CN102120242A - 凸轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供设计冲压模具时容易改变凸轮装置大小的凸轮装置，其由具有滑动接触面的凸轮支承件、利用与该凸轮支承件的滑动接触面滑动接触的滑动接触面自由移动且利用凸轮面沿规定加工方向移动的凸轮滑块、具有与该凸轮滑块的凸轮面抵接的凸轮面而强制性使该凸轮滑块沿规定的加工方向移动的凸轮驱动器构成，利用该凸轮支承件的滑动接触面与凸轮驱动器侧的滑动接触面的硬度以及该凸轮驱动器上的凸轮面与该凸轮驱动器的凸轮面的硬度的组合，在相同宽度的凸轮装置中将凸轮装置按每个宽度尺寸设定为一个组，且使位于组间的组的最大加工能力比相邻的宽度尺寸大的组的最小加工能力大而且比相邻的宽度尺寸小的组的最大加工能力小的方式决定各组的设计构造。

Description

凸轮装置

技术领域

本发明涉及一种为了对工件进行孔加工等而安装在固定模具与移动模具之间的小型单元化的凸轮(cam)装置。

背景技术

以往，在模具的设计中，需要进行配置使得以凸轮装置为首的引导柱、工件检测装置、输出输送装置等各种功能单元相互不干涉。在模具设计中，为了能够容易地进行该配置，功能单元的专业制造厂商将各种单元标准化，将其外形形状和运动连同负荷能力等规格一起详细记载在说明书中。

冲压模具用的凸轮装置所需的加工能力，根据工件(被加工物)的材质、板厚、加工工具相对于凸轮装置的凸轮滑块的安装位置而变化，随着加工工具的安装位置相对于凸轮装置的中心偏移，作为凸轮装置能够发挥的加工能力变小。

专利文献1：日本特开2000-135526号公报

因而，在以往的凸轮装置中，每次在模具设计过程中产生的工件(被加工物)的板厚、材质发生改变以及各种功能单元相互的安装位置发生改变时，凸轮装置的大小改变，存在设计变更作业上的负担变大这样的问题。

而且，存在如下问题：由于由固定在模具上时的安装误差引起的与凸轮装置的滑动面的局部接触(partial contact或者unevencontact)，凸轮装置不能发挥标准的耐久力而导致耐久寿命降低，必须以较短间隔进行凸轮装置的更换。

发明内容

因此，本发明的凸轮装置就是为了解决这种课题而提出来的，其目的在于提供不必改变凸轮装置的外形形状就能够执行在模具设计或使用过程中在改变凸轮装置的加工能力和安装位置时进行的凸轮装置的规格变更的凸轮装置。

为了解决上述课题、达到目的，本发明的凸轮装置由具有滑动接触面的凸轮支承件、通过与该凸轮支承件的滑动接触面滑动接触的滑动接触面自由移动并且利用凸轮面沿规定的加工方向移动的凸轮滑块、具有与该凸轮滑块的凸轮面抵接的凸轮面且强制性使该凸轮滑块沿规定的加工方向移动的凸轮驱动器构成，其特征在于，将上述凸轮支承件的滑动接触面的硬度设定为比凸轮滑块侧的滑动接触面的硬度软，而且，将上述凸轮驱动器上的凸轮面的硬度设定为比上述凸轮滑块的凸轮面的硬度软，在施加在该凸轮装置上的负荷载重改变时，以改变上述凸轮支承件的滑动接触面的硬度或材质、或者改变改变凸轮驱动器的凸轮面的硬度或材质来进行应对，而不改变上述凸轮滑块上的滑动接触面或凸轮面的硬度。

上述凸轮支承件的滑动接触面由相对于该凸轮支承件自由拆卸的滑动接触构件形成，该凸轮驱动器的凸轮面由相对于该凸轮驱动器自由拆卸的凸轮构件形成。

而且，优选是如下的凸轮装置：由上述凸轮滑块的滑动接触面和凸轮支承件的滑动接触面构成的滑动面的材料组合，与由凸轮驱动器的凸轮面和凸轮滑块的凸轮面形成的滑动部的材料组合是相同的，通过将滑动面精加工后的表面粗糙度(日文：面粗度)设定得较大，或者通过改变上述滑动面上形成的填充固体润滑剂的许多凹部的布置，促进由初始磨损期间的磨合引起的接触面积的扩大，防止由由于凸轮装置的安装误差和模具的加工误差而产生的局部接触引起的接触表面压力过大。

