CN105499368A - 汽车车身气动冲孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车身气动冲孔装置，该装置的底座上部一端设有支架，支架上设有驱动气缸；驱动气缸上的气缸头与驱动连接板通过销轴一铰接，驱动连接板与翻转臂通过销轴三铰接，翻转臂与基座通过销轴二铰接，即驱动气缸、驱动连接板与翻转臂形成四连杆结构。底座上部对应的另一端设有由靠板、横向调整安装板、纵向调整安装板及调整垫片连接构成的三向调节组件，且横向调整安装板、纵向调整安装板分别与基座、底座通过螺栓固定连接。该装置设有的冲头通过凸模镶块安装在翻转臂上，凹模通过凹模镶块安装在基座上；同时底座下部平行设有冲料收集盒安装板，其上设有冲料收集盒。该装置结构简单，操作简便，有效实现精确冲孔，且节能降噪成本低。

Description

汽车车身气动冲孔装置

技术领域

本发明涉及一种汽车制造设备，特别涉及一种汽车车身气动冲孔装置。

背景技术

目前，汽车制造行业竞争激烈，例如汽车冲压设备较为多样，但是现有的冲压设备往往结构比较复杂，应用效果欠佳。现有的车身冲压件上的孔通常是由冲压模具上的冲头冲出，在车型更新时需要新增一些安装孔位，即在冲压模具上直接增加冲头成本会很高，改造难度也很大；例如，车身板件上常见的冲孔机构为一体式气液增力冲孔器，以满足普通冲孔所需的1000kgf以上冲裁力，也有的为自动激光切割单元，这两种机构通常为进口产品，价格非常高昂。

因此，提供一种结构设计简单、性能精确可靠、成本低、应用效果显著的汽车车身气动冲孔装置，是该领域科研人员亟待着手解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、设计合理、成本低、性能精确可靠、应用效果显著的汽车车身气动冲孔装置。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种汽车车身气动冲孔装置，其特征在于该装置包括底座,所述底座上部一端设有支架，支架上设有为冲孔运行提供动力源的驱动气缸；驱动气缸上设有气缸头，气缸头与驱动连接板通过销轴一铰接，驱动连接板与翻转臂通过销轴三铰接，翻转臂与基座通过销轴二铰接，即驱动气缸、驱动连接板、翻转臂形成四连杆结构；

所述底座上部对应支架的另一端设有基座，在基座上部设有限制气缸头运动轨迹的槽道板和限位螺栓，并在气缸头两侧设有保持气缸头在槽道板内做直线运动的推力轴承；

所述基座上设有三向调节组件，该三向调节组件由靠板、横向调整安装板、纵向调整安装板及对应设有的调整垫片五、调整垫片四、调整垫片三连接构成；且横向调整安装板、纵向调整安装板分别与基座、底座通过螺栓固定连接；在横向调整安装板、纵向调整安装板与基座、底座之间各通过增减设有的调整垫片数量，以对基座的位置进行10mm之间的三向调整；靠板设置于基座下部，通过螺栓与底座连接，且辅助对基座的三向调整；

所述驱动气缸驱动的翻转臂前端设有凸模镶块，凸模镶块与翻转臂之间设有调整垫片二，所述凸模镶块上设有冲头，所述冲头的周圈设有弹性退料元件；

所述基座上设有通过连接板和调整垫片一连接的凹模镶块，凹模镶块上设有支撑板件且与冲头对应配合的凹模；

所述底座下部对应凹模下方，平行设有冲料收集盒安装板，冲料收集盒安装板上设有冲料收集盒。

本发明的有益效果是：该装置可装配在汽车车身焊接夹具上对车身板件进行冲孔，尤其适用于车型更新时增加新的安装孔位，可大大降低车身制造费用，并提高孔位的加工精度。其优势在于采用普通气缸作为驱动器，通过机械增力机构在冲头一侧达到普通冲孔所需的1000kgf以上冲裁力；概括特点如下：

