CN1031556C - 锻造机械的冲压机构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种锻造机械的冲压机构，包括：数组用曲柄传动连杆的冲压单元，各连杆带动其另一端所接设的冲杆，利用冲杆上所固设的冲头对模具中的工作进行冲锻成型；而曲柄传递动力是利用数段不同偏心角度的轴部，使每一冲压单元的冲压过程可分别独立而依各曲柄上轴部偏心角度的顺序来动作，又配合每一冲压单元各设有与之配合动作的夹具，使二者能形成相对独立的一组来进行冲压操作。

Description

锻造机械的冲压机构

本发明涉及一种锻造机械的冲压机构，持别是指一种具备多组冲头及模具的复合式锻造机械中的冲压机构。

一般的锻造机械有只有一组冲头及模具的，如冲床，亦有具备多组冲头及模具的，如螺帽成型机、复合锻造成型机(和螺帽成型机近似，但并非用以锻打螺帽，而是用以锻打小型锻品，因锻品本身需利用多道锻打工程加以成型，故需具备多组冲头及模具才能锻打出成品)。较早期的此类具有多组冲头及模具的锻打机械，其冲压机构大抵如图1所示；在枢设于机座A1上而受传动旋转的偏心曲柄A2轴部，设有一连杆A3带动主滑台A4作往复运动，使主滑台A4所分设的数组冲头A5对其各自所对应的模具A6进行冲压加工；此种机构由于单一连杆的设计常因连杆中心并未能对准主滑台A4重心，且各冲头A5在冲压时受力不均而可能产生力矩，导致主滑台A4两侧前后端受力不均，产生局部损耗甚至变形，影响主滑台A4动作的稳定性；由于此类成型机工作时所受冲击力甚大，即使极小的误差，亦将导致极大的扭转力，故本发明人曾就此缺失加以改善，而研究设计出如图2所示的双连杆式冲压机构，其虽能改善单连杆带动主滑台的不平衡状态，但有许多冲压上的问题仍难以突破。

如图2所示，因主滑台B1上数个冲头B2对模具B3一次冲压所承受的负荷完全由偏心的曲柄B4承受，所以曲柄本身必须具备相当大的出力(图中所示只有四组冲头，若用五、六组冲头，则曲柄所需的力量将更大)，相对地其它机构，如动力源、机座等都需要考虑较大能量输出所可能造成的影响，因此形成每一台此类型锻造机械都非常庞大；另外，由于各模具B3中所做的锻打工作都不相同，所以各模具相对造成冲头B2的负荷亦不相同，虽极小的误差也会导致很大的扭转力，造成主滑台B1的不平衡，这些不平衡的作用力对机座B5不但是一种极大损伤，而受力最大的冲头，和传动上最直接的连杆也会将此大负荷传给曲柄B4，使曲柄B4的平衡性受到相当的影响，因此对传动机构也是一大损害。

又一般此类型成型机在两两模具间都设有一组夹具，来配合冲头的冲压作业，才能将前一模具中完成某一冲压工作的工件夹持运送到下一模具中接受下一冲压加工，且各组夹具都是接受同一驱动系统的控制，使五、六支夹具同时向左或向右摇摆动作，以配合主滑台A4上数个冲头A5同时冲击作业；这种机构常因多组夹具中的某一夹具在夹持过程中的失误或故障，致使某一工件未被夹持运送到下一模具而残留在原模具中，使得下一动作随即压下的冲头在冲击时遭受瞬间的巨大负载；虽然在这类成型机设计上，能使冲头的动作在这些状况下，可利用离合装置的控制释卸驱动力，但瞬间的巨大负载已经产生——虽然仅是发生在某一冲头而已，但因各冲头是藉主滑台装设成同为一体，所以巨大的瞬间负载仍将传达到整体的冲压机构，多少也会造成整体机构的不平衡状态，使其它相关机构受到损害。

