CN1017783B - 多工位凹模回转高速冷镦机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷镦机特别是凹模回转高速冷镦机。

本发明在回转凹模座(3)上提供至少三个以上的凹模，滑块(107)上要装与凹模座的凹模相对应并且数目相同的冲模；调节制件长短的调整机构由调节套(18)、档圈(16)和调节螺母(15)构成，用来统一调节制件的长度；同时本发明首先在冷镦机上应用空间凸轮机构，驱动凹模回转装(2)作间歇回转运动，以实现冷镦机多工序间的换位，这样扩大了冷镦机的工艺范围，解决了冷镦行业长期以来未能解决的技术难题。

Description

本发明涉及冷镦机特别是多工位凹模回转高速冷镦机。本发明在回转凹模模座上提供至少三个以上凹模与之相对应的冲模，同时本发明首先在冷镦机械上应用空间凸轮机构，成功地使凹模装置作间歇运动，以实现冷镦机多工序间的换位，这样扩大了冷镦机的工艺范围，解决了冷镦行业长期以来未解决的技术难题。

目前，为了满足冷镦机工艺加工的需要，通常设计制造的冷镦机有各种形式，这些常用冷镦机在结构上的问题是众所周知的，它们的凹模都是固定在机身上，工序间的换位是由冲头换位机构及夹钳换位机构来实现的。近年来国外许多厂家为用户设计制造了新型冷镦机械，例如：西德希格兰公司生产的双冲程冷击钉头机械HC就是性能最好的一种，该机虽然亦采用凹模回转装置，但是凹模回转装置的转动是依靠齿轮齿条实现的。当齿条和凹模回转装置的齿轮啮合时，驱动凹模回转装置转动，当齿条和凹模回转装置的齿轮脱开时，凹模回转装置就停止转动，同时又由定位机构中的定位销将凹模回转装置限制在固定的角度内不动。镦制结束后，定位销从凹模回转装置的定位孔中退出，这时齿条又与凹模回转装置的齿轮啮合，重复前面的动作。在高速情况下，齿条和齿轮的反复啮合及定位销与销孔的反复插入退出将产生撞击，振动和噪音;又由于这两个运动副的磨损，降低机器的精度和使用寿命。其次，希格兰公司生产的双冲程冷击钉头机械HC，在旋转模座上安装了三个凹模，在滑块上安装了两个冲模，这种双工位凹模回转冷镦机使被加工件只能镦制二次，因此不能镦制头部变形量大及杆部短的螺栓，铆钉及其它成型零件。再次，希格兰公司生产的双冲程冷击钉头机械HC，对凹模内制品杆长短的是分别进行调整的，这种结构在调整时既不方便，也不准确，影响产品的质量。

本发明的重要目的是提供一种新结构多工位凹模回转高速冷镦机，在凹模回转装置的凹模座上可以设置多个凹模以实现多道工序镦制一个制件，这样可以镦制头部变形量大杆部短的产品。

本发明的另一个目的是成功地使用空间凸轮机构来控制凹模回转装置的间歇运动，因此凹模回转 装置运动平稳，分度准确，定位可靠和无冲击等，提高产品的精度和生产率。

本发明的又一个目的提供一种调整凹模内制品杆长短的调整机构，这个调整机构能够保证产品的精度，并且在调整时方便、省时、准确。

本发明的要点是：在凹模座上以同一圆周彼此以等角间隙均布n个孔（至少三个），在孔内可安装n个凹模;凹模座后面有一个受力圆盘;一个通过轴承与机身孔连接的齿轮套，用来将凹模座，受力圆盘、及齿轮套连接在一起的连接轴;一个用来调节制件长短的调节机构。在凹模及调节机构内均布与凹模孔对应的顶料杆组。间歇分度机构包括一个主动轴;一个套在主动轴中间的空间凸轮，主动轴两端支承在下箱的轴承座中;一个从动轴两端支承上箱轴承座中;在从动轴圆周上等角间隔均布几个滚子（星形轮），滚子顺次与空间凸轮相啮合。

在高速冷镦机上应用空间凸轮作为间歇分度机构出于如下考虑：主动轴和从动轴成直角方向作放射状嵌入。因此，凸轮的凸缘面变成圆锥形状，将凸轮压附在从动件星形轮上形成予压，这样可以保证凹模在运转中平稳，准确;予压这样的方式能够消除侧隙，因此可以应用在高速冷镦机上。

