阪村機械製作所
高精密度自攻螺絲成型機(一)


本篇譯自日本ゼェソ世界2004年5月號


前序
  成型機是剪斷線材成形各種零件的鍛造機,以高性能的機械與模具組成,每分鐘壓造450個各種形狀的零件,以高精密度的機械與模具可生產出淨刨削的零件,故對產業界的貢獻很大。
  阪村公司把這些零件後加工的攻螺紋部分納入成型機內,所以把線材供給成型機和攻螺紋加工在一起做好完成品的畫時代高精密度自攻螺絲成型機開發出來。

(1)盤元線材的供給
  棒線的供給也可以鍛造,但是自攻螺絲成型機原則上是供給盤元線材。盤元線材如(圖-1)的數位計數器的數值為目標來要求直線度。為求高精密度的剪斷,材料直線與否是很重要的。

(圖-1)新型矯正系統

(2)輸送輥子
  輸送輥子如(圖-2)是4個,可防止空轉或流滑變成剪斷長度不一的不良品,輸送輥子由ABC不同線徑溝的輥子依氣缸可切換。

(圖-2)4個輸送輥子與輥子徑的自動切換系統



(3)線型夾供給系統
  於1950年代廣泛使用的錐形楔(圖-3)的夾子與(圖-4)的油壓夾子,微小零件用3mm徑以下的盤元材料時就要使用(圖-5)導引管在車架內設夾子,緊靠通心軸供給防止線材的彎曲。客戶使用1∼55mm的線材。夾子的供給系統是因供給長度的精密度正確故無需設停止器,不會發生在切斷時與停止器的擦傷的好處。但是剪斷長度比線徑小時線會發生倒下現象(圖-6)。

(圖-3)錐形楔形的夾子
(圖-4)油壓夾子
(圖-5)微小零件使用導引管的線型供給
(圖-6)無停止器的剪斷傾倒



(4)個供料車袞子與停止器
  最近因鋼材的不足而漲價,因此本來使用於銅、鋁合金的盤元線尾的剩餘材料均做為成品是值得注意。特別是類似螺帽的短零件,因為可把所剩餘的材料做成數百個製品,其經濟效果很大。
  自攻螺絲成型機是使用4個供料 子與連桿式停止器處理殘材料,如(圖-7),齊備Lxn數的剩餘材料的長度,剩餘材料的最終端依推出機與開口夾排出。

(圖-7)4個供料車袞子與殘材料處理系統

(5)連桿式停止器
  通常Shear Cut不是切斷而是剪斷,所以通心軸、剪刀的側面拘束與間隙、剪刀速度,對停止器軸方向的拘束力被要求和其材料的降伏點應力相等。為此阪村公司新開發可防止剪斷時所發生的材料剖面與停止器的擦傷之連桿運動的停止器(圖-8)。

(圖-8)連桿式停止器

(6)切斷(剪斷)
  如果成型機沒有切斷機構則為橫型壓機,成型機可說是“切斷”的重要機構。阪村公司於50年前開發的螺帽成型機是採用曲柄軸設凸輪的切斷,但是連桿機構太多,由於各支點的累積距離使得切斷速度變慢,故開發如(圖-9)自曲柄軸直接方式的切斷機構。成型機依壓造物而降低速度,切斷速度如(圖-10),阪村切斷方式以凸輪A的更換而得最適當的切斷速度,剪刀、通心軸的間隙在稼動中的成型機遙控調整而獲得完美的切斷材料。

(圖-9)自曲軸直接方式的切斷機
(圖-10)切斷速度m/s

(7)材料的供給與退回(伺服驅動系統)
   要壓造鋁合金及鈦等的高級零件時,需要防止在切斷剖面因與刀面摩擦產生熱而熔執。阪村公司依如(圖-11)以伺服機配合切斷刀的時間後退防止熔執。又在加溫壓造時,細小徑材料在機台外加溫供給會發生降溫故把加溫器貼緊通心軸,自前端的加溫均為同溫故可做高精密度的加溫壓造。由於加熱材料的退回而通心軸冷等而使用伺服驅動系統。

(圖-11)依伺服器供給材料

(8)零間隙的沖柱與壓造工程寬度同等的曲柄軸
  自攻螺絲成型機為求螺絲攻與空白處的直角度至極限,把車架的剛性強化與沖柱的零間隙的要求,設置防止壓造時的偏載重的曲柄軸如(圖-12)展開至壓造工程的寬度。

(圖-12)零間隙的沖柱與曲軸

(9)中間空洞的模土夬塊與新型模具構成
  模土夬塊的更換方式是配合客戶的需求,<1>模具的全部更換方式。<2>上下分開,上面的模土夬塊與模具一體更換系統。<3>分為各工程的個別模土夬塊方式。<4>中間設空洞的模土夬塊。
  為螺帽成型機所使用的如(圖-13),設中間空洞模?塊有種種的特長,可做模具的溫度補正,模具的機台內洗淨敲出模具等,更換模具的作業性佳。特別是對直中心沖頭、KO銷的裝 容易,因為從沖頭來的壓造載重直接受壓但可由付底模具的角鑿平阻撓。新型模具的開發是降低運轉資金、提高稼動率故經濟效果大。

(圖-13)在中間空洞部分所設模土夬

(10)轉夾
  自攻螺絲成型機為進行困難形狀零件的成型,自攻螺紋與陽螺旋檢查轉夾裝備達6工程以上,因此需要在機台外更換模具與轉夾本身的全部更換。(圖-14)機台外更換模具與轉夾全體的更換,轉夾全體的 下以油壓操作,夾具匣可達180度旋轉、90度旋轉、平行移送。移送的爪使用螺旋彈簧或板片彈簧,遇到事故時僅爪掉下。

(圖-14)機台外更換模具與全工程來具更換

(11)齒夾
  在機台外側心的夾具先置於一邊,要如(圖-14)的更換是最快的方法。但是在中途發生事故時只更換#3夾具時或夾具匣超過20公斤的大型成型機時,也可在機台中把轉夾全體旋轉90度獲180度,由操作者完成裝置的開發。又轉夾空白搖動的確認、更換爪子、確認心搖動等可迅速進行,對成型機的作業性貢獻很大。

(圖-15)

(12)工具的芯調合
  切斷工具如(圖-16)在作業性不佳位置,所以通心軸與剪刀均以嵌按的簡單動作即可下,因此容易進行個別的再研削。

(圖-16)通心軸、剪刀的自動嵌按?下系統


  沖頭與模具是以模具做基準把沖頭上下、左右、前後(X,Y,Z)移動進行芯調合。X、Y位置因依數據表示所以事故發生後以記憶數值為基準可簡單再現(圖-17)。大型成型機是採用“油壓螺帽”可輕鬆進行高精密度的調整。(圖-18)

(圖-17)全工程的沖頭X軸(左右)
Y軸(上下)數值表示系統