同时，冲压机构所配合的夹具，一般在夹头部份的构造是如图3所示，大致在一轴杆C的末端形成一固定座C1，自其下端部C2向内深开方形的槽状插孔C3、C4，并在两侧边C5上，各开设有螺孔C6，以供螺丝C7螺设锁入；另设有两长条状方形爪体D1、D2，二者在并列时，其内侧下端对应开有嵌口D11、D21，而外侧上端则对应开有插穴D12、D22以供两弹片E1、E2可各以一端部E11、E21插嵌其上。

上述夹具组合时剖视图如图4所示，另请参阅图5的沿图4中的p-p截面视图：将弹片E1、E2端部E11、E21插嵌于爪体D1、D2的插穴D12、D22后，整体置人固定座C1的槽状插孔C3、C4中，同时可藉螺丝C7对弹片E1、E2的紧抵程度来改变并调整爪体D1、D2张合的紧度。

这种夹头的构造虽已使用多年，但仍大多受限在某些使用范围，主要原因在于：

一、这种夹头由地是在固定座C1上开孔，以插设爪体D1、D2及安置弹片E1、E2，因此固定座C1的体积需要相当大，否则难以提供装设该等构件的空间，若成型机本身机构所提供的空间允许，则还可使用，但假若成型机所允许供夹头运转的空间相当有限，则如此较大体积的夹头在运转上就有问题。

二、夹置在固定座C1开孔内的弹片E1、E2对爪体D1、D2所施加的弹力显然不小，同时碍于开孔的大小有限，使得爪体D1、D2所能作的外张程度就十分有限，这在一般的冲压过程中尚元所谓，但遇到特殊冲压状况，如冲头大于爪体D1、D2上嵌口D11、D21内的胚料外径时，在冲压瞬间因爪体D1、D2不能张大避开，则爪体D1、D2将会被冲头所撞及损坏，同时工件的加工也会受阻。

三、任何一位从事机械加工的人都知道，要在一铁质块体上开出两个方形而深陷的槽孔并非易事，不是先钻孔后再以钳工慢慢修锉，就是要以放电加工的方式来作，而不论前者还是后者，均耗费时间甚久而经济效益不高。

因此由于上述有关锻造机械冲压机构所可能造成的大负荷及不平衡现象，及用以配合操作的夹具上夹头构造的缺失，现有装置实有加以改进的必要。

本发明的主要目的在于提供一种用于多工序锻件生产的能分散冲击负荷而增加机体运转上平衡状态并减少震动现象的冲压机构。

本发明的次要目的在于提供一种能够达到上述目的的机构，其具有一种操作空间较小，爪体开度范围较大，而制造又较为便利的夹具上的夹头构造。

本发明的锻造机械的冲压机构，包括：

数组由连杆、冲杆、冲头和模具所组成的冲压单元，由一曲柄连动连杆，而使连杆另一端接设的冲杆利用其上所固设的冲头对置于模具中的工件进行冲锻作业；

所述带动连杆的曲柄设有数段不同偏心角度的轴部，使每一轴部所带动的冲压单元在动作上形成各自分别独立而各以冲头分别依曲柄上各轴部偏心角度的顺序对模具中的工件分别进行中制，同时设有多组和冲压单元相配合、同样依曲柄上各轴部偏心角度顺序各自独立地依序动作的夹具。

用以配合冲压单元而各自独立依序动作的夹具的夹头包括：一固定座，其上开有横向的槽道，在槽道内螺设具有弹性的弯曲片体，该片体跨夹于固定在固定座上一靠座所开设成对的两槽道内，另有两爪体插嵌在靠座所开的槽道内并受前述片体所夹持形成可张合的夹头。

