòng)沖孔裝置[J]，裝備制造技術(shù)，2015（02）：168-169.

[5]何夢(mèng)輝，宋曙平，李大鵬.淺談汽車(chē)底盤(pán)縱梁沖孔加工設(shè)備的應(yīng)用與前景[J]，鍛壓裝備與制造技術(shù)，2016（01）：68-69.

[6]李大鵬，宋曙平.汽車(chē)縱梁板料沖孔送進(jìn)裝置的改進(jìn)[J].現(xiàn)代零部件 . 2012（06）：82-83.

[7]李大鵬，周麗麗.沖床中心線定位裝置[J].制造技術(shù)與機(jī)床.2012（02）：77-78.