线路板用冲床液压脱模装置设计与维修.pdf

研究与 D OI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 1 0 ． 0 2 5 线路板用冲床液压脱模装置设计与维修 周志近 南京信息职业技术 学院， 江苏南京 2 1 0 0 2 3 摘要线路板的裁剪方法有很多， 但适用不同的场合，设计了一款用冲床液压脱模装置来实现线路板外形的切割，结构包括脱 模模具结构、脱模机构与液压结构三个部分组成 ，并对未来使用过程中可能会产生的故障进行了分析与探讨。 关键词 冲床 ；液压脱模 ；冲模 中图分类号 T P 2 7 1 * ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 3 1 00 o 8 9一O 3 De s i g ni ng a nd Re pa i r i ng o f Punc h Hy dr a ul i c De m o u l di ng De v i c e f o r Ci r c u i t Bo a r d Z HOU Z h i i i n N a n j i n g C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y，N a n j i n g 2 1 0 0 2 3 ，C h i n a Abs t r a c t T he r e a r e a l o t o f c u t t i n g me t h o d o f c i r c u i t b o a r d， b u t f o r d i f f e r e nt O C C a S i o n s ， t h i s p a p e r de s i g n e d a s t r i p p i n g b y p un c h h y d r a ul i c d e v i c e t o r e a l i z e t h e c u t t i n g b o a r d s h a p e，s t r u c t u r e i n c l u de s t h r e e p a r t s s t r i p p i n g mo u l d s t r u c t ur e，d e mo u l d i n g me c h a ni s m a n d t h e hy d r a u l i c s t r u c t u r e，a n d t h e p o s s i b l e f u t u r e u s e o f t h e p r o c e s s wi l l p r o d u c e p r o b l e ms a na l y z e d and d i s c u s s e d ． Ke y wo r d s p u n c h i n g ma c h i n e ； h y d r a u ma t i c d e mo u l d； pu n c h d i e s 在 印制线 路板 裁剪 工艺 中 ， 目前 有 V C U T 机 、剪板机 、宽刀锯床 、数控铣床与冲床切割 等。每种裁剪工艺适用于不同的线路板外形 、板 材 材料 、裁 切精度 等 。本文 主要就 裁切效 率最 高、可加工异形孔 的冲床液压脱模装置进行设 计。液压脱模装置在结构组成上较为复杂，但其 脱模效果较好，脱模可靠，冲击力小，不会引起 线路板裁切面机械损伤。 1 冲床液压脱模装置工作原理 线路板外形裁切冲床液压脱模装置由脱模装 置与液压 系统两个部分组成 。脱模机构用螺钉与 冲床滑块下端面相连接 。液压系统连 同油箱成一 单独组件，它们之间通过高压橡胶软管连接并传 递油压，油压对脱模装置活塞产生的推力作用在 磨具的推料板上 ，把冲制的印制板从 凹模模腔上 快速推出完成脱模工作。 2 脱模装置设计参数 脱模能力 3 0 t 油缸脱模活塞行程 5 m m 系统压力 最大工作压力 1 1 0 k g ／ c m 2 收稿 日期 2 0 1 30 41 8 油泵电机 2 ． 2 k W 3 8 0V 5 0Hz 油压系统冷却风机 1 0 0V，4 2W 油箱容量 1 0 0L 油种 6 8 抗磨液压油 3液压脱模机构 的组成 3 ． 1 液压脱模的模具结构 印制板用油压脱模装置的结构由上模板、打 料 框 、上 垫板 、固定 板 、凹模 、凹凸模 、卸料 板 、下垫板 、下模板等组成 。