本发明在下列实施例中将更清楚地加以说明。

附图及实施例：

图1为多工位凹模回转高冷镦机主侧面部分剖视简图。

图2为沿图1中的线Ⅰ-Ⅰ所取的本发明凹模回转装置2的侧视简图。

图3为沿图2的线Ⅱ-Ⅱ所取的本发明凹模回转装置2的截面祥图。

图4为沿图1的线Ⅲ-Ⅲ所取的本发明间歇分度装置27的截面祥图。

图5为沿图4的线Ⅳ-Ⅳ所取的本发明间歇分度装置27的截面祥图。

图6为沿图1线Ⅴ-Ⅴ所取本机的主传动简图。

图7为图1中Ⅵ-Ⅵ所取的滑块机构86的侧视祥图。

图8为沿图7的线Ⅶ-Ⅶ所取的滑块机构86的截面祥图。

图9为图8中Ⅷ-Ⅷ所取的滑块机构86的顶视平面图。

从图1中可见，凹模回转装置安装在机身（1）的孔中，机身（1）安装在机座（85）上。从图1到图3可见，凹模回转装置（2）的齿轮套（17）通过两个轴承（19）支承在机身（1）孔的两端，连接轴（4）将凹模座（3），受力圆盘（24）及齿轮套（17）通过键（23）及螺母（5）紧固在一起。调整机构的调节套（18）的外径与齿轮套（17）的孔配合;调节套（18）内径与连接轴（4）外径配合，并用键（21）限制相对转动，通过档圈（16）将调节套（18）及调节螺母（15）连接起来，用调节螺母（15）可以带动调节套（18）沿连接轴（4）轴向左右移动，可调节制件需要的长度。在凹模座（3）的平面上同一圆周等角间隔均匀布置三个孔，在每个孔中各装上凹模（6），用螺钉（26）将凹模（6）牢固地固定在凹模座（3）孔内，在凹模（6）孔内各有一个顶料针（10），与顶料针（10）端面接触并同心的各有一个连接杆（11）及顶出杆（14）。凹模座（3）的轴向定位是由法兰盘（25）及垫板（22）夹持受力圆盘（24）来实现的。法兰盘（13），隔套（20）及垫板（22）用于固定滚针轴承（19）的位置。在法兰盘（25）表面上安装切断模座（8），在切断模座（8）的孔内装上切断模（7），并用螺钉（9）固定其位置。

从图1至图5可见，间歇分度装置（27）用来控制凹模回转装置（2）在工作中的转动及停止。间歇分度装置（27）的从动轴（28）上的齿轮（54）与凹模回转装置（2）的齿轮套（17）上的齿轮相结合，来使凹模回转装置（2）间歇运动。间歇分度装置（27）的主动轴（36）中间安装空间凸轮（38）（图4作为一体），主动轴（36）两端通过轴承（37）、（40）支承在下箱体（32）的两端，主动轴（36）一端的锥齿轮（34）通过键（35）联接。从动轴（28）两端通过轴承（46）、（55）支承在上箱体（30）的两端，从动轴（28）中间的圆周方向上等角间隔均匀排列几个孔（图4中为6个），在孔内各安装一个轴（44），在该轴（44）上通过滚针（未示出）与滚子（29）内孔配合，滚子（29）顺次与主动轴（36）上空间凸轮（38）表面接触。间歇分度装置（27）在运动中，滚子（29）运动到下一个滚子（29） 时，始终保持与空间凸轮（38）产生予压，这样能够消除侧隙，适合于高速。间歇分度装置（27）在装配时要保证有予压，从图4及图5中可见，首先将主动轴（36）轴承（37）、（40）及其上的所有零件安装在下箱体（32）孔中;然后将从动轴（28），轴承（46）、（55）及其上的所有零件安装在上箱体（30）孔内。上箱体（30）安放在下箱体（32）槽中，空间凸轮（38）与滚子（29）接触，其位置是由主动轴（36）的端盖（33）、（39）及从动轴（28）的端盖（48）、（49）调整，滚子（29）与空间凸轮（38）表面接触的予压量大小，用螺杆（47）调节斜铁（31）及垫铁（41）的相对位置来控制。当调节好之后用几个螺钉将压板（43）上箱体（30）及下箱体（32）紧固在一起，在下箱体（32）内装上润滑油，要装上防尘罩（45）防止灰尘等杂物落入。当间歇分度装置（27）的主动轴（36）上的锥齿轮（34）在电动机（59）驱动主传动系统（见图6）中的锥齿轮（69）带动下转动，当主动轴（36）转动一周时，从动轴（28）停顿一定时间和转动60°角度。间歇分度装置为冷镦机的凹模提供的间歇运动具有传动平稳，分度准确，定位可靠无噪音等优点，适用于凹模回转多工位高速冷镦机。

