CN105107919A - 连续拉深装置、薄板螺母冲制件制造设备及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续拉深装置、薄板螺母冲制件的制备设备及制造方法。其中，连续拉深装置包括位于输送路径上方的冲模机构、位于输送路径下方的凹模机构以及驱动两个机构同时靠近或同时远离坯料，第一驱动机构。冲模机构上沿输送路径依次设置有复数个外径递减、长度递增的冲头，凹模机构上与复数个冲头相对应的位置处分别设置有内径以及高度均大于冲头外径的凹槽，当冲模机构和凹模机构同时靠近坯料时，冲头将坯料冲压至凹槽中；薄板螺母冲制件制造设备具有卷材切割装置、输送装置、连续拉深装置、镦粗整平装置、冲孔装置以及控制装置。

Description

连续拉深装置、薄板螺母冲制件制造设备及制造方法

技术领域

本发明属于薄板螺母制备领域，具体涉及一种连续拉深装置、薄板螺母冲制件制造设备及制造方法。

背景技术

一体成型的薄板螺母中，其薄板部和螺母部一体成型，薄板与螺母的过渡部位没有焊点，平滑过渡，可以在使用部位更好的与汽车其它的部件相吻合。目前，一体成型的薄板螺母正逐步取代传统的紧固件，用于汽车中发动机、变速箱、底盘悬挂部件，纵梁以及门锁等关键零部件的固定。

制备一体成型薄板螺母的传统方法如下：(1)板材切割，将板材切割成一定尺寸的方片；(2)拉深，将方片置于冲头和凹模之间，冲头下冲后，方片上出现下凸构造，方片经不同规格的冲头和凹模拉伸后，得到下端封闭的薄板螺母胚中间件；(3)冲孔，得到薄板螺母胚；(4)裁切，将薄板部按照规定裁切成特定形状；(5)攻丝，采用攻丝机对螺母胚进行攻丝，形成内螺纹，得到薄板螺母；(6)镀锌，对薄板螺母进行镀锌后，得到薄板螺母的最终成品。

在上述薄板螺母的制备方法中，拉深是最重要的制备步骤，板材需要经数次拉伸后，螺母部的公称尺寸以及壁厚才能达到要求。现有技术中，对板材进行的数次拉深步骤，分别是在不同的冷挤压装置上完成的，例如，完成第一步拉深后，需要将得到的中间件放置在第二台冷挤压装置上进行第二次拉深，以此类推，直至在最后一台冷挤压装置上完成最后一次拉伸。

由于每道拉深工序均在单独的冷挤压装置上进行，因此通过此种拉深方式进行薄板螺母中间件的制备，不仅成本高、耗时长、加工设备的占地面积大；同时此种方法中，每台冷挤压装置的加工偏差不同，随着加工过程的进行，偏差在坯料中逐渐累积，容易造成拉深部分壁厚不均匀，经后续的攻丝工艺后，螺纹的偏差大，致使薄板螺母不适用于螺纹精度要求高的场合。而且，由于控制每台冷挤压装置的加工偏差完全相同是非常困难的，因此，利用现有技术的方法难以进一步提高拉深部分的壁厚均匀度。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，通过提供一种连续拉深装置以及薄板螺母冲制件的制备设备，实现薄板螺母的连续拉深。为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

<结构1>

本发明提供了一种连续拉深装置，用于对沿输送路径输送过来的薄板螺母的坯料进行连续拉深，形成拉深制件，具有这样的特征，包括：冲模机构，设置在输送路径的上方，用于对坯料进行连续冲压拉深；凹模机构，设置在输送路径的下方，和冲模机构相对应；以及第一驱动机构，与冲模机构和凹模机构连接，用于驱动冲模机构和凹模机构同时靠近或同时远离坯料。其中，冲模机构上沿输送路径依次设置有复数个外径递减、长度递增的冲头，凹模机构上与复数个冲头相对应的位置处分别设置有内径以及高度均大于冲头外径的凹槽，当冲模机构和凹模机构同时靠近坯料时，冲头将坯料冲压至凹槽中。