进一步，优选按每个宽度尺寸将凸轮装置设定为一个组，并且，决定各个组的设计构造，使得位于组间的组的最大加工能力比相邻的宽度尺寸大的组的最小加工能力大、而且比相邻的宽度尺寸小的组的最大加工能力小，减少凸轮装置相对于加工能力改变的改变。

采用本发明的凸轮装置，不必改变凸轮装置的外形形状就能够执行在模具设计过程中在改变凸轮装置的加工能力和安装位置时的凸轮装置的规格变更，能够减少模具设计中的设计变更的工时，而且也能够缩短设计期间。

而且，能够防止由耐久寿命的降低导致的凸轮装置的更换频率过大，该耐久寿命的降低是由于由工作后的工件(被加工物)的材质、板厚变更和模具的细微加工或装配误差导致的凸轮装置的滑动面上的局部接触而引起的。

进一步，根据需要，能够只更换滑动构件而改善凸轮装置的滑动特性、提高凸轮装置的加工能力，因此，不通过更换整个凸轮装置而通过更换一部分构件就能够改善工作后的加工能力，降低改进加工能力的成本。

附图说明

图1是表示本发明的凸轮装置的分解立体图。

图2是表示本发明的凸轮装置的、加工能力与各种模具设计所最需的凸轮宽度的关系的曲线图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的凸轮装置1由如下部分构成：凸轮支承件2，其具有滑动接触面2a；凸轮滑块3，其通过与该凸轮支承件2的滑动接触面2a滑动接触的滑动接触面3a自由移动，并且利用凸轮面3b沿规定的加工方向移动；凸轮驱动器4，其具有与该凸轮滑块3的凸轮面3b抵接的凸轮面4a而强制性使该凸轮滑块3沿规定的加工方向移动。

该凸轮滑块3在其滑动方向一端侧突设有延长杆5a，在其基端部外周缘部具有由气压缸体构成的复位用弹性构件5。使延长杆5a贯穿凸轮支承件2的前方的壁，利用该复位用弹性构件的反弹力使凸轮滑块3返回到初始位置。而且，在该凸轮支承件2的一端侧用螺栓自由卡止地具有防脱用止挡件6，并且在两侧壁上具有自由滑动地悬挂(日文：吊持する)保持该凸轮滑块3的滑块保持件7。在该凸轮滑块3上还安装有强制复位从动件8。另外，作为该复位用弹性构件，也可以使用螺旋弹簧等其他构件。

上述止挡件6是防止由滑块保持件7悬挂保持头部的凸轮滑块3从后方脱出的壁。上述滑块保持件7固定在上述凸轮支承件2的两侧壁上，利用其下部的L形卡定部夹持凸轮滑块3的头部，使该凸轮滑块3沿前后方向自由滑动地悬挂保持该凸轮滑块3。在凸轮滑块3的加工工具卡在工件上难以脱出时，强制复位从动件8与凸轮驱动器4侧的引导槽卡合，强制性使凸轮滑块3朝向初始位置移动。

如果滑动部的表面压力恒定，在上述凸轮支承件2和凸轮滑块3上由滑动接触面2a、3a构成的滑动部的磨损特性，由滑动构件2b和凸轮滑块3的滑动部3c的材质、加工方法、热处理以及填充固体润滑剂的凹部的布置及其填充量的各个组合决定。

同样地，如果滑动部的表面压力恒定，在凸轮驱动器4和凸轮滑块3上由凸轮面4a和3b构成的滑动面的磨损特性，也由凸轮驱动器4的凸轮构件4b和凸轮滑块3的滑动部3d的材质、加工方法、热处理以及填充固体润滑剂的凹部的布置及其填充密度的各个组合决定。