凹模座（3）平面的凹模（6）的数目是根据工艺要求设计的，如果要增加凹模的数目，就要相应地改变空间凸轮（38）和星形轮、齿轮（54）和齿轮套（17）数比。

从图2、图6到图9可见，该机的凹模回转装置（2）的凹模座（3）上两个凹模孔中心线在镦锻时是处于水平位置，第三凹模孔处于最低位置。滑块（93）运动是由曲轴（65）通过连杆（111），短轴（112），连接块（113）等零件带动的，装模高度调整是松开锁紧螺母（109）及螺栓（110），拧动螺栓（108）使斜铁（107）上下移动。即可使滑块（93）前后移动，当调整好后把螺栓（110）拧紧并用锁紧螺母（109）锁住。滑块（93）上的三个模要与凹模回转装置（2）的凹模座（3）的凹模（6）相对应，三个冲模均有单独的调整装置。要单个进行调整，在调整前要把凹模回转装置（2）的凹模（3）中的所有凹模（6）及滑块（93）的冲模座（98）中的所有冲模取出，在滑块（93）的冲模座（98）的冲模孔中放入调整棒（未示出）。将滑块（93）移向凹模座（3），开始调整，把冲模座（98）上的紧固螺栓（97）（102）的螺母（96）、（101）松开，拧动在支架（100）上的螺杆（99）及在支架（103）上的螺杆（104）就可使冲模座（98）在任何方向移动，当把调整棒调整进入它相对应的凹模座（3）的凹模孔内，由于调整棒外径与凹模座（3）中的凹模孔相配合，这样滑块（93）上的调整棒与凹模座（3）上所对应的凹模孔是一个中心线，拧紧螺母（96）、（101），就把冲模座（98）固定在滑块（93）的垫板（115）上。其它两个冲模与相对应凹模座（3）上的凹模孔中心线调整方法同上述相同。当三个冲模座均调整好之后，把三个冲头放入冲模座孔中，来分别调整冲模与凹模的闭合间隙大小，其方法是拧动螺母（88）及调节螺母（87）即可带动调整斜铁（90）上下移动，调整斜铁（90）的斜面与调整块（116）的斜面接触，使调整块（116）推动冲模前后移动，就可以调整冲模与凹模闭合间隙的大小。其它两个的调整方法也相同。

驱动部分的运动是这样的，电动机（59）通过电机座（56）连接在底座（85）侧面上，电动机（59）提供驱动动力借助于皮带轮（57）传动皮带（58）传到飞轮（60）上，当离合器（61）接合时，飞轮（60）带动飞轮轴（78）转动，通过飞轮轴（78）上的齿轮（77）传给齿轮（76），带动曲轴（65）转动，曲轴（65）两端备有动平衡装置，曲轴（65）的曲柄部分与连杆（111）连接带动滑块（107）水平往复运动。曲轴（65）中的齿轮（76）将动力传给齿轮（73），带动低速轴（74）转动，低速轴（74）中间有一个偏心盘（72），偏心盘（72）与拉杆（84）连接带动打料机构（82）运动。低速轴（74）的另一端上的锥齿轮（66）与锥齿轮（68）啮合带动纵向分配轴（67）转动，在该轴中间有切断凸轮（70）及坯料送进凸轮（71），这两个凸轮控制坯料的切断及送进机构（79），在纵向分配轴（67）另一端的锥齿轮（69）通过锥齿轮（34）带动间歇分度装置（27）运动。间歇分度装置的齿轮（54）带动凹模回转装置（2）的齿轮（17）使凹模回转装置（2）间歇运动。