本发明提供的一种连续拉深装置，还可以具有这样的特征：冲头的个数为至少三个，凹槽的个数至少等于冲头的个数。

本发明提供的一种连续拉深装置，还可以具有这样的特征：最后一个冲头为冲孔冲头，其余的冲头为拉深冲头。

本发明提供的一种连续拉深装置，还可以具有这样的特征：凹槽的内径比与之相对应的冲头的外径大3～5mm。

<结构2>

进一步的，本发明还提供了一种薄板螺母冲制件制造设备，具有这样的特征，包括：卷材切割装置，用于将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的坯料；输送装置，用于沿输送路径输送坯料；连续拉深装置，位于输送装置的上游，用于对来自于卷材切割部的坯料进行连续拉深，形成拉深制件；镦粗整平装置，位于连续拉深装置的下游，用于对拉深制件进行镦粗和整平，形成镦粗制件；冲孔装置，位于镦粗整平装置的下游，用于对镦粗制件进行冲孔，形成冲制件；以及控制装置，用于控制卷材切割装置、输送装置、连续拉深装置、镦粗装置以及冲孔装置的运行。其中，连续拉深装置是前面所述的连续拉深装置。

本发明提供的薄板螺母冲制件制造设备，还可以具有这样的特征：镦粗整平装置包括整平板以及与该整平板相对应地镦粗凹槽，镦粗凹槽的高度比与之相邻的连续拉深装置的凹槽的高度小5～10mm。同时，整平板上和拉深制件的开口部相对应的位置处设置有C角倒角铣刀，用于在整平板对拉深制件进行镦粗和整平时对所述开口部进行C角倒角。

本发明提供的薄板螺母冲制件制造设备，还可以具有这样的特征：输送装置包括用于支撑坯料的支撑机构；第二驱动机构，包含伺服电机，用于驱动坯料以周期性速度递减的方式在支撑机构上向前移动，并推动前面的拉深制件以及镦粗制件以同样方式向前移动。

进一步的，本发明还提供了一种采用薄板螺母冲制件制造设备制备薄板螺母冲制件的方法，包括以下步骤：步骤1，采用卷材切割装置将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的所述坯料；步骤2，采用输送装置向连续拉深装置输送坯料；步骤3，采用连续拉深装置对坯料进行连续冲压拉深，形成拉深制件；步骤4，采用镦粗整平装置对拉深制件进行镦粗和整平，形成镦粗制件；步骤5，采用冲孔装置对镦粗制件进行冲孔，形成冲制件。

其中，步骤3包括以下子步骤：

子步骤3-1，采用输送装置向冲模机构的第一冲头输送坯料，坯料的移动速度呈递减形式，当坯料的中心位置和第一冲头相接触时，其移动速度为零；子步骤3-2，采用第一驱动机构驱动冲模机构和凹模机构同时靠近坯料，对坯料进行第一次冲压拉深，形成第一拉深制件，之后冲模机构和凹模机构同时分别远离坯料；子步骤3-3，采用输送装置向冲模机构的第二冲头输送第一拉深制件，第一拉深制件的移动速度同样呈递减形式，当第一拉深制件的中心位置和第二冲头相接触时，第一拉深制件的移动速度为零；子步骤3-4，采用第一驱动机构驱动冲模机构和凹模机构再次同时靠近坯料，第二冲头对第一拉深制件进行第二次挤压拉深，形成第二拉深制件，该第二拉深制件继续被拉伸直至全部拉深程序完成，形成拉深制件。

发明作用与效果

根据本发明提供的连续拉深装置以及薄板螺母冲制件制造设备，由于冲模机构沿输送路径依次设置有复数个外径递减、长度递增的冲头，同时凹模机构中与复数个冲头相对应的位置处分别设置有内径以及高度均大于冲头外径的凹槽，用于容纳薄板螺母的拉深部分并对其进行塑形，使得冲模机构向下运动时所有的冲头可同时对输送路径上的不同状态的薄板螺母坯料进行挤压拉深，薄板螺母坯料在沿输送路径向前传输的过程中，逐渐被不同规格的冲头挤压，形成拉深制件，解决了现有技术中需要多台冷挤压装置同时工作，致使零件加工成本高的问题。

同时，由于多个冲头设置在同一机构上，同时进行挤压拉深操作，使得整个拉深过程中的每个步骤的加工偏差能够被控制在相同的范围内，有利于提高薄板螺母拉深部分的壁厚均与度，进而提高螺纹的精度。

附图说明

图1是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备的透视图；

图2(a)是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备中的输送装置的俯视图；图2(b)输送装置的侧视图；

图3是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备中的镦粗整平装置的结构示意图；

图4是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件的制备流程示意图；

图5是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件在制备过程中的变化示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式

图1为本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备的透视图。

如图1所示，薄板螺母冲制件制造设备100包括卷材切割装置1、输送装置2、连续拉深装置3、镦粗整平装置4、冲孔装置5以及图中未显示的控制装置。

卷材切割装置1用于将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的坯料；输送装置2用于沿输送路径输送坯料；连续拉深装置3用于对坯料进行连续拉深，形成拉深制件；镦粗整平装置4用于对拉深制件进行镦粗和整平，形成镦粗制件；冲孔装置5用于对镦粗制件进行冲孔，形成冲制件；控制装置用于控制前面几个装置的正常运行。

卷材切割装置1的结构和发明人早前申请的专利文件“卷材切割装置(专利号：CN104190778A)”相同，具体结构可参见该专利申请的公开文件。

图2(a)是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备中的输送装置的俯视图；图2(b)输送装置的侧视图。

如图1和图2所示，输送装置贯穿整个薄板螺母冲制件制造设备，将坯料依次输送给输送装置2、连续拉深装置3、镦粗整平装置4、冲孔装置5形成冲制件，而后将其传输给冲制件收纳装置。输送装置2包括支撑机构21以及图中未显示的第二驱动机构。支撑机构21用于支撑坯料10以及处于各种状态的制件，如图2(a)中所示的第一拉深制件20、第二拉深制件30、第三拉深制件40、第四拉深制件50；第二驱动机构为伺服系统，用于驱动坯料以周期性速度递减的方式在支撑机构上向前移动，并推动其前面的制件同样方式向前移动。

支撑机构21包括第一挡板211以及第二挡板212，两块挡板分别位于坯料与输送路径相平行的两侧，且相对向的内壁上均设置有凹槽，用于容纳坯料以及处于各种状态的制件与输送路径相平行的两条边。第一拉深制件20、第二拉深制件30、第三拉深制件40以及第四拉深制件50首尾相接，在第二驱动机构的驱动下，沿着凹槽向前滑动。

如图1所示，连续拉深装置3包括冲模机构31、凹模机构32以及图中未显示的第一驱动机构。冲模机构31设置在输送装置2的上方，用于对坯料进行连续冲压拉深；凹模机构32设置在输送装置的下方，和冲模机构31相对应；第一驱动机构，也为伺服系统，分别与冲模机构31和凹模机构32连接，用于驱动冲模机构和凹模机构同时靠近或同时远离坯料。

冲模机构31上沿输送路径依次设置有五个外径递减、长度递增的第一冲头311、第二冲头312、第三冲头313、第四冲头314以及第五冲头315，其中，第一冲头311至第四冲头314均为拉深冲头，第五冲头315为冲孔冲头。五个冲头可在冲模机构的带动下同时靠近或远离输送装置2。

凹模机构32上与五个冲头相对应的位置处分别设置有第一凹槽321、第二凹槽322、第三凹槽323、第四凹槽324以及第五凹槽325，每个凹槽比与之相对应的冲头的外径均大3～5mm。

图3是本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件制造设备中的镦粗整平装置的结构示意图。

如图1和图3所示，镦粗整平装置4位于连续拉深装置3的下游，包括整平板41以及与该整平板相对应地镦粗凹槽42。整平板41位于第四拉深制件50的上方，底部和第四拉深制件50的开口部相对应的位置处设置有C角倒角铣刀；镦粗凹槽42第四拉深制件50的下方，该镦粗凹槽的高度比与之相邻的连续拉深装置3的最后一个凹槽的高度小5～10mm。

当整平板41和镦粗凹槽42同时靠近第四拉深制件50运动时，整平板41对第四拉深制件50产生挤压冲击，对第四拉深制件50的平面部分进行整平，并将其被拉深部分挤压至镦粗凹槽42中，完成镦粗操作。与此同时，C角倒角铣刀对第四拉深制件50的开口部进行C角倒角。

如图1所示，冲孔装置5上设置有一个冲孔冲头，该冲孔冲头和整平板41设置在同一块机构上，和整平板41同时靠近或远离输送装置。当镦粗制件移动至与冲头相对应的位置处时，冲孔冲头再次进行冲孔操作，形成冲制件。

图4是本本发明实施例所涉及的薄板螺母冲制件的制备流程示意图；图5为本发明所涉及的薄板螺母冲制件在制备过程中的变化示意图。

如图4和图5所示，薄板螺母冲制件的制备流程包括以下步骤：

步骤1(S-1)，卷材切割装置将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的坯料10；

步骤2(S-2)，输送装置2中的第二驱动机构驱动坯料10沿支撑机构21中的凹槽以速度递减的方式向冲模机构31的第一冲头311移动，当坯料10的中心位置和第一冲头311相接触时，坯料10的移动速度为零；