以下举一较佳可行实施例并配合附图加以说明：

图1是习知冲压机构的示意图；

图2是习知冲压机构的示意图；

图3是习知夹头的立体分解示意图；

图4是习知夹头的组合剖视示意图；

图5是习知夹头沿图4中P-P线的剖视图；

图6是本发明一实施例的正面示意图；

图7是本发明一实施例的侧面示意图；

图8是本发明一实施例的曲柄Y的示意图；

图9-14是本发明一实施例中曲柄上各轴部角度偏差示意图；

图15是本发明一实施例的夹具立体分解示意图；

图16是本发明一实施例的夹具组合型视示意图；

图17是本发明一实施例沿图16中Q-Q线的剖视示意图。

图6所示，是本发明一实施例冲压机构的正视图，整个冲压机构形成数组冲压单元X，每一冲压单元X除动力来自相同的曲柄Y外，其他各构件均为独立动作关系；请配合参阅图7，每一冲压单元X都是经由一轴部11带动一连杆12，连杆12再带动载有冲头13的冲杆14，可对模具15作往复的冲压运动；而每一冲压单元X彼此间虽都承受来自同一曲柄Y的动力，但却不是处在同一偏心角度的轴部11控制下，如图8所示的曲柄Y，由于本实施例设有六组冲压单元X，所以在曲柄Y上共设有六段不同偏心角度的轴部11F，11G，11H，11I，11J，11K，每一段轴部11的偏心角度如图9至14所示，大约两轴部的角度偏差在26度时为最佳，此26度的偏差量是根据本发明的特殊设计，可使每一次的冲压动作，仅有一冲压单元X产生冲击力对曲柄Y的的负荷消耗，而非所有冲压单元X同时汇聚而成；故在第一模具完成冲压时，第二模具才进行冲压，依此类推按序进行；而平常在两模具15间各设有一夹具机构(因非关本发明的目的，故不赘述其详细构造内容)运转其间，以夹持第一模具中完成冲压的工件至第二模具中接受冲压，此夹具机构在配合各冲头13时间不一的冲击动作，也在不同时间进行操作，即每一冲压单元各配合一夹具而成一“组”的关系，同时每一组的动作各自独立完成而在不同时间进行；若以实际的运转情况作说明，则当第一个冲压单元完成冲压作业而冲头在往上死点的路径上，此时与之配合的第一个夹具正把第一个冲压单元完成的工件夹往第二个冲压单元所对应模具的路径上；然而，同一时间因各组动作系成各自独立的关系，故此时第二冲压单元可能冲头刚正冲抵模具上的工件，而夹具亦在该第二模具处尚未能将工件移开，故和前述动作并未有完全相同的瞬间操作；依此类推，则作整体的考虑，各冲压单元和夹具所形成的“组”间，必须也在传动上保持一适当的动作时间差，才能使各组间虽动作的时间不同，但仍能井然有序地具备良好的加工关系与效率，而此时间差即为夹具机构运转的时间，以本发明设计配合的机构而言，在曲柄Y中的各轴部11相间40度以下，尤其以26度偏心角度的运转间距在时间的配合上最为恰当；而轴部11偏心量的大小则可配合模具15及冲头13冲压工作所需的冲程大小来决定。

以本发明所形成的机构，在锻造加工中的运转情形，即在每一瞬间的冲压锻打都只会有一冲压单元X和模具中的工件接触，所以负荷的产生也只有一次冲压过程中塑性变形的作用力大小，因此曲柄Y的承受负荷便可获得减轻，所以不必设计成十分粗巨，其动力及各传动机构亦可较为减省，相应地整体机器本身可轻省；另外，由于各冲压单元X彼此间形成独立的作业，而并非再通过一集中各冲击能量的主滑台，故不致造成冲击中产生不平衡的现象，可使机座及传动机构的损伤减到最小，而纵令有某模具中的塑性变形产生较高于其它模具中塑性变形的能量消耗，由于各冲头是分别独立，此负荷也不致影响到其它冲头的作业，而可直接将异常负荷传递到具有超负荷感应的曲柄轴部，自动控制立刻将驱动力停止传送，使对其它机构的负荷影响或破坏降到最低。