从动轴（28）上的齿轮（54）与凹模回转装置（2）上的齿轮套（17）为无间隙传动。

为了更充分理解本发明，下面对多工位凹模回转调整冷镦机的加工过程进行具体描述，该机使用的被加工的坯料是圆形截面的金属线材材料。首先开动油泵电机（未示出）进行全机各运动环节的润滑，然后开动主电机带动飞轮（60）转动，离合器（61）接合使机器的各个机构均按确定的循环图协调动作。送料机构（80）牵引金属线材通过校直机构（81）被校直，校直的金属线材经过导向管（12）及在切断模座（8）上的切断模（7）被档料器（未示出）限制需要的长度。从图1及图6可见，金属线材被切料及送进机构（79）切断并送到A处的初镦凹模处，即图2中A处的凹模，这时的凹模回转装置（2）是处于停止状态，滑块（93）及其上的冲模（未示出）向凹模靠近，初冲模（未示出）将坯料推进A处的初镦凹模内，切断及送进机构（79）立即退回，滑块（93）继续向前运动，初冲模继续推坯料并进行初镦成型，其精镦及终镦两个冲模也同时进行镦制。当滑块向后运动一定距离时，打料机构（82）的打料杆将处于C处的终镦凹模内的成品零件打出，这时凹模回转装置（2）在间歇分度装置（27）控制下转动120°角度停止下来。这样初镦过的零件随着所在的凹模一起换位到B处精镦的位置，而精镦过的零件随着所在的凹模一起换位到C处终镦的位置，原来处于精镦位置的凹模位到A处初镦位置。当滑块再次向前运动时，又有新的坯料被送到A处的初镦凹模前，这样按着前面叙述的过程进行循环下去，滑块每行程一次，同时进行多道不同工序的镦制，就能完成一个成品零件的加工。

由前所述，我们可以很容易地看出本发明所提供的多工位凹模回转高速冷镦机，由于该机在回转的凹模座上提供至少三个以上的凹模在滑块上同时提供与凹模座上凹模对应且数目相同的冲模，其目的就是为了扩大冷镦工艺范围，不但能镦制一般常见的机器能镦制的零件，而且该机的最大特点是能镦制头部变形量大杆部短的零件。该机的工位布置为圆周排列，凹模回转装置间歇转动进行工序间的换位。为了使凹模回转装置在工作中定位可靠，分度准确，提供了先进的空间凸轮机构作为间歇分度装置，该装置具有分度准确，定位可靠、无冲击、适合、高速;使用寿命长等优点。由于该机设计新颖，结构合理，因此该机调整、维修方便，噪音小，不仅扩大冷镦机的工艺范围，而且提高了生产率。

本发明提供的多工位高速冷镦机，无疑为冷镦机的设计制造开辟了一条新途径。

Claims (5)

1、用于加工螺钉、铆钉等成型件的多工位凹模回转高速冷镦机，具有驱动电机(56)、传动系统、曲柄滑块机构(86)、送料机构(80)、校直机构(81)、凹模回转装置(2)、切断送进机构(8)、打料机构(83)等所组成，其特征在于：在凹模座(3)平面同一圆周上均布三个以上的圆孔，孔内安装凹模(6)，滑块(86)上安装与凹模座(3)的凹模相对应并且数目相同的冲模；凹模座(3)后面有一个受力盘(24)，一个通过轴承与机身孔连接的齿轮套(17)，用来将凹模座(3)、受力圆力盘(24)、及齿轮套(17)连接在一起的连接轴(4)；调节制件长短的调整机构由调节套(18)、档圈(16)、调节螺母(15)和连接轴(4)构成；在凹模及调整机构内放置顶料杆组；由空间凸轮机构提供的间歇运动使凹模回转装置(3)作间歇回转；空间凸轮(38)套在主动轴(36)的中部，主动轴(36)两端支承在下箱体(32)的轴承座(37)、(40)中，从动轴(28)两端通过轴承(46)、(55)支承在上箱体(30)的两端，从动轴(28)中部安装星形轮，星形轮上的滚子(29)顺次与空间凸轮相啮合。

2、根据权利要求1所述的多工位凹模回转高速冷镦机，其特征在于;凹模座（3）平面的凹模（6）的数目是根据工艺要求设计的，如果要增加凹模的数目，就要相应地改变空间凸轮（38）和星形轮、齿轮（54）和齿轮套（17）数比。

3、根据权利要求1所述的多工位凹模回转高速冷镦机，其特征在于：齿轮套（17）的内孔中安装调节套（18），调节套（18）的内径与连接轴（4）配合，并用键（21）限制相对转动，调节螺母（15）可以带动调节套（18）沿连接轴（4）轴向左右移动，以调节制件需要的长度。

4、根据权利要求1所述的多工位凹模回转高速冷镦机，其特征在于：星形轮的滚子（29）顺次与主动轴（36）上空间凸轮（38）表面接触，并始终保持与空间凸轮产生予压。

5、根据权利要求1所述的多工位凹模回转高速冷镦机，其特征在于：从动轴（28）上的齿轮（54）与凹模回转装置（2）上的齿轮套（17）为无间隙传动。

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