脱模部分 由垫块 、 推料块、打料钉等组成。当液压脱模装置的活塞 受到压力油的作用产生推力 P，P推动垫块 ，推料 块打料板推动料钉 按经验每 3 0 IT l m 面积设置一 打料钉 ，打料钉的合力推动推料块把嵌在凹模内 的印制板推出凹模 如图1 所示 。 依据其他机构的研究表明，脱模装置的脱模 力约为冲床吨位的1 ／ 3 ，而一般冲模冲切时的实际 脱模力远小于这个值。 3 ． 2脱模机构 脱模机构通过4 只螺钉与冲床滑块的下端面 相连接。各部分的名称及功能如下 ，如图2 所 霾 与 开 发 l ＼ 。 。 。。。。一 _ _ F l l 1 I I 一 ／一一一／。 一I ． I ． 1 I _ u_u____。 。_ L 1 ． 上模板2 ． 打料框3 ． 上垫 板4 ． 固定板5 ． 凹模6 ． 卸料 板7 ． 凹凸模8 ． 下垫板9 ． 下模板1 O ． 推料块1 1 ． 打料板 l 2 ． 打料钉l 3 ．橡胶垫1 4 ． 垫块 图 1 冲模结构 示 9 为冲床滑头 ；8 为脱模装置联结体 ，它 的上 端面通过螺钉与冲床滑块下端面联结，它的下端 面开有 T形槽 ，槽内安装T形螺钉与模具相联 ；1 为定位螺钉 ；3 为油缸体 ；2 为活塞 ，其工作行程 为 5 m m，它依靠高压油 的压力快速下降，其伸出 部分作用在模具的垫块上，由作用力P 完成脱模 动作 ，其动作时间大约最短为0 - 4 秒 ，在完成推料 动作后 ，油压消失 ，活塞 2 依靠 弹簧 7 的弹力复 位 ；4 、5 、6 为密封环 。 每一 冲次全过程为当冲床超过下死点时 ，接 通控制阀电源在到达上死点前关闭控制阀 ，此时 转角约在 1 2 0 。 至 1 7 0 。 范围内。 3 。 3 液压系统 如图3 所示，油压系统的工作原理电机6 经 联轴节 7 带动柱塞泵旋转产生压力 ，经单向阀9 进 入储压器 1 1 ，另一路经节流阀 l 2 到压力表 1 3 ，同 时经节流 阀 1 4 到 电磁 阀 l 5 ，图3中电磁 阀在图示 位置为脱模油缸排油时的位置 ，当电磁阀 1 5 通 电 即 在 右 面位 置 时 ，高 压 油经 电磁 阀 1 5 、软管 1 6 进入 脱模油缸 ，推动活塞 进行脱模 ，脱模完成后 电磁阀 1 5 复位 到左面状态 ，此 时脱模 油缸 内的油依 靠脱模装置 内的6 根弹簧的弹力把油压 回油箱 ，这样就完成了一次工作循环。 在油缸不 工作时 ，油泵 的压力油 在达到额定压力 1 1 0 k g ／ c m 时说明储压 器 以及充满 ，此 时压力油经油泵压力 调整阀卸荷后经冷却器再流 回油箱 。 3 ． 4液压系统主要组件功能 油箱 存放约 1 0 0 L 液压油 ，在油 箱盖上安装有液压系统所有组件 ，组件之间通过 导管相互联结 ，是液压系统的安装主体。 电机 油泵动力 ，2 ． 2 k W。 油泵 在本系统 中使用 的是可调柱塞泵 ，为 系统提供压力油流 ，压力为 1 1 0 k g ／ c m ，在泵体上 装有调节阀和流量阀调节阀。 节流阀控制进入油缸流量 。 储压 阀又称储能器 ，在本系统 内主要作用 是在短时间 内供应大量压力油。由于压力油缸在 脱模时需要的压力油量超过液压泵的排 出量 ，所 以储压器可 以用来补充油泵排出量的不足 。当油 缸不工作时 ，油泵输 出的压力油可以储存在储压 器内。当储存器内的压力达到 1 1 0 k g ／ c IT I 时油泵上 的压力 阀打开 ，油流以油泵经冷却器直接返回油 箱 ，而系统 内的压力 由于单 向阀9的关系不能倒 流， 可以保证压力恒定。当脱模油缸T作时，储压 器与油泵同时向系统供油实现 决速运动。由于利用 了储压器就可以采用流程较小的液压泵 ，不仅减小 传动效率，而且还可以减小液压系统发热量 。 冷却 装置 油压 系统在 工作 时油 的压 力损 失 、容积损失和机械损失基本上都转化为热能而 使油温升高 ，油温过高会引起油液变质 ，液压元 件泄露增加 ，橡胶密封失效。所 以，为了保持液 压 系统 良好 的工作性能 ，油箱中的油温一般保持 在 1 0℃ ～6 5℃范 围内。如果单纯依靠油箱 自身散 热 、油温不能保持低于6 5℃时 ，就应 当采用适当 的冷却器冷却油温。冷却器通常安装在液压系统 的回油路上。 油料 抗磨液压油。油压脱模装置中使用的 油料是适应高速 、高压技术的新 型传动介质 ，本 系统采用 的是 6 8 抗磨液压油 ，工作压力可大于 2 1 MP a 。