（1）车身冲压零件在夹具上焊接形成总成的同时即可完成冲孔的工作，节能高效；

（2）省去了冲压车间在模具上新增冲头的改造成本；

（3）制造成本低廉，仅为进口产品价格的五分之一，大大的降低生产和应用成本；

（4）该装置可实现凹模和冲头的三向可调，有效提高了孔位的加工精度，更好的满足冲孔的安装需求。

总之，该装置结构简单，设计合理，操作简便，能够达到高精度冲孔的要求；且节能、环保、成本低，应用十分广泛，效果非常显著。

附图说明

图1是本发明整体结构主视示意图；

图2是本发明整体结构轴侧示意图；

图3是图1沿A-A向局部结构剖视示意图；

图4是图1沿B-B向局部结构剖视示意图；

图中：1连接板，2销轴一，3销轴二，4销轴三，5底座，6翻转臂，7支架，8气缸头，9挡片一，10挡片二，11横向调整安装板，12驱动连接板，13纵向调整安装板，14靠板，15调整垫片一，16调整垫片二，17调整垫片三，18槽道板，19基座，20调整垫片四，21垫片一，22挡片三，23轴套一，24冲料收集盒，25冲料收集盒安装板，26调整垫片五，27挡圈，28推力轴承，29螺母，30驱动气缸，31凸模镶块，32凹模镶块，33凹模，34轴套二，35轴套三，36垫片二，37弹性退料元件，38冲头，39轴套四，40限位螺栓。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1-图4所示，一种汽车车身气动冲孔装置，该装置包括底座5,所述底座5上部一端设有支架7，支架7上设有为冲孔运行提供动力源的驱动气缸30；驱动气缸30上设有气缸头8，气缸头8与驱动连接板12通过销轴一2铰接，驱动连接板12与翻转臂6通过销轴三4铰接，翻转臂6与基座19通过销轴二3铰接，即驱动气缸30、驱动连接板12、翻转臂6形成四连杆结构。

气缸头8通过销轴一2和驱动连接板12安装在一起，并在气缸头8两侧安装推力轴承28，推力轴承28的作用为保持气缸头8在槽道板18内做直线运动，气缸头8的运动路径在基座19内，在基座19上部安装了限制气缸头8运动轨迹的槽道板18和限位螺栓40，用于抵消冲孔时的反作用力和调节冲孔力；即气缸头8在槽道板18导向槽内由驱动气缸30推动，驱动连接板12拖动翻转臂6做回转运动，当驱动连接板12和翻转臂6压力角增大到接近90o时，驱动气缸30输出力的增力效果最为明显，可满足翻转臂6端头安装的冲头38所需的冲裁力，对应气缸头8运行前端设置的可调限位螺栓40，便于控制冲裁力的大小。

所述底座5上部对应支架7的另一端设有基座19，为满足冲孔的精度要求,实现气动冲孔的空间位置可调，其上设有三向调节组件（横向、纵向、前后三个方向，即X、Y、Z三向）；该三向调节组件由靠板14、横向调整安装板11、纵向调整安装板13及对应设有的调整垫片五26、调整垫片四20、调整垫片三17连接构成；且横向调整安装板11、纵向调整安装板13分别与基座19、底座5通过螺栓固定连接；在横向调整安装板11、纵向调整安装板13与基座19、底座5之间各通过增减设有的调整垫片数量，以对基座19的位置进行10mm之间的三向调整；靠板14设置于基座19下部，通过螺栓与底座5连接，且辅助对基座19的三向调整。

所述销轴一2与驱动连接板12之间设有轴套二34，且销轴一2两侧各设一挡片三22，挡片三22外侧设有推力轴承28，推力轴承外侧设有挡圈27。

图3、图4示出了驱动连接板12和翻转臂6与基座19的安装配合关系，结构中采用销轴二3、销轴三4、轴套三35、轴套四39、垫片一21及垫片二36用以回转零件间的连接和润滑。

所述槽道板18与推力轴承28触接，对推力轴承28产生垂直于槽道板18的法向力，对四连杆机构起到增力作用。

所述销轴二3安装在基座19上，挡片二10安装在基座19上,以防止销轴二3旋转；销轴二3连接顺序依次为：基座19左侧孔、垫片一21、挡片一9、垫片二36、轴套三35、轴套一23、翻转臂6、轴套三35、垫片二36、基座19右侧孔及螺母29。

所述驱动气缸30驱动的翻转臂6前端设有凸模镶块31，凸模镶块31与翻转臂6之间设有调整垫片二16，所述凸模镶块31上设有冲头38，所述冲头38的周圈装有弹性退料元件37；可在冲孔完成后自动将废料排挤到凹模33的排料孔。

所述基座19上设有通过连接板1和调整垫片一15连接的凹模镶块32；凹模镶块32上设有支撑板件且与冲头38对应配合的凹模33；凹模33内部设有精确加工的孔，可使冲头38进入凹模33，剪断板件，并将废料从凹模33中的排料孔排出；凹模33可根据汽车车身板件外形数控加工成型，以免在冲孔中对车身板件留有压痕。

所述底座5下部对应凹模33下方，平行设有冲料收集盒安装板25，冲料收集盒安装板25上设有冲料收集盒24；废料掉下后可以自动落入冲料收集盒24中，定期由人工排空废料后再放回置于冲料收集盒安装板25上。

