CN102264487B - 用于具有振动式刀具插入件的冲压机的刀具以及具有该刀具的冲压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冲压机(1)的刀具，并且提供一种冲压机(1)，其通过具有一机械设备的所述刀具的结构按振动运动来移动刀具插入件(24)，所述机械设备被所述冲压机(1)的驱动设备(14)驱动。因此，实现了增大所述刀具插入件(24)的振动运动的频率。

Description

用于具有振动式刀具插入件的冲压机的刀具以及具有该刀具的冲压机

技术领域

本发明涉及一种用于冲压机的具有振动式刀具插入件的刀具，该振动式刀具插入件由集成在刀具中的驱动设备来驱动。

背景技术

对于所制造的金属片部件，常常需要进行标记。因此，例如，在部件上设置公司标志、部件编号、日期、材料标签或者安装符号。在金属片部件在冲压机上加工的情况中，可以通过冲压机自身来进行标记，以便使用于设置和操纵的更新工作安全。

通过与所要求的压纹具有相应形状的滚刀为金属片零件上做标记，并且通过单个加工冲程在金属片上压印出压纹。然而，这要求滚刀对于所要求的压纹的可用性并且限制了灵活性。并且，其他可能性是通过借助于标记销在金属片上打点来压印出与所要求的点阵图案相应的网格，其中所述点具有足够小的间距，以使所要求的图案呈现为线或者网。特别是，当绘制网时，从而需要在金属片上压印出大量的点。

在上述过程中，具有锥形尖端的印模容纳在上部刀具的保持夹具中，并且上部刀具借助于上部刀具的保持夹具的驱动产生振动运动。当所述尖端撞击在金属片的表面上时，在金属片上压印出十分之几毫米深的点状凹痕。该时候，由于移动的驱动器的质量，冲击的频率被传统驱动技术限制于2800到3000冲/分钟。

然而，如以上提到的，按该方式来标记需要大量的点，特别是当标记出网时，这意味着标记需要大量时间并且占用冲压机，以致不能用于其他的生产需要。

发明内容

本发明的目的是减少利用标记销进行标记的时间，同时维持标记的质量。

通过根据本发明的刀具和根据本发明的冲压机来实现所述目的。本发明还描述了进一步的发展。

一种用于冲压机的具有驱动机构的刀具能够实现更高的冲击频率，因为移动的质量实质上更小，所述驱动机构沿轴向方向移动标记销。

附图说明

借助于参照附图的实施例来描述本发明。

图1是具有根据本发明的刀具的冲压机的透视图；

图2按剖视图示出了第一实施例中的具有振动刀具插入件的刀具部分；

图2a是通过图2中的刀具部分的剖面A-A的图解；

图3按剖视图示出了具有第二实施例的振动刀具插入件的刀具。

具体实施方式

图1是冲压机1的透视图。冲压机1的主要部件是C形框架2。C形框架2是由扭转硬化的钢的焊接结构构成的。在C形框架2的后端设置液压动力单元3。

此外，冲压机1在单独外壳中包括未显示的机器控制器。机器控制器连接到冲压机1的所有的致动器上，并且其控制所述致动器的运动。机器控制器包括作为输入装置和输出装置的键盘和监视器。通过微型控制器来执行控制功能，其中处理程序和操作参数被储存在机器控制器的储存区中。

在C形框架2下部内侧，设置横轨4，具有用于横轨4的导向件19。横轨4包括刀具库5，其中示出了冲孔刀具6和其前侧面上的夹持爪7。工作台8连接到用于横轨4的导向件19上。

夹持爪7保持待加工的工件，此处为金属片9。夹持爪7可以设置在横轨4的合适位置处，以便可以安全地保持金属片9，但是不在金属片上将被加工处抓持金属片。依据金属片的尺寸，横轨4包括适当数量的夹持爪7，在该例中为两个。还可以使用附加的夹持爪7。

在C形框架2的上部内侧的前面部位中，冲压机1包括冲头10。冲头10连接至冲头控制器11，该冲头控制器进而连接至机器控制器。此外，冲头10包括上部旋转驱动器14，该上部旋转驱动器围绕冲头10的竖直轴线20转动冲头10。

