CN101288887B - 钢管冷冲切方法 - Google Patents
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Abstract
钢管冷冲切方法，属于机械加工方法，现有技术资源浪费大、效率低，本发明是是在一模具上设置两个承载部，并在两个承载部上相对的位置分别设置一个刀口，将个钢管前端从第一个承载部伸向第二个承载部，并令钢管位于第二个承载部上的长度为一个第二工件的宽度；将第一芯棒插入钢管，并令第一芯棒的前端面与第一承载部上的刀口对齐；将芯模置入钢管，并令该芯模与前述第一芯棒的前端面接触；将第二芯棒伸入钢管并于芯模接触；最后用冲头刀板从钢管外对应芯模的位置冲切钢管。由于本方法的冲切是不去料加工，在冲切过程中没有产生废料，因此大大节约了资源；同时，通过一次冲切而得到两个工件，效率得以提高。
Description
技术领域
本发明属于机械加工方法，具体的说是一种钢管冷冲切方法。
背景技术
目前，以无缝钢管作为中、小型轴承内外圈毛坯的主要材料，在轴承行业中已被广泛采用。但在由钢管变成单件的轴承内外圈毛坯时，普遍采用的是在车床上用车刀逐段切割的工艺，使部份贵重的钢管变成低价的铁屑，造成了大量的资源浪费，特别是对大批量生产的轴承企业，由于用车刀割料所造成的钢管的损耗，其量更是大得警人！用车床切割，即浪费材料，又费人工体力，生产效率低、质量不稳定，在生产过程中还存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的资源浪费大、效率低等缺陷，提供一种钢管冷冲切方法，为此，本发明采用以下技术方案：
钢管冷冲切方法，其特征是：
在一模具上设置两个承载部，并在两个承载部上相对的位置分别设置一个刀口，在两个刀口之间保持一个第一工件宽度的空位；
将个钢管前端从第一个承载部伸向第二个承载部，并令钢管位于第二个承载部上的长度为一个第二工件的宽度；
将一外径与钢管内径相当的第一芯棒插入钢管，并令第一芯棒的前端面与第一承载部上的刀口对齐；
将一个长度与第一工件的宽度相当、外径与钢管的内径相当的芯模从钢管的前端置入钢管，并令该芯模与前述第一芯棒的前端面接触；
将一第二芯棒从钢管前端伸入钢管并与芯模接触；
用一个厚度与第一工件的宽度相当的冲头刀板从钢管外对应芯模的位置冲切钢管，直至将钢管位于两刀口之间一段与芯模一起冲切下来，并将芯模从冲切下来的钢管段内取出供循环使用，该钢管段即为第一工件；
将滞留在第二承载部上的一段钢管从第二芯棒上移走，该钢管段即为第二工件，并将第二芯棒从该位置移开。
由于本方法的冲切是不去料加工，在冲切过程中没有产生废料，因此大大节约了资源；同时，通过一次冲切而得到两个工件，效率得以提高；而且作业过程中，操作人员不接触冲切部位，因此安全可靠，消除了安全隐患，所得工件质量稳定。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明可以通过具体技术措施实现：
将所述第一芯棒插入钢管至要求位置后予以固定。
用步进送料装置将钢管从第一承载部推向第二承载部。
在第二芯棒上套一壁厚与钢管壁厚一致的管状推料件，将推料件的前端设置成半圆管状，从而由该半圆管状部位的管壁形成一垫衬部。
将第二芯棒的工作端面限定在由第一位置和第二位置确定的行程中，在第一位置该工作端面与模具第二承载部的刀口对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部的刀口之间至少保持有所述第一工件与第二工件的宽度之和的轴向距离，且所述第二工件的宽度不大于第一工件的宽度；
将推料件的工作端面限定在由第一位置和第二位置确定的行程内，在第一位置该工作端面与第二承载部的刀口对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部的刀口之间至少保持有一个第二工件宽度的轴向距离。
本发明的有益效果是：
1、通过不去料加工，使材料得以大大节约，与传统的车床切割相比，可节约钢管总用量的10％-15％，经济效益十分显著。
2、一次冲切可以得到两个工件，效率得以提高，可提高4-5倍；
3、作业过程中，操作人员不接触冲切部位，因此安全可靠，消除了安全隐患；
4、所得工件质量稳定。
附图说明
图1为实施本发明方法时所用设备的一个结构示意图。
图2-4为图1所示结构完成一次冲切时第一芯棒、第二芯棒、冲头刀板以及芯模与模具几种状态示意图。
图5a、图5b、图5c为本发明冲头刀板的一种结构示意图，其中图5b、图5c分别为图5a的右视图、左视图。
图6a、图6b为本发明对第一芯棒予以固定的一种结构示意图，其中图6b为图6a的A-A向剖视图。
图7a、图7b为图1中送料装置的结构示意图，其中图7b为图7a的B-B向剖视图。