所述销轴三4与驱动连接板12之间设有轴套四39。

所述限位螺栓40设置于基座19上部外侧，对应于气缸头8运行前端，以调整四连杆机构的运动角度。

工作原理及主要结构特点：

本发明冲孔的运动过程为：初始阶段，驱动气缸30为退回状态，保持驱动连接板12和翻转臂6及冲头38处在打开状态；当操作放入待冲板件后，操作者按下按钮，控制驱动气缸30运动的气阀换向，驱动气缸30活塞杆驱动气缸头8前进，带动驱动连接板12和翻转臂6及冲头38旋转向板件位置，在冲头38接近板件时，气缸头8推动驱动连接板12和翻转臂6之间压力角增大到接近90o时，此时如果驱动气缸30出力500kgf，在翻转臂6则可输出2000kgf以上压力，满足冲头38在1mm厚度板件上冲裁出直径16mm孔的冲裁力需求；驱动气缸30继续前进，冲头38将板料局部压入凹模并裁断，冲孔完成，废料通过凹模33中排料口排出。驱动气缸30退回，带动驱动连接板12和翻转臂6及冲头38旋转打开，操作者取走工件，工作进入下一步循环。

由于该冲孔装置与夹具结构的合理设置，其结合大大地降底了占用空间，这样有效保证了专用装置既可以实现焊接功能又能实现冲孔功能。这使得原来在两个工位完成的作业，在一个工位即可完成，便于车间管理的同时大大降低了成本。而且该装置维修方便，实用性强，噪音小，节能环保。

本发明进行大胆创新，将冲孔单元安装在夹具上，由操作人员放入板件，同时进行冲孔和焊接。本发明使汽车车身关键安装孔的位置精度大大提高，在生产上也大大提高了工作效率，从经济性、实用性、操作便利性上来说都是夹具行业的一大进步。

使用时，汽车车身板件是指构成车身的冲压件，通常为普通低碳钢板，也可为合金钢、铝合金或塑料板材，待冲孔板件料厚在0.5-3mm以内；该装置支持批量生产及自动化生产。

该装置可安装在车身焊接夹具上，在冲压件做焊接总成的同时自动完成冲孔工作，取代了气液增力缸或者激光切割设备这两种造价非常昂贵的设备，该冲孔装置体积较小，有效减少占用空间，且非常容易布设。

上述参照实施例对汽车车身气动冲孔装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的；因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车车身气动冲孔装置，其特征在于该装置包括底座,所述底座上部一端设有支架，支架上设有为冲孔运行提供动力源的驱动气缸；驱动气缸上设有气缸头，气缸头与驱动连接板通过销轴一铰接，驱动连接板与翻转臂通过销轴三铰接，翻转臂与基座通过销轴二铰接，即驱动气缸、驱动连接板、翻转臂形成四连杆结构；

所述底座上部对应支架的另一端设有基座，在基座上部设有限制气缸头运动轨迹的槽道板和限位螺栓，并在气缸头两侧设有保持气缸头在槽道板内做直线运动的推力轴承；

所述基座上设有三向调节组件，该三向调节组件由靠板、横向调整安装板、纵向调整安装板及对应设有的调整垫片五、调整垫片四、调整垫片三连接构成；且横向调整安装板、纵向调整安装板分别与基座、底座通过螺栓固定连接；在横向调整安装板、纵向调整安装板与基座、底座之间各通过增减设有的调整垫片数量，以对基座的位置进行10mm之间的三向调整；靠板设置于基座下部，通过螺栓与底座连接，且辅助对基座的三向调整；

所述驱动气缸驱动的翻转臂前端设有凸模镶块，凸模镶块与翻转臂之间设有调整垫片二，所述凸模镶块上设有冲头，所述冲头的周圈设有弹性退料元件；

所述基座上设有通过连接板和调整垫片一连接的凹模镶块，凹模镶块上设有支撑板件且与冲头对应配合的凹模；

所述底座下部对应凹模下方，平行设有冲料收集盒安装板，冲料收集盒安装板上设有冲料收集盒。

2.根据权利要求1所述的汽车车身气动冲孔装置，其特征在于所述销轴三与驱动连接板之间设有轴套四。

3.根据权利要求1所述的汽车车身气动冲孔装置，其特征在于所述限位螺栓设置于基座上部外侧，对应于气缸头运行前端，以调整四连杆机构的运动角度。

4.根据权利要求1所述的汽车车身气动冲孔装置，其特征在于所述销轴一与驱动连接板之间设有轴套二，且销轴一两侧各设一挡片三，挡片三外侧设有推力轴承，推力轴承外侧设有挡圈。