在下端处，冲头10包括上部刀具保持夹具12。在该上部刀具保持夹具12中，按形状配合和无间隙的方式容纳并保持刀具6的上部刀具部分17。第一上部旋转驱动器14转动上部刀具保持夹具，并且能够锁定在任何期望的角度位置上。此外，机器1包括仅用于锁定刀具的上部部分17的一部分的锁定设备15。

在C形框架2的下部内侧在工作台8的部位中，设置下部刀具保持夹具13。下部刀具保持夹具13的中心轴线为轴线20。下部刀具保持夹具13包括下部旋转驱动器16。旋转驱动器16转动下部刀具保持夹具13并且能够锁定在任何期望的角度位置处。刀具6的刀具18的下部容纳在下部刀具保持夹具中。

在操作中，定位金属片9以用于加工处理，从而工作台8与导向件19和具有夹持爪7的横轨4一起沿X方向移动，同时具有夹持爪7的横轨4沿Y方向移动。因此，金属片9在Y方向上相对于工作台8滑动，其中通过例如活动球或刷杆的合适装置来防止刮伤金属片9。借助于未示出的线性驱动器来确保通过横轨4的金属片9的定位，该线性驱动器由机器控制器来驱动。

在定位金属片9之后开始加工过程，即，冲压过程，从而金属片9的待加工区域处于轴线20的部位。冲头10向下移动大约一冲程，该冲程可以是最大冲程或者是比最大冲程短的冲程。在行进比最大冲程短的冲程之后，冲头10向上或向下移动到另一预定位置，并且然后恢复到其上端位置。随后，重新定位金属片以用于下一个加工过程。

图2显示了根据本发明的具有与轴线20相应的中心轴线的刀具的第一实施例的刀具部分41。刀具部分41包括位于上端处的冲压轴22。在其上端处，冲压轴22圆柱形地形成有截头圆锥形凹进部，从而冲压轴按形状配合和无间隙的方式容纳在冲压机1的上部刀具保持夹具12中（图1）。在下端处，冲压轴22以盘形方式形成。在盘形部分的下侧，周向地形成具有圆形节段的横截面的圆形轨道。在中心处，冲压轴22包括自底部开始的圆柱形凹进部。

刀具导向件23向下连续地固定在冲压轴22上。刀具导向件23在其下端处为板状的，并且在板状部分的上侧包括围绕轴线20的周向的圆形轨道。在板状部分的上侧，板状部分包括呈现为中空圆柱体33的整体的中心向上延伸的部分。在其上端处，所述部分包括槽。槽平行于附图的平面地经过轴线20，以便从上面沿轴线20的方向观察时，设置了两个向上延伸的圆柱形的环状部分37，如图2a所示。中空的圆柱体33包括在板状部分中延伸的圆柱形凹进部，以便在凹进部的下端处形成台肩。该台肩在径向外侧处受中空圆柱体33的内壁限制，并且在径向内侧的其下端处受刀具导向件23包含的直径为D的圆孔的限制。

刀具导向件23的直径D适合于刀具插入件24的直径，该刀具插入件24布置在刀具部分41内部，从具有直径D的孔中伸出。刀具插入件24是销形的，具有用于加工金属片9的下端和上端，其直径在台肩处扩大了。刀具插入件24的下部的直径设置为直径D，从而所述直径配对适合于用于轴向运动的摩擦轴承。还调整材料以用于该应用。

刀具部分41包括驱动机构，该驱动机构将旋转运动转换为轴向振动运动。驱动机构至少包括传动构件25、具有圆周表面（该圆周表面不是平坦的而是包括周期性的隆起和凹进部）的构件26和设置在传动构件25与具有隆起及凹进部的表面之间的构件28。

在上端处，刀具插入件24抵靠在传动构件25处。在图2a中示出了，当沿轴线20的方向观察时，传动构件25包括圆形的环38，其圆环由穿过中心的辐条39连接，从而形成了两个关于辐条相对的弓形凹口40。传动构件25被插入刀具部分41中，从而其辐条可上、下活动地装配在由刀具导向件23的中空圆柱体33中的两个环形部分37所形成的槽中。辐条39侧面的扇形凹口40允许刀具导向件23的两个圆柱状环形部分37穿过传动构件25。环38具有合适的厚度，以便在操作期间不发生变形或振动。在外部圆周边缘处，设置向下延伸的台肩，该台肩的底部侧面用作运行表面。