图8为图1所示夹紧结构的示意图(相对图1的C-C向剖视图)。
图9为包含本发明方法的冲切工艺流程示意图。
图中：
1-模具
11-第一承载部
12-第二承载部
13/14-刀口
15-空位；
2-送料装置
21-齿条轴
22-轨道
23-传动箱
24-齿轮
25-转动轴
26-齿圈
27-齿轴
28-单向离合器
29-送料气缸
210-导向柱
211-弹性卡套组件
212-束紧套
213-螺母；
3-夹紧装置
31-支撑座
32-压盖
33-导向杆
34-弹簧
35-转轴
36-杠杆
37-夹紧气缸；
4-第一芯棒
41-台阶轴结构；
5-第二芯棒
51-推进气缸；
6-推料件
61-衬垫部
62-推料气缸
63-支撑弹簧
64-斜形楔块；
7-贮存槽；
8-芯模；
9-冲头刀板
91-刀板体
92-刀口；
10-机架
101-螺栓
102-轴座
103-轴盖
104-压缩弹簧
105-导向柱；
G-钢管，G1-工件1，G2-工件2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示的钢管冷冲切设备，其是在机架10上设置模具1、送料装置2、夹紧装置3、第一芯棒4、第二芯棒5、推料件6、贮存槽7、芯模8、冲头刀板9等构成，其中：
模具1按照可以拆卸的方式(如通过螺栓固定)固定在机架10上，其具有两个轴向方向隔离的刀口13/14，且两刀口13/14之间具有一个第一工件G1宽度距离的空位(针对套圈类工件，工件的宽度距离即为其轴线方向的长度)；具体的，模具1由第一承载部11和第二承载部12组成，两个隔离的刀口13/14分别设置在第一承载部11和第二承载部12上，在第一承载部11与第二承载部12之间置放有定位块。
送料装置2如图7a、图7b所示，其位于模具1的左侧，其具有轴向固定的齿条轴21和可以在轴向直线轨道22上移动的传动箱23，轨道22上固定在机架10上，同时，还设置有两个导向柱210，由此可以在动力驱动下令传动箱23精确的在轴向(左右方向)移动；在传动箱23的右侧固定有一个弹性卡套组件211，该弹性卡套组件211是由几个圆周分布的瓣状束紧片构成的束紧套212和一个螺母213构成，束紧套212内孔上设置有轴向定位面，束紧套的外表面沿轴向设置成斜面，螺母213通过螺纹连接在束紧套212上；在传动箱23内设置有单向齿轮传动机构，该单向齿轮传动机构包括与齿条轴21啮合的齿轮24，与齿轮24安装在同一转动轴25上的齿圈26以及与齿圈26啮合的齿轴27，在齿圈26与转动轴25之间安装有单向离合器28(该单向离合器也可以安装在齿轮24与转动轴25之间)，由此，当用送料气缸29间歇的驱动齿轴27时，可以通过传动机构实现整个传动箱23向模具1步进，而当钢管G被切完，需要重新装钢管时，可以不受齿轮齿条干扰，使传动箱23快速退回至初始位置；
夹紧装置3如图8所示，其位于模具1与送料装置2之间，其包括一固定的支撑座31和一压盖32，该支撑座31和压盖32上分别设置有对应的半圆形夹紧部用于夹紧钢管，二者之间穿设有导向杆33并支撑有弹簧34，一可以绕转轴35转动的杠杆36的一端压持在压盖32上，该杠杆36的另一端连接一夹紧气缸37，通过该夹紧气缸37的动作可以令半圆形夹紧部夹紧和放开钢管；
第一芯棒4，其直径与钢管G内径相当，且保证能够在钢管G内顺利窜动，在工作时，穿设在钢管G内，并令其右端面与第一承载部11上的刀口13对齐；第一芯棒4的左端设置成台阶轴结构41(参见图6a、图6b)，与该台阶轴结构41相配在机架10上设置有一对由螺栓101连接在一起的轴座102和轴盖103，二者具有对应的与所述台阶轴结构41吻合的夹持部用于夹持台阶轴结构41，二者之间支撑有压缩弹簧104，以便在松开螺栓101时轴盖103能够被自动弹开，方便取出第一芯棒；
第二芯棒5，其直径与钢管G内径相当，且保证能够在钢管G内顺利窜动，其位于所述模具1的右侧且与第一芯棒4同轴线设置，同时由推进气缸51驱动而可以左右移动，其左右移动的范围以其工作端面限定在由第一位置和第二位置确定的行程中为准，在第一位置该工作端面与第二承载部12上的刀口14对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部12上的刀口14之间至少保持有第一工件G1与一个第二工件G2的宽度之和的轴向距离，以便钢管G伸至第二承载部12一个第二工件G2宽度的长度时，能够将一个芯模8置放至钢管G的右端，同时，所述第二工件G2的宽度不大于第一工件G1的宽度，以便冲切一次后，通过推料件6将第二工件G2推至两刀口13/14之间的空位15跌落出模具1；
贮存槽7，其位于第二承载部12的右上侧，其与第二承载部12的刀口之间保持有至少一个第二工件G2宽度的轴向距离，以便钢管G伸至第二承载部12一个第二工件G2宽度的长度时，位于其中的芯模8能够落至钢管的右端；
