CN106077232A - 一种冲孔机构 - Google Patents

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杜坤
马涛
黄星丽
汪小霞
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    • B21D28/24Perforating, i.e. punching holes
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Abstract

一种冲孔机构,其中,包括:用于固定在焊接夹具上的底座;冲裁下模,固定设置在底座上;动力源,固定设置在底座上;连杆机构,连杆机构的第一端与动力源的驱动端转动连接;冲裁头,冲裁头与连杆机构的第二端固定连接。采用上述结构,设计周期短,占用资源小,冲孔节拍短,工作效率高。

Description

一种冲孔机构
技术领域
本发明涉及机械制造领域,特别是涉及一种安装在焊装夹具上的冲孔机构。
背景技术
随着汽车制造水平的提升与进步,人们对焊装夹具所能实现功能的要求也越来越多元化,冲孔、包边等工艺也一一在夹具上实现。焊装在线冲孔具有投入少,效率高,体积小及冲孔部位灵活等优点。焊装在线冲孔对一些大件侧冲有较好的应用效果,特别对于由设计变更而导致的孔,运用在线冲孔技术往往有一举多得的效果。对于工艺人员来说,也可以更加灵活的设计,适当的选择应用在线冲孔技术,使工艺设计更加合理。
目前,冲压件孔位一般由模具实现,但对于一些设计变更或者仅增加孔位的变型产品多采用重新开发冲孔模具的方式,此种方案有着开发费用高、周期长、占用生产资源多等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装在焊接夹具上的冲孔机构,通过简易的冲孔结构完成由于设计变更所增加的孔位,减少开发周期,降低开发成本,提升工作效率。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种冲孔机构,其中,包括:
用于固定在焊接夹具上的底座;
冲裁下模,固定设置在所述底座上;
动力源,固定设置在所述底座上;
连杆机构,所述连杆机构的第一端与所述动力源的驱动端转动连接;
冲裁头,所述冲裁头与所述连杆机构的第二端固定连接。
优选地,所述连杆机构包括第一摇杆和第二摇杆;
所述动力源为气缸;
所述气缸的活塞与所述第一摇杆的第一端转动连接,所述第一摇杆的第二端与所述第二摇杆的中部转动连接,所述第二摇杆的第一端与所述底座转动连接,所述第二摇杆的第二端与所述冲裁头固定连接。
优选地,所述底座上设置有固定挡板,所述固定挡板罩设在所述冲裁头和所述冲裁下模的上方。
优选地,所述固定挡板包括两个梯形侧板、一个矩形侧板和一个矩形顶板,所述梯形侧板的第一端与所述顶板的边缘固定连接,所述梯形侧板的第二端与所述底座固定连接,所述梯形侧板的第三端与所述矩形侧板的边缘固定连接;
所述第二摇杆的第一端与所述侧板转动连接;
所述活塞与所述顶板搭接。
优选地,所述活塞的端部和所述第一摇杆的第一端均为圆弧状,所述活塞的端部的直径大于所述第一摇杆的第一端的直径。
优选地,所述第一摇杆为直臂状,所述第二摇杆为弯臂状。
优选地,所述第二摇杆为直角臂状。
优选地,所述第二摇杆的直角部分有转动槽,所述第一摇杆的第二端与所述转动槽相配合。
优选地,还包括废料回收盒,所述废料回收盒固定设置在所述冲裁下模正下方,并与所述底座固定连接。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的冲孔机构通过设置底座以固定在焊接夹具上,并设置动力源带动连杆机构以带动冲裁头对工件进行冲孔,在焊接的同时完成冲孔,冲孔节拍短,提高了工作效率,节约了占用空间。
进一步地,动力源可采用气缸,通过气缸来给冲孔机构提供动力,对各个产线兼容性好,通用性强。
1、本发明提供的冲孔机构可固定在焊装夹具上,可在在焊接的同时完成冲孔,冲孔节拍短,提高工作效率,占用空间小;
2、动力源使用生产线常用的气动装置,通过气缸来给冲孔机构提供动力,对各个产线兼容性好,通用性强;
3、气缸驱动连杆机构运动,进而与连杆机构连接的冲裁头,完成冲孔,通过调整冲裁头结构可以完成不同尺寸、位置的冲裁,相比现有技术使用冲压模具,本发明设计周期短、成本低、使用灵活。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明实施例提供的冲孔机构结构示意图;
图2为本发明实施例提供的冲孔机构结构左视图;
图3为本发明实施例提供的冲孔机构结构剖视图;
图4为本发明实施例提供的冲孔机构爆炸图;
图5为本发明实施例提供的冲孔机构的工作结构示意图;
图6为本发明实施例提供的冲孔机构与焊接夹具装配的示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示,本发明实施例提供了一种冲孔机构,其中,包括:用于固定在焊接夹具10上的底座2;冲裁下模3,固定设置在底座2上;动力源1,固定设置在底座2上;连杆机构4,连杆机构4的第一端与动力源1的驱动端转动连接;冲裁头5,冲裁头5与连杆机构4的第二端固定连接。