在冲压轴22和刀具导向件23之间，设置空心轮作为构件26。空心轮26在其外部圆周表面上包括圆周齿轮35。空心轮26在具有预定直径的内部圆形互连孔和直径大于该内部孔的预定直径的圆柱形凹进部之间的其内侧上包括台肩36。环形表面在所述两个直径之间径向地延伸。然而，该环形表面不是平的，但其包括处于径向隆起和凹进部形式的起作用部位。所述隆起和凹进部以波形垫圈形状形成在空心轮26中，其中根据期望的旋转速度与冲程频率的变换比，隆起或凹进部的数量为6到10个隆起和6到10个凹进部的偶数个。其结果是，在角距离中，隆起和凹进部围绕环形表面均匀地分布。隆起和凹进部之间沿轴线20的高度差为大约1毫米。

在替代实施例中,通过使用插入到空心轮26的台肩中的波形垫圈来形成隆起和凹进部。波形垫圈被固定以防止朝空心轮26转动。

在另一替代实施例中，隆起和凹进部不分布在空心轮上，而是分布在传动构件25上。

空心轮26相对于冲压轴22和刀具导向件23被可旋转地围绕轴线20支承。因此，如可以在轴线20的方向上看到的，空心轮包括圆形轨道，在其上侧和其下侧上分别为圆扇形截面。

为了将空心轮26支承在冲压轴22和刀具导向件23之间，在空心轮26的上侧和冲压轴22的下侧之间以及空心轮26的下侧和刀具导向件23的上侧之间的轨道中分别设置球形的第一滚动构件27。

在空心轮26的台肩和传动构件25之间，设置多个第二滚动构件28。滚动构件28按与由隆起和凹进部的分布所得到的角度或多个角度相应的角距离均匀地分布在空心轮26的台肩周围。台肩的下部表面是平坦的。如在附图的平面下方所示出的，第二滚动构件28接触空心轮26的台肩的上表面。

在传动构件25上方，在冲压轴22的圆柱形凹进部内部沿轴线20的方向居中地设置弹性构件，此处为压缩弹簧29的形式。该压缩弹簧29自身支靠着圆柱形凹进部的上端，并且其向下推动传动构件25。

在刀具插入件24的台肩下侧和形成在刀具导向件23的圆柱形凹进部的下端处的台肩之间，刀具部分41包括也为压缩弹簧形式的第二弹性构件（压缩弹簧30）。在图2中，压缩弹簧30将刀具插入件24向上推靠在传动构件25的辐条39上，从而通过抵靠着辐条39来将刀具插入件24定位在限定位置中。压缩弹簧30被设计成使刀具插入件24总是抵靠着辐条39，即使在动态力作用的情况下。

在操作中，刀具部分41被容纳在冲头10的上部刀具保持夹具12中，并且冲头10移动大约一预定冲程，从而在刀具导向件23的下侧和轴线20与待加工的金属片9的交叉点处的金属片的上侧之间应用一预定距离。该距离被如此确定，即，刀具插入件24的下端刺入金属片9中一预定深度。使刀具保持夹具12以达到600/分钟的转速旋转，从而刀具部分41（除了锁定的空心轮26）也以该旋转速度旋转。结果是，由于很低的运动质量，刀具插入件24的振动运动的频率达到大约6000/分钟。