推料件6，作为一种较佳的结构，其呈与钢管G相同规格的管状并套在第二芯棒5上且可以相对第二芯棒5在左右方向移动，其活动范围以其左端的工作端面被限定在由第一位置和第二位置确定的行程内为准，在第一位置该工作端面与第二承载部的刀口对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部的刀口之间至少保持有一个第二工件宽度的轴向距离，以便钢管G能够伸至第二承载部12一个第二工件G2宽度的长度；同时，由于其套在第二芯棒5上，因此在左右移动时可以基本上保证与第二芯棒同轴，其左端呈半圆管状，其缺口对应贮存槽，在推料件6上对应缺口部位的管壁上形成衬垫部61；显然的，为了达到推动第二工件G2以及在其上设置衬垫部，其还可以是其他形状如半圆管状等；推料件6上作用有将其保持向第二工作位置的支撑弹簧63，其上连接有一斜形楔块64，由此，可以由推料气缸62推动斜形楔块64与支撑弹簧63一起控制推料件6左右移动；
芯模8为若干个，位于贮存槽7内，其宽度与第一工件G1宽度相当；
冲头刀板9如图5a、图5b、图5c所示，其对应两刀口13/14之间的空位15设置，冲头刀板9呈圆盘状，在该冲头刀板9的周缘上设置有多个刀口92，且该冲头刀板9按照可以绕其中心转动的方式安装在一刀板体91上，当一个刀口92不能使用时，可以转动冲头刀板9将另一个刀口转至工作位置即可。
工作时如图1所示将钢管G右端置入模具1、左端装在弹性卡套组件211上；并将第一芯棒4依次穿过传动箱23、弹性卡套组件211、夹紧装置3，将其右端与第一承载部11的刀口13对齐，将其左端的台阶轴结构41按照图示由轴座102和轴盖103固定；之后由送料装置2将钢管G向模具1步进输送，一次输送一个第一工件G1和第二工件G2宽度之和的距离，输送到位后由夹紧装置3将钢管G夹紧；接着将从贮存槽7内落下的一个芯模8(参见图4)通过第二芯棒5推入钢管G内与第一芯棒4接触(参见图1)；实施冲切，即将冲头刀板9从钢管外侧对着芯模8的位置向钢管的径向施力，即在模具的两个刀口13/14、芯模8、第一芯棒4、第二芯棒5、冲头刀板9的共同作用下将对应芯模8的一段钢管冲切下来成为第一工件G1，同时形成一个滞留在模具1上并套在第二芯棒5上的另一段钢管成为第二工件G2(参见图2)，完成冲切后冲头刀板9复位；最后通过推料件6将第二工件G2从模具上推开(参见图3)，令第二芯棒5和推料件6复位，即可进行下一次冲切。为了防止第二工件G2被卡在左、第二承载部之间，可以用一只小气缸推动顶杆，将其强制推出模具外。
在整个钢管冷冲切过程中，除装钢管和插入固定芯轴需要人工操作外，其它所有动作都可以自动循环完成，而且一次冲切可以形成二只同样的工件，效率高，操作安全方便，生产效率可以比车床切割提高4-5倍。
利用本设备，将冲头刀板上的刀口设置成与钢管外圆半径相同的半圆形，左、第二承载部的刀口设置成与管件外径相同的圆孔，则由冲头刀板剪切冲下的工件的二个截断面，上半部呈剪切状，而下半部则呈撕裂状。
本设备，模具根据管件直径大小，采用分档的系列化设计，如将管件直径分为≤30mm、＞30-60mm、＞60-80mm、＞80-100mm四个档次，这样就简化了模具设计的工作量，便于批量化生产；在同档次更换品种规格时，只要更换左第二承载部、冲头刀板、两个芯轴、推料件等少量零件，其它均为通用件，通用件的比例占到零件数的70％。
上述方法，设定第一工件与第二工件的宽度相等，则一次可以冲切出两个规格一致的工件，若设定第一工件与第二工件的宽度不等，则一次可以冲切出两个不同规格的工件。
如图9所示的冲切流水线，其中实线框内所表示的是本发明方法的动作，虚线框内所表示的是与本发明的方法结合所构成冲切工艺的其它动作：当两个工件被冲切下来后，通过滚道进入整形机进行整形，得到两个工件，将两个工件输送至成品箱，将从第一工件上分离下来的芯模经自动上料机和滚道槽输送至贮存槽供循环使用。进一步的说明是，图中的箭头表示该具体的冲切工艺各个动作之间的协调时机，鉴于在上文已经述及，在此不予赘述。
Claims (5)
1.钢管冷冲切方法，其特征是：
在一模具(1)上设置两个承载部(11/12)，并在两个承载部(11/12)上相对的位置分别设置一个刀口(13/14)，在两个刀口(13/14)之间保持一个第一工件(G1)宽度的空位(15)；
将钢管前端从第一个承载部(11)伸向第二个承载部(12)，并令钢管位于第二个承载部(12)上的长度为一个第二工件(G2)的宽度；
将一外径与钢管内径相当的第一芯棒(4)插入钢管(G)，并令第一芯棒(4)的前端面与第一承载部(11)上的刀口(13)对齐；
将一个长度与第一工件(G1)的宽度相当、外径与钢管(G)的内径相当的芯模(8)从钢管的前端置入钢管，并令该芯模(8)与前述第一芯棒(4)的前端面接触；
将一第二芯棒(5)从钢管前端伸入钢管并与芯模(8)接触；