因此，如果符合目的来选择滑动部的材质、加工办法以及作为凸轮装置的基本尺寸的凸轮宽度，则在相同外形尺寸的凸轮装置中，能够决定加工能力的大小、磨损进行的快慢，甚至能够将在同一等级(日文：ランク)内的最大加工能力设定得比上1级的凸轮装置的最低加工能力大。图2是表示该组合的一个例子的图，也可以是其他组合。

而且，在图2中虽未记载，但是也包含材质组合以外的以下的方法：通过在控制磨损进行的快慢时改变加工方法、例如加工加工面而使其表面粗糙度较大，虽然增大了初始磨损、或者增大了固体润滑剂的填充密度、磨损进行的较快，但是确保了不会引起划伤等破坏性损伤的、稳定的磨损特性。

因此，关于由工作后的元件更换带来的凸轮装置的加工能力的改善，为了不必更换调整开孔用的冲孔冲头等加工工具的安装精度所需的凸轮滑块，如图1所示，该滑动部2b由与作为主体侧的凸轮支承件2不同的构件形成，并且利用螺栓等自由拆卸地安装在该凸轮支承件2的安装面上。

而且，如图1所示，在上述凸轮驱动器4中，也同样地在凸轮驱动器基部4c上自由拆卸地具有含有凸轮面4a的凸轮构件4b，能够利用螺栓容易地更换。因而，成本也不会提高。

在凸轮滑块3上安装加工工具，并且要求有对该加工工具与工件(被加工物)的相对位置精度进行调整等的高精度，因此，要求由凸轮驱动器4的凸轮面4a和凸轮滑块3的凸轮面3b构成的滑动部的磨损较小。另一方面，凸轮驱动器4的凸轮面4a形成为倒V字剖面形状，因此，凸轮滑块3和凸轮驱动器4的位置关系被限制为在与凸轮滑块的移动方向正交的方向上不偏移。

因此，由凸轮滑块3的滑动接触面3a和凸轮支承件2的滑动接触面2a构成的滑动面，受到由与凸轮装置的安装误差和模具的加工误差相当的误差带来的影响，产生所谓的局部接触。在消除该局部接触时，由初始磨损期间的磨合引起的接触面积不断扩大，需要防止接触表面压力过大。

因此，由凸轮滑块3的滑动接触面3a和凸轮支承件2的滑动接触面2a构成的滑动面与由凸轮驱动器4的凸轮面4a和凸轮滑块3的凸轮面3b构成的滑动部的材料组合相同时，通过使滑动面精加工后的表面粗糙度较大、或者改变固体润滑剂的布置来应对。当然，改变滑动材料的组合对于达到目的也是有效的。

上述凸轮装置1，如表1所示，按照凸轮装置的各宽度(例如最小、小、中、稍大、大、最大)，通过组合滑动部的材料(例如低表面压力、一般表面压力、稍高表面压力、高表面压力)能够轻、一般、稍重、重地选择其加工能力。关于选择凸轮装置宽度，在相邻的凸轮装置宽度中进行覆盖(日文：カバ一)，使得将某凸轮装置宽度的组中的最大加工能力设定得比凸轮装置宽度大1组的相邻的组的最小加工能力大，以进行补足。

【表1】

这样，在相邻宽度的凸轮装置中，如图2所示，例如在宽度为中级的凸轮装置A中，规格“重”的组的加工能力设定得比下一级别宽度稍大的凸轮装置B的规格“轻”的加工能力大，在与下级别一宽度的凸轮装置之间替代是起作用的。

采用本发明的凸轮装置1，凸轮支承件2与模具的上模一起沿上下方向从上止点向下止点往返移动，由此，凸轮滑块3沿前后方向向加工方向往返移动。由此，在由滑动接触面2a和滑动接触面3a构成的滑动部与由凸轮面3b和凸轮面4a构成的滑动部上，或多或少地产生由滑动引起的磨损。

但是，在本发明中，由滑动接触面2a和滑动接触面3a构成的滑动部的磨损提前进行，在模具工作的初始阶段就消除了由模具的加工和装配误差引起的滑动接触面2a和滑动接触面3a的相互的滑动部的局部接触，能够发挥安装凸轮装置的标准加工能力。