可选地，通过探测装置来确定或检测刀具部分41和金属片9之间的距离，并且冲头被如此移出或移入，即，当移动金属片9靠近新的加工位置时所述距离保持恒定。

如图1所示，空心轮26被冲压机1的锁定设备15锁定。因此，在冲压轴22、刀具导向件23和传动构件25之间发生相对转动，一方面，所述冲压轴22、刀具导向件23和传动构件25以抗扭矩方式相互连接，并且另一方面，所述冲压轴22、刀具导向件23和传动构件25连接到空心轮26上。因此，通过滚动构件28的表面和与其接触的表面之间的摩擦力一方面促使第二滚动构件28在传动构件25的向下延伸的台肩的下侧上滚动，另一方面促使其在空心轮26中的台肩的上部环形表面上滚动。第二滚动构件28被由压缩弹簧29向下推动的传动构件25推靠在台肩的环形表面上。因为台肩的表面不是平坦的，而是沿周向成波浪状，所以由于在台肩的波状表面上的滚动，滚动体不仅围绕轴线20圆形地运动，而且沿轴线20的方向上、下运动。滚动体28的该上、下运动影响传动构件25，结果，传动构件25执行振动运动，并且其将该运动传递给刀具插入件24。由于动态的惯性力，传动构件25会松开与滚动构件28的接触，由此进行的运动是不安全的。因此，压缩弹簧29的预加力用来保持第二滚动体28和其接触表面之间的法向力，以便保持摩擦力。通过确定空心轮26的台肩的表面上的隆起和凹进部的数量，确定与刀具保持夹具12的转动速度有关的刀具插入件的冲程数量。

在又一实施例中，替代上部刀具保持夹具12的转动，并由此冲压轴22的转动和空心轮26的锁定，具有冲压轴22的上部刀具保持夹具12被锁定，并且代替上述那样，空心轮26被第二上部转动驱动器转动。与振动有关的作用是基于第一实施例的。

在冲压机1的又一替代实施例中，冲压轴22被第一转动驱动器转动，并且空心轮26被第二上部转动驱动器按与冲压轴22的转动方向相反的方向并从而与传动构件25的转动方向相反的方向转动。由于转动方向不同，所以在传动构件25和空心轮26之间产生了转动速度方面的差异，这是由加入了若干转速量而产生的。因此，转动速度分别与所述若干转速之一相比增大了，以便总体上实现刀具插入件24的振动运动频率的增大。

因为压缩弹簧29的布置以使压缩弹簧29向下给传动构件25施加作用力，并且空心轮26的台肩影响传动构件的向上运动，所以仅通过压缩弹簧29施加将刀具插入件24冲压到金属片9中的作用力。因此，所述作用力被限制为弹簧力，这降低了当刀具插入件24和金属片9或者出现的其他障碍物之间发生碰撞时损坏刀具的风险，然而，这也限制了用于加工金属片9的作用力。

未示出的刀具的下部具有平坦的水平表面。

在替代实施例中，刀具的下部设有活动辊子或者活动球，金属片支承在其上，以便防止刮伤金属片9的下侧。

在又一替代实施例中，该刀具部分被如此设计，即，其可以容纳在下部刀具保持夹具13中（图1），并且其被用作刀具的下部。于是，刀具被下部刀具保持夹具13及其转动驱动器16转动。此处，结果是，刀具的上部具有平坦的水平表面。

在图3中，示出了具有振动刀具插入件的刀具的第二部分21的第二实施例。实质上，该结构和功能适合图2中的实施例，其中压缩弹簧29的预加力施加在相反方向上。因此，刀具的该部分21包括作为以其他方式形成的第二空心轮31的构件26和以其他方式形成的第二传动构件32。因为操作模式是实质上相同的，所以不再描述类似部件和作用。

在该情况下，第二空心轮31包括位于其上部区域中的台肩，并且台肩的表面包括向下指向的隆起和凹进部。

第二传动构件32未成型为实质上如第一实施例中的盘，而是成型为盆状件，其中该盆状件在图3中是颠倒的，其中第二传动构件32被这样设置，即，盆状件的底部位于第二传动构件25的上端处。在该实施例中，在盆状件的底表面中，形成与图2中的传动构件25中的相同的圆形扇状凹口，即使它们在图3中看不到。由于该凹口，盆状件的底部也包括如作为横截面的图3中所示的居中定位的辐条，从而产生了冲压轴22和具有第二传动构件32的刀具导向件23的形状配合连接。传动构件32的下端处的作为该盆状件的外部圆周边缘包括用于第二滚动体28在其上侧的行进表面。

在该情况中，第一弹性构件（压缩弹簧29）设置在刀具导向件23的圆柱形凹进部的内部下台肩和刀具插入件24的台肩之间。压缩弹簧29向上推动刀具插入件24，从而其抵靠着第二传动构件32。同时，传动构件32与滚动体28一起被压缩弹簧29的作用力推靠在第二空心轮31上。