用一个厚度与第一工件(G1)的宽度相当的冲头刀板(9)从钢管外对应芯模(8)的位置冲切钢管，直至将钢管位于两刀口(13/14)之间一段与芯模一起冲切下来，并将芯模从冲切下来的钢管段内取出供循环使用，该钢管段即为第一工件(G1)；
将滞留在第二承载部(12)上的一段钢管从第二芯棒(5)上移走，该钢管段即为第二工件(G2)，并将第二芯棒(5)从该位置移开。
2.根据权利要求1所述的钢管冷冲切方法，其特征是将所述第一芯棒(4)插入钢管至要求位置后予以固定。
3.根据权利要求1或2所述的钢管冷冲切方法，其特征是用步进送料装置(2)将钢管从第一承载部推向第二承载部。
4.根据权利要求1或2所述的钢管冷冲切方法，其特征是在第二芯棒(5)上套一壁厚与钢管壁厚一致的管状推料件(6)，将推料件的前端设置成半圆管状，从而由该半圆管状部位的管壁形成一垫衬部(61)。
5.根据权利要求4所述的钢管冷冲切方法，其特征是：
将第二芯棒(5)的工作端面限定在由第一位置和第二位置确定的行程中，在第一位置该工作端面与模具第二承载部的刀口对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部的刀口之间至少保持有所述第一工件与第二工件的宽度之和的轴向距离，且所述第二工件的宽度不大于第一工件的宽度；
将推料件的工作端面限定在由第一位置和第二位置确定的行程内，在第一位置该工作端面与第二承载部的刀口对齐，在第二位置该工作端面与第二承载部的刀口之间至少保持有一个第二工件宽度的轴向距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG CONTINENTS XINCHUN GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: ZHEJIANG CONTINENTS + XINCHUN GROUP CO., LTD. Effective date: 20130606 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 312500 SHAOXING, ZHEJIANG PROVINCE TO: 312000 SHAOXING, ZHEJIANG PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130606 Address after: 312000, 199, Titan Avenue, Qixing street, Xinchang County, Zhejiang, Shaoxing Patentee after: ZHEJIANG WUZHOU XINCHUN GROUP CO., LTD. Address before: 312500, No. 100, South Gate, Chengguan Town, Xinchang County, Zhejiang Province Patentee before: Zhejiang Continents Xinchun Group Co., Ltd. |
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Denomination of invention: Steel tube cold blanking method Effective date of registration: 20181220 Granted publication date: 20100630 Pledgee: China Co truction Bank Corp Xinchang branch Pledgor: ZHEJIANG WUZHOU XINCHUN GROUP CO., LTD. Registration number: 2018330000499 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20201217 Granted publication date: 20100630 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Xinchang branch Pledgor: Zhejiang Wuzhou New Year Group Co.,Ltd. Registration number: 2018330000499 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100630 Termination date: 20200423 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |