一、工藝分析

例設(shè)某圓管系列管材，該管材為光伏太陽能、各類空調(diào)及冰箱制冷設(shè)備上的一個(gè)配件，市場(chǎng)需求量大。

該管材已系列化、規(guī)格化，材料為紫銅或鋁合金，管材壁厚為0.5~1.0mm，

其主要特征為：在管的一端需沖出24個(gè)均布的φ（2~3）mm小孔，在另一端沖切1個(gè)3mm×2mm的槽，

管的直徑為φ（11.6~25.2）mm，長(zhǎng)度為（100~200）mm；不同的設(shè)備要求的管徑、長(zhǎng)度及小孔的直徑不同。

傳統(tǒng)的加工方法主要特點(diǎn)如下。

（1）采用壓力機(jī)利用模具通過7道工序才能將管材成形。

一方面沖孔與切槽是分開成形，一般先沖切槽后沖孔；

另一方面在外徑方向均勻分布6排，每排4個(gè)共24個(gè)小孔，需要6次定位進(jìn)行沖孔，位置度難以保證。

每副模具與一臺(tái)沖床需要一個(gè)操作工，生產(chǎn)成本高，無法滿足大批量生產(chǎn)；

且工序越多，成形管材的尺寸精度越低，特別是管材的位置度難以保證，廢品多。

（2）由于管材的管徑與需要沖裁的小孔直徑不同，即管材的系列化會(huì)衍生許多尺寸規(guī)格的管材。

不同尺寸的管材需要不同的模具與之匹配，模具的通用性低、互換性差，需要的模具數(shù)量多，生產(chǎn)成本高，也不便于管理。

（3）沖孔與切槽工序均需人工送料，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，

同時(shí)由于成形工序多，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)占用場(chǎng)地大、人力和設(shè)備多、管材或半成品周轉(zhuǎn)需要的容器多。

二、全自動(dòng)沖孔機(jī)

為解決傳統(tǒng)加工方法遇到的難題，采用一套自動(dòng)化設(shè)備完成管材的連續(xù)加工生產(chǎn)，通過更換個(gè)別部件和調(diào)整相關(guān)位置或尺寸，可以實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)。

三、沖孔設(shè)備工作原理

（1）將沖切的管材放入儲(chǔ)料箱，儲(chǔ)料箱根據(jù)管材的尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)容量，儲(chǔ)料至少500支。

（2）儲(chǔ)料箱設(shè)計(jì)15°傾角，有利于管材通過自重下落，

（3）而在至低位置利用調(diào)整系統(tǒng)根據(jù)管徑調(diào)整至每次只有1支管材順利落下。

（4）當(dāng)從儲(chǔ)料箱落下的1支管材到送料機(jī)構(gòu)的送料板上，氣缸調(diào)整送料機(jī)構(gòu)向前到設(shè)定的位置。

（5）抓料送進(jìn)機(jī)構(gòu)從送料塊上進(jìn)行抓料后，氣缸推動(dòng)抓料送進(jìn)機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)到設(shè)定的位置，

（6）管材將套入并固定在沖孔機(jī)構(gòu)上的沖孔凹模上。

（7）實(shí)際生產(chǎn)中，抓料爪可以根據(jù)管材的管徑進(jìn)行調(diào)整，

（8）設(shè)置彈性結(jié)構(gòu)，有利于抓緊管材，確保在沖切過程中管材穩(wěn)定。

（9）當(dāng)沖切完成后，氣缸回程將管材拉出并打開抓料爪，管材自行落下。

（10）沖孔凹模設(shè)計(jì)為空心薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚設(shè)計(jì)為3mm，便于沖切完成后通過壓縮空氣清除廢料，

（11）同時(shí)沖切槽機(jī)構(gòu)也在氣缸的作用下向前運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置，

（12）在該過程中，沖切槽機(jī)構(gòu)上的切槽凹模將逐漸插入管材中，與沖孔凹模一起對(duì)管材進(jìn)行定位，

（13）但抓料爪仍然抓緊管材，可以保證管材在沖切過程中的牢靠和穩(wěn)定。

（14）當(dāng)抓料送進(jìn)機(jī)構(gòu)將管材送入沖孔凹模所設(shè)定的位置時(shí)，沖孔機(jī)構(gòu)開始沖孔，沖孔采用3次對(duì)沖的方式進(jìn)行。

（15）每次對(duì)沖時(shí)間可設(shè)置在1.5s內(nèi)完成，可使整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊。

（16）沖孔機(jī)構(gòu)主要由支承板、6個(gè)氣缸、沖孔凸模連接滑塊和沖孔凸模鑲件及凸模組成。

（17）沖孔機(jī)構(gòu)采用連接滑塊和沖孔凸模鑲件是為了實(shí)現(xiàn)管材系列化生產(chǎn)，

（18）當(dāng)沖孔的直徑變化時(shí)只需更換凸模，而且拆卸和安裝方便。

（19）由于采用氣動(dòng)壓力，為了減小氣缸尺寸，凸模安裝采用臺(tái)階式，避免了沖孔時(shí)沖裁力集中，不出現(xiàn)至大沖裁力。

（20）當(dāng)沖孔完成后，沖切槽口的滑塊在氣缸的作用下向下運(yùn)動(dòng)完成槽口的沖切。

（21）當(dāng)槽口完成沖切后，沖切槽機(jī)構(gòu)回程，然后抓料送進(jìn)機(jī)構(gòu)回程，完成1支管材的加工，系統(tǒng)將重復(fù)以上動(dòng)作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。