又，本发明为使各冲压单元X在非同步运转下，能尽量减少与之配合的夹具的操作空间，以便各夹具在操作中避免产生互相妨碍或干涉的现象，故在夹具的夹头上设计为如图15所示的构造，其主要设有一轴杆2，其一端形成开有横向槽道21的固定座22，且在槽道21的中央处保留一适当的圆形空间23，另在槽道21两侧扶座24、25的端部开有螺孔28；一弹片3，其大致弯曲成Ω状，而在开口31处向内收束形成内大口小的形状，同时在顶端弯折处中央开有一枢孔32，在两侧末端33、34稍微向外弯折；一螺丝4，可穿过弹片3上的枢孔32，而将弹片3锁设在固定座22的槽道21内；一靠座5，其下端大致成一H型柱体而两侧开有两长槽状的导槽51、52，上端则形成一盘状而开有数孔道53的锁接座54，且在锁接座54两端对应于固定座22槽道21的位置，开有两槽口55；另在锁接座54上方焊固一配合固定座22上圆形空间23大小且上设有一凹口56的抵块57，以作为靠座5的定位中心，同时可配合螺丝58在穿径孔道53后，将整个靠座5螺锁于固定座22的螺孔28上；两爪体61、62大致成方条状，而二者并列时在内侧下端开有可供夹持物料的扣穴63、64。

当组合时，请参阅图16的剖视图及图17的沿图16中Q-Q线的剖视图：将弹片3先以螺丝4穿经枢孔32而整体锁设在固定座22的槽道21底部，再将靠座5锁设于固定座22的扶座24、25上，使爪体61、62沿靠座5两侧的导槽51、52穿插入内而受弹片3所夹紧，使彼此对应的扣穴63、64形成的空间可以夹持胚料。

由经过改善的夹头构造可知，因靠座5上导槽51、52呈开放状，故爪体61、62受弹片3夹持其上时所形成的夹头整体截面尺寸较小，而增加了夹头本身在成型机机构空间中运转的灵活性，可使在各冲压单元X在非同步操作下的夹具运转得有宽裕的空间，以避免两两夹具产生干扰的现象；另外，将夹头部份作如此改良设计，同时也获得额外的功效，例如：各接受加工的部位皆是为贯穿的槽或穴(抵块57是在导槽51、52及槽口55铣制完成后才焊上的)，故无深穴或盲孔加工的困难，使得制造速度及便利性改善许多，且同样可达到夹持胚料的效果；而在另一方面，由于弹片3并不受拘束在某一空间中，故受力外张的弹性开度显然较大，而在冲头对胚料冲击的瞬间，61、62可张开较大以提供冲头通过的裕度。

综观上述本发明完全脱离了传统锻造成型机的窠臼，而以截然不同的冲锻方式提高了锻造的技术层次，具有很高的实用价值。

Claims (6)

1.一种锻造机械的冲压机构，包括：

数组由连杆、冲杆、冲头和模具所组成的中压单元，由一曲柄连动连杆，而使连杆另一端接设的冲杆利用其上所固设的冲头对置于模具中的工件进行冲锻作业；所述带动连杆的曲柄设有数段不同偏心角度的轴部，使每一轴部所带动的冲压单元在动作上形成各自分别独立而各以冲头分别依曲柄上各轴部偏心角度的顺序对模具中的工件分别进行冲制，其特征在于：每一组冲头和模具依序对应锻件生产的每一工序，并且分别对应与冲压单元相配合、依曲柄上各轴部偏心角度顺序各自独立地依序动作的夹具；所述夹具运转于两两冲压单元所对应的模具间。

2.如权利要求1所述的锻造机械的冲压机构，其特征在于：所述曲柄上相邻两轴部间的偏心角度小于40度。

3.如权利要求2所述的锻造机械的冲压机构，其特征在于：所述曲柄上相邻两轴部间的偏心角度以相差26度为最佳。

4.如权利要求1所述的锻造机械的冲压机构，其特征在于：用以配合冲压单元而各自独立依序动作的夹具的夹头包括：一固定座，其上开有横向的槽道，在槽道内螺设具有弹性的弯曲片体，该片体跨夹于固定在固定座上一靠座所开设成对的两槽道内，另有两爪体插嵌在靠座所开的槽道内并受前述片体所夹持形成可张合的夹头。

5.如权利要求4所述的锻造机械的冲压机构，其特征在于：所述夹头中具有弹性的弯曲片体大致形成Ω状而开口较小。

6.如权利要求4所述的锻造机械的冲压机构，其特征在于：所述夹头中靠座上所开设的槽道，是由一大致成H型的柱体上的槽道，和其上一大致成盘状的锁接座两侧开凿的槽口所构成。

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