进一步，能够将由限定了加工工具的相对于工件(被加工物)的运动的相对位置关系的凸轮面3b和凸轮面4a构成的滑动部的磨损量设定得比由滑动接触面2a和滑动接触面3a构成的滑动部的磨损量小，因此在消除由工作初期的局部接触带来的弊病的同时，也能够使加工工具的位置精度的变化同时变小。

另外，在模具工作后产生超出模具设计当初的预测的滑动接触面磨损时，将滑动构件2b或凸轮构件4b以成为磨损更少的组合的方式更换为与设计当初的材质不同的同一形状的元件，能够应对超出预测的磨损。而且，该更换作业也像能够使用螺栓拆卸那样容易，恒定地确保凸轮装置1的加工精度。而且，按照凸轮装置的各个宽度的每一个，相邻的凸轮装置的加工能力重叠，因此也能够容易地替代整个凸轮装置，替换是起作用的。

本发明的凸轮装置，达到了缩短模具设计阶段的设计时间和减轻设计上的负担的目的，在高精度地维持加工精度的同时，能够防止在装置工作后产生的、由作为在模具中不可避免的模具的稍微加工或装配误差引起的凸轮装置性能降低的不良情况，能够减少模具保养的工时，通过更换元件还能够容易地实施其性能的改进，能够高精度地维持加工精度，因此能够用于各种加工工具。

Claims (6)

1.一种凸轮装置，其由具有滑动接触面的凸轮支承件、利用与该凸轮支承件的滑动接触面滑动接触的滑动接触面自由移动并且利用凸轮面沿规定的加工方向移动的凸轮滑块、具有与该凸轮滑块的凸轮面抵接的凸轮面而强制性地使该凸轮滑块沿规定的加工方向移动的凸轮驱动器构成，其特征在于，

将上述凸轮支承件的滑动接触面的硬度设定为比凸轮滑块侧的滑动接触面的硬度软，

而且，将上述凸轮驱动器上的凸轮面的硬度设定为比上述凸轮滑块的凸轮面的硬度软，

在施加在该凸轮装置上的负荷载重改变时，通过改变上述凸轮支承件的滑动接触面的硬度或材质、或者改变凸轮驱动器的凸轮面的硬度或材质来进行应对，而不改变上述凸轮滑块上的滑动接触面或凸轮面的硬度。

2.根据权利要求1所述的凸轮装置，其特征在于，

上述凸轮支承件的滑动接触面由相对于该凸轮支承件自由拆卸的滑动接触构件形成。

3.根据权利要求1所述的凸轮装置，其特征在于，

上述凸轮驱动器的凸轮面由相对于该凸轮驱动器自由拆卸的凸轮构件形成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮装置，其特征在于，

由上述凸轮滑块的滑动接触面和凸轮支承件的滑动接触面构成的滑动面的材料组合与由凸轮驱动器的凸轮面和凸轮滑块的凸轮面形成的滑动部的材料组合是相同的，

通过将上述滑动面的精加工后的表面粗糙度设定得较大，促进由初始磨损期间的磨合引起的接触面积的扩大，防止由局部接触引起的接触表面压力过大，该局部接触是由凸轮装置的安装误差和模具的加工误差产生的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮装置，其特征在于，

由上述凸轮滑块的滑动接触面和凸轮支承件的滑动接触面构成的滑动面的材料组合与由凸轮驱动器的凸轮面和凸轮滑块的凸轮面形成的滑动部的材料组合是相同的，

通过改变上述滑动面上形成的填充固体润滑剂的许多凹部的布置，促进由初始磨损期间的磨合引起的接触面积的扩大，防止由局部接触引起的接触表面压力过大，该局部接触是由凸轮装置的安装误差和模具的加工误差产生的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的凸轮装置，其特征在于，

在权利要求1至5的凸轮装置中，将凸轮装置按每个宽度尺寸设定为一个组，并且以使位于组间的组的最大加工能力比与该组相邻的宽度尺寸大的组的最小加工能力大、而且比与上述位于组间的组相邻的宽度尺寸小的组的最大加工能力小的方式决定各个组的设计构造，从而减少凸轮装置相对于加工能力改变的改变。

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