主要特点是它在普通油料 中加入 了一种 A { ＼ I ＼ ‘ I L L ] I{II { { f l 3 6 7 5 4 8 1 ． 定 位螺钉2 ． 活塞3 ． 油缸 体4 ． 密 封环5 ． 密封环6 ． 密封 环7 ． 弹簧 8 ． 脱模装置联接体 9 ． 冲床滑头 图2脱模机构 l 羔 釜 J 周志近 线路板 用冲床液压脱模 装置设计与维修 研究与 极压添加剂 ，在高温、高压下它能在金属表面生 成一层塑性高 、熔点低的薄膜，使得运动时金属 表面形成 固体润滑膜 ，降低摩擦系数。 1 ． 油箱 1 0 0 L 2 ． 液位 计3 ． 带滤 网 的加 油 口4 ． 过 滤 网5 ． 冷却装置6 ． 油泵电机7 ． 联轴节8 ． 可调节活塞泵 9 ． 单 向阀1 0 ． 截止 阀1 1 ． 储压 器1 2 ． 节 流阀1 3 ． 压力表 1 4 ． 节 流阀 1 5 ． 电磁阀 1 6 ． 油压软管 图 3 液压系统图 4 液压系统及脱模机构的常见故障及排除方 法 4 ． 1 脱模机构常见故障及排除提示 1 Y形 和 O形密封圈磨损或老化 、碎裂 引 起漏油 。油液从下 面缝隙处渗漏 ，漏下 的油液会 污染 印制板引起质量 问题 ，所 以必须严格防止油 液 的渗漏。 排除方法 更换新 的Y形或 0形橡胶密封圈。 更换时必须先拆下脱模油缸 ，拆卸脱模油缸 时需用 叉车或升降车托起脱模机构 ，然后拆 去 4 只与冲床滑块联结 的螺栓 ，取下脱模机构。 将脱模机构 翻转放置工作 台上 。参 阅图 1 所 示 ，拆去定位螺 钉 1 转动油缸 3 直到螺纹 全部脱 离 ，取下油缸 3 和活塞 2 然后更换 已损坏 的Y形或 0形圈 ，然后按逆顺序组装 。 注意 ，拆卸后组装前必须用煤油或汽油清洗 所有零件 ，用压缩空气吹干净所有铁屑 、污垢等。 2 橡胶软管活动接头处漏油 由于橡胶软管的一端联结在冲床脱模油缸 上，油缸随冲床滑块上下运动，牵动另一端与液 压系统相连接的活络接头，活络接头内装有 0 形 密封圈 ，由于活动而引起磨损 ；或时间久 老化碎 裂引起渗漏 。排除方法是更换 0形圈。 故 障排除后 ，首先要进行空车试验 ，试验 同 时进行排除系统 内的空气 ，排除方法是松开与油 缸相连的软管接头，启动油泵，操纵手动脱模电 钮直到气体排完，从松开处无气泡冒出为止。 4 ． 2 液压 系统的常见故障及排除 1 储压器气压降低 当储压器 内电瓶长期工作后压力 降低时 ，脱 模动作也会变得迟缓 ，影 响正常脱模动作。此时 必须补充气体 ，充气前先松开截止阀 1 0 放去系统 内油压 ，再接上氮气瓶 ，充进氮气 。氮气压力一 般为额定油压 的 6 0 ％至 7 0 ％，故充到压力表指示 7 0 k g ／ c m 时即可。现在一般均充氮气，但也有充 一 般空气 的，效果也一样 。 2 油压调整 当系统压力表指示压力低于或高于 1 1 0 k g ／ c m 时 ，需要调整 ，若压力过低则脱模动作迟缓或脱 不下模。而当压力过高时会加大泵的负荷，运转 时会发 出嗡嗡声 ，泵体升温很快 ，油温也随之升 高 。泵容易损坏和降低油的润滑性 。 调整 油压是 调 整泵 体上 的调压 螺杆 ，见 图 3 ，拧紧为加压，退出为降压，当调整压力为额定 值 ，泵运转 即平稳 ，温度正常。 3 流量调整 当压力表虽然指在额定压力 ，但脱模动作迟 缓 或脱不下模 ，则说 明流量不足 ，这时需要加大 流量 ，可调节泵体上的流量调节螺塞 ，加大流量 。 4 网式滤油器 滤 网的精 度通常为 8 0 至 2 0 0目／ 2 ，通常装 在泵的吸油管路上，用作粗滤，一般推荐齿轮泵 8 0至 1 2 0目，叶片泵用 1 0 0至 1 5 0目，柱 塞泵用 1 5 0 至 2 0 0目。 5 6 8 抗磨液压油使用期为一年，每年一 次必须把 油箱 内的油料全部放尽 ，并清洗干净 ， 然后加注泵油到液位计的上限为止 。 参考文献 [ 1 ]臧贻娟． 数控高速冲床液压系统设计与仿真 [ D]． 济 南 山 东大学 ，2 0 0 6 ． [ 2 ]陈俊． 钢卷翻转输送机的设计 [ D]． 昆明昆明理工 大学 ，2 0 0 9 ． [ 3 ]周志近． 简易匀胶机 系统研制 与应用 [ J ]． 现代显 示 ．2 0 0 9 0 6 4 1 4 4 ． 作者简介 周志近 ，男 ，1 9 7 8 年生，江苏盐城人，硕士 ， 讲师。研究领域 机电产品设计与开发。 编辑 王智圣