步骤3(S-3)，第一驱动机构驱动冲模机构31和凹模机构32同时靠近坯料10，对坯料进行第一次冲压拉深，形成第一拉深制件20，之后冲模机构31和凹模机构32在第一驱动机构的驱动下同时远离第一拉深制件20；

步骤4(S-4)，第一拉深制件20在坯料10的推动下同样以速度递减的方式沿凹槽向冲模机构31的第二冲头312移动，当第一拉深制件20的中心位置和第二冲头312相接触时，第一拉深制件20的移动速度为零；

步骤5(S-5)，第一驱动机构再次驱动冲模机构31和凹模机构32同时靠近坯料10，在第一冲头311对新的坯料10进行第一次冲压拉深的同时，第二冲头312对第一拉深制件20进行第二次冲压拉深，形成第二拉深制件30，之后冲模机构31和凹模机构32在第一驱动机构的驱动下同时远离第二拉深制件30；

步骤6(S-6)，第二拉深制件30在新形成的第一拉深制件20的推动下继续向前移动，依次被进行第三次、第四次、第五次冲压拉深，形成最终的第五拉深制件60；

步骤7(S-7)，镦粗整平装置对第五拉深制件60进行镦粗和整平，形成镦粗制件70；

步骤8(S-8)，冲孔装置对镦粗制件70进行冲孔，形成冲制件80。

如图5所示，坯料10呈正方形，在后续的连续拉深过程中，由于坯料受到冲头的冲压，所有的拉深制件的边长不再呈直线，而是呈轻微弧形。

从第一拉深制件20至最终的拉深制件，即，第五拉深制件60，拉深部分逐渐变长、变细。由于第五冲头为冲孔冲头，因此，第五拉深制件60的拉深部分被延长的同时，其底部也被打通。镦厚制件70相较于第五拉深制件60，拉深部分的壁长减小，同时底部贯穿孔的直径也由于镦厚作用而减少，需要再次进行冲孔，形成最终的冲制件80。

本实施例中，冲模机构上的冲头个数设置为5个，坯料经过五道连续拉深，形成拉深制件。实际上冲头的个数不限于5个，可根据实际需要设定冲头的个数。

实施例的作用与效果

根据本实施例提供的连续拉深装置以及薄板螺母冲制件制造设备，由于冲模机构沿输送路径依次设置有复数个外径递减、长度递增的冲头，同时凹模机构中与复数个冲头相对应的位置处分别设置有内径以及高度均大于冲头外径的凹槽，用于容纳薄板螺母的拉深部分并对其进行塑形，使得冲模机构向下运动时所有的冲头可同时对输送路径上的不同状态的薄板螺母坯料进行挤压拉深，薄板螺母坯料在沿输送路径向前传输的过程中，逐渐被不同规格的冲头挤压，形成拉深制件，解决了现有技术中需要多台冷挤压装置同时工作，致使零件加工成本高的问题。

同时，由于多个冲头设置在同一机构上，同时进行挤压拉深操作，使得整个拉深过程中的每个步骤的加工偏差能够被控制在相同的范围内，有利于提高薄板螺母拉深部分的壁厚均与度，进而提高螺纹的精度。

在上述实施例中，冲模机构的冲头和凹模机构上的凹槽是一一对应的。作为本发明的连续拉深装置以及薄板螺母冲制件制造设备，还可以充分利用凹槽的塑形作用，即，凹槽的个数大于冲头的个数，如冲头设置为3个，而凹槽设置为5个，依然呈长度递增、内径递减的形式。在连续拉深过程的后两个步骤中，冲模机构只需将前一道工序形成的拉深制件压至相应的凹槽中即可。

本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所述的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种连续拉深装置，用于对沿输送路径输送过来的薄板螺母的坯料进行连续拉深，形成拉深制件，其特征在于，包括：

冲模机构，设置在所述输送路径的上方，用于对所述坯料进行连续冲压拉深；

凹模机构，设置在所述输送路径的下方，和所述冲模机构相对应；以及

第一驱动机构，与所述冲模机构和所述凹模机构连接，用于驱动所述冲模机构和所述凹模机构同时靠近或同时远离所述坯料，

其中，所述冲模机构上沿所述输送路径依次设置有复数个外径递减、长度递增的冲头，所述凹模机构上与复数个所述冲头相对应的位置处分别设置有内径以及高度均大于所述冲头外径的凹槽，