在使用中，促使滚动体28与第二传动构件32的圆周边缘的上表面和第二空心轮31的台肩的下部波状表面摩擦接合。

由于从冲头10到刀具插入件24的形状配合的动力通量，可以施加到图3中所示的实施例中的金属片9上的作用力与图2中向下移动冲头10的作用力相对应，并且因此，其大于由压缩弹簧29施加的作用力。

基本功能类似于图2中所示的实施例的，并且可以形成与图2中所示实施例类似的又一实施例。

为了在冲压机1上对金属片9或者其他材料进行标记，使用具有包括尖端的锥形下端的刀具插入件24。通过使用具有下端的刀具插入件24，所述下端被不同地成型，例如，至少在一个平面中包括半径的端部，并且因此其被倒圆，可以在金属片9中产生凸缘，或者由于施加更大的作用力，特别是当使用图3的刀具时，可以对金属片9执行进一步的加工。

刀具插入件是由硬质工具钢或者硬质合金制造的。

在替代实施例中，驱动机构还可以由集成到刀具中的电动驱动器来驱动。因此，在一种情况中，保持驱动机构的机械原理，并且将电动驱动器的旋转驱动运动转换为线性的振动运动。该驱动器被形成为电动机，其若干分组件也可以与刀具的构件整体形成。

在另一种情况中，存在通过集成到刀具中的磁体来实现该驱动器的可能性，通过适当的配置和激励，磁体引起刀具插入件24的振动运动。

处于电动机或磁体形式的电动驱动器的控制和动力供应通过冲压机1的控制器借助于合适的传动装置来实现。

Claims (12)

1.一种用于冲压机（1）的刀具，其具有容纳在所述冲压机（1）的刀具保持夹具（12、13）中的刀具部分（21、41），并且具有可沿轴线（20）方向活动地支承在所述刀具部分（21、41）中的刀具插入件（24），其特征在于，

所述刀具部分（21、41）包括适用于以振动方式移动所述刀具插入件的驱动机构，所述驱动机构包括围绕轴线（20）可旋转地支承的构件（26、31）以及包括适用于将所述构件（26、31）围绕所述轴线（20）的旋转运动转换为所述刀具插入件（24）的振动运动的机械设备，所述机械设备包括至少一个具有处于波浪形状的起作用部位的构件（26、31）、用于将所述振动运动传递给所述刀具插入件（24）的传动构件（25、32）和至少一个沿所述起作用部位的方向推动所述传动构件（25、32）的压缩弹簧（29），所述波浪形状设置在该起作用部位上，并且在其上设置有波浪形状的所述起作用部位与所述传动构件（25、32）之间设置多个滚动体（28）。

2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，

所述刀具包括集成的电动驱动器，并且所述电动驱动器与所述驱动机构处于驱动连接。

3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，

所述驱动机构包括作为驱动装置的电磁体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的刀具，其特征在于，所述刀具插入件（24）被形成为具有用于加工工件（9）的下端的销形状。

5.根据权利要求4所述的刀具，其特征在于，所述下端以锥形方式形成。

6.具有根据权利要求1到5中任一项所述的刀具的冲压机，其特征在于，

所述冲压机（1）包括用于驱动所述刀具的所述驱动机构的装置。

7.根据权利要求6所述的冲压机，其特征在于，

所述冲压机（1）包括用于转动所述刀具部分（21、41）的第一上部旋转驱动器（14）。

8.根据权利要求6或7所述的冲压机，其特征在于，

所述冲压机（1）包括用于锁定所述构件（26）的锁定设备（15）。

9.根据权利要求6或7所述的冲压机，其特征在于，所述冲压机（1）包括用于转动所述构件（26）的第二上部旋转驱动器。

10.根据权利要求6或7所述的冲压机，其特征在于，

所述冲压机（1）包括刀具保持夹具（12），该刀具保持夹具适用于通过控制器的致动而占据预定的冲程位置。

11.根据权利要求10所述的冲压机，其特征在于，

所述控制器适用于将所述预定的冲程位置设置成，在工件（9）的平移期间在待加工的所述工件（9）和所述刀具部分（21、41）之间的距离为恒定的。

12.根据权利要求6或7所述的冲压机，其特征在于，

所述冲压机（1）为根据权利要求2所述的刀具的电动驱动器提供动力。

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