当所述冲模机构和所述凹模机构同时靠近所述坯料时，所述冲头将所述坯料冲压至所述凹槽中。

2.根据权利要求1所述的连续拉深装置，其特征在于：

其中，所述冲头的个数为至少三个，所述凹槽的个数至少等于所述冲头的个数。

3.根据权利要求2所述的连续拉深装置，其特征在于：

其中，最后一个所述冲头为冲孔冲头，其余的所述冲头为拉深冲头。

4.根据权利要求1所述的连续拉深装置，其特征在于：

其中，所述凹槽的内径比与之相对应的所述冲头的外径大3～5mm。

5.一种薄板螺母冲制件制造设备，其特征在于，具有：

卷材切割装置，用于将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的坯料；

输送装置，用于沿输送路径输送所述坯料；

连续拉深装置，位于所述输送装置的上游，用于对来自于所述卷材切割部的所述坯料进行连续拉深，形成拉深制件；

镦粗整平装置，位于所述连续拉深装置的下游，用于对所述拉深制件进行镦粗和整平，形成镦粗制件；

冲孔装置，位于所述镦粗整平装置的下游，用于对所述镦粗制件进行冲孔，形成冲制件；以及

控制装置，用于控制所述卷材切割装置、所述输送装置、所述连续拉深装置、所述镦粗装置以及所述冲孔装置的运行，

其中，所述连续拉深装置是权利要求1～4任意一项所述的连续拉深装置。

6.根据权利要求5所述的薄板螺母冲制件制造设备，其特征在于：

其中，所述镦粗整平装置包括整平板以及与该整平板相对应地镦粗凹槽，

所述镦粗凹槽的高度比与之相邻的所述连续拉深装置的凹槽的高度小5～10mm。

7.根据权利要求6所述的薄板螺母冲制件制造设备，其特征在于：

其中，所述整平板上和所述拉深制件的开口部相对应的位置处设置有C角倒角铣刀，用于在所述整平板对所述拉深制件进行镦粗和整平时对所述开口部进行C角倒角。

8.根据权利要求5所述的薄板螺母冲制件制造设备，其特征在于：

其中，所述输送装置包括：

支撑机构，用于支撑所述坯料；

第二驱动机构，包含伺服电机，用于驱动所述坯料以周期性速度递减的方式在所述支撑机构上向前移动，并推动前面的所述拉深制件以及所述镦粗制件以同样方式向前移动。

9.一种采用权利要求5所述的薄板螺母冲制件制造设备制备薄板螺母冲制件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用所述卷材切割装置将上位装置输送来的卷材切割成一定尺寸的所述坯料；

步骤2，采用所述输送装置向所述连续拉深装置输送所述坯料；

步骤3，采用所述连续拉深装置对所述坯料进行连续冲压拉深，形成拉深制件；

步骤4，采用所述镦粗整平装置对所述拉深制件进行镦粗和整平，形成镦粗制件；

步骤5，采用所述冲孔装置对所述镦粗制件进行冲孔，形成所述冲制件。

10.根据权利要求9所述的制备薄板螺母冲制件的方法，其特征在于，所述步骤三包括以下子步骤：

子步骤3-1，采用所述输送装置向所述冲模机构的第一冲头输送所述坯料，所述坯料的移动速度呈递减形式，当所述坯料的中心位置和所述第一冲头相接触时，所述坯料的移动速度为；

子步骤3-2，采用所述第一驱动机构驱动所述冲模机构和所述凹模机构同时靠近所述坯料，对所述坯料进行第一次冲压拉深，形成第一拉深制件，之后所述冲模机构和所述凹模机构同时分别远离所述坯料；

子步骤3-3，采用所述输送装置向所述冲模机构的第二冲头输送所述第一拉深制件，所述第一拉深制件的移动速度同样呈递减形式，当所述第一拉深制件的中心位置和所述第二冲头相接触时，所述第一拉深制件的移动速度为零；

子步骤3-4，采用所述第一驱动机构驱动所述冲模机构和所述凹模机构再次同时靠近所述坯料，所述第二冲头对所述第一拉深制件进行第二次挤压拉深，形成第二拉深制件，所述第二拉深制件继续被拉伸直至全部拉深程序完成，形成拉深制件。