本发明实施例提供的冲孔机构的底座2固定在焊接夹具10上,参照图6,通过动力源1驱动连杆机构4运动,进而带动与连杆机构4的第二端固定连接的冲裁头5与冲裁下模3配合完成冲孔工序。
进一步地,如图3至图4所示,连杆机构4包括第一摇杆41和第二摇杆42;动力源1为气缸11;气缸11的活塞12与第一摇杆41的第一端411转动连接,第一摇杆41的第二端412与第二摇杆42的中部423转动连接,第二摇杆42的第一端421与底座2转动连接,第二摇杆42的第二端422与冲裁头5固定连接。使用焊装车间通用动力压缩气体为动力,保证冲孔过程安全可靠,且不影响节拍。
为了提高冲孔装置工作的安全性,优选地,参照图1,底座2上设置有固定挡板21,固定挡板21罩设在冲裁头5和冲裁下模3上方。固定挡板21罩设在冲裁头5和冲裁下模3上方可以避免装置使用中的安全隐患,提高安全性。
进一步地,如图2所示,固定挡板21包括两个梯形侧板211、一个矩形侧板212和一个矩形顶板213,梯形侧板211的第一端2111与顶板213的边缘固定连接,梯形侧板211的第二端2112与底座2固定连接,梯形侧板211的第三端2113与矩形侧板212的边缘固定连接;第二摇杆42的第一端421与梯形侧板211的中部转动连接;活塞12与顶板213搭接,参照图3。顶板213与活塞12端部搭接可以限制活塞12向上摆动,提高装置可靠性。
具体的,活塞12伸出时,将带动冲裁头5进行冲裁动作,由于工件会提供一个反向作用力,使活塞12与第一摇杆41连接处受到向上的作用力,通过设置顶板213可以提供一个向下的力,避免活塞12受反作用力影响,受力变形,降低装置使用寿命,并可提高装置可靠性。活塞12回缩时,带动冲裁头5离开工件,不会受到工件的反作用力,可顺利完成活塞12回缩动作。
由于活塞12的端部和顶板213搭接,并且会产生相对滑动,为了提高装置使用寿命。优选地是,活塞12的端部和第一摇杆41的第一端411均为圆弧状,活塞12的端部的直径大于第一摇杆41的第一端411的直径。具体地,活塞12的端部与第一摇杆41的第一端411转动连接,连接处为第一活动回转点6,活塞12运动过程中第一摇杆41围绕第一活动回转点6旋转,由于第一摇杆41的第一端411为圆弧状,因此旋转过程中第一摇杆41不会和顶板213接触,可避免发生干涉。另外,活塞12的端部直径大于第一摇杆41的第一端411的直径,因此可以保证活塞12的端部与顶板213点接触,摩擦力小,冲孔机构工作更加平稳。
摇杆的形状和连接方式有很多种,优选地是,第一摇杆41为直臂状,第二摇杆42为弯臂状。该种摇杆结构简单,并可以提高冲裁力。
具体地,如图3所示,并参照图4,活塞12端部与第一摇杆41的第一端411连接部为第一活动回转点6,第一摇杆41的第二端412与第二摇杆42的中间弯曲部423的转动连接点为第二活动回转点7,第二摇杆42第一端与固定挡板21的侧板转动连接部为固定回转点8。冲孔机构工作时,气缸11驱动活塞12向外运动,第一摇杆41受力,沿第一活动回转点6顺时针旋转,第一摇杆41驱动第二摇杆42沿固定回转点8顺时针运动,第二摇杆42带动冲裁头5和冲裁下模3接触,完成冲孔。冲孔完成后,气缸11驱动活塞12回缩,第一摇杆41受力,沿第一活动回转点6逆时针旋转,第一摇杆41驱动第二摇杆42沿固定回转点8逆时针运动,第二摇杆42带动冲裁头5脱离冲裁下模3。
为提高冲裁力,可更改第二摇杆42弯臂角度。优选地是,第二摇杆42为直角臂状。通过以下模型可以看出,参照图5所示,第二摇杆42为直角臂状可以较好的提高冲裁力。以焊装常用板材冷轧钢为例,抗剪切力约为400MPA,假定需要冲裁直径为10mm的两个孔,板材厚度0.8mm。计算理论冲裁力P=2·T·L·H·k=2×400×3.14×10×0.8×1.1=22105N。其中T为材料抗剪强度,L为冲裁孔的周长,H为板材的厚度,k为安全系数。
选择125mm的气缸11,计算实际冲裁力F2:
气缸11输出力F=4802N;
分力F'=F/cos79.7°=26852N;
F1=F'×cos9.3°=26500N;
根据力矩平衡;F1×120=F2×120;
F2=26500N。
最后验证可行性,实际冲裁力与理论冲裁力的比值K=2704/2253=1.2,满足冲裁需要。
以上数学模型仅提供解决板材厚度为0.8mm的方案,若冲裁更厚的板材需要调整气缸11压力,随着气缸11压力增大,为保证连杆机构1工作稳定性,需要调整连接机构1连接方式。优选的是,第二摇杆42的直角部分有转动槽421,所述第一摇杆41的第二端412与所述转动槽421相配合。第二摇杆42厚度增加,直角部分以转动槽421与第一摇杆41的第一端411配合,可以承受更大的冲裁力,可冲裁更厚的板材。
进一步地,该冲孔机构还包括废料回收盒9,废料回收盒9固定设置在冲裁下模3正下方,并与底座2固定连接。冲裁后的废料可以从冲裁下模3掉落到废料回收盒9中,可以收集废料。
本发明实施例提供的冲孔机构具有如下优点:
1、本发明提供的冲孔机构可固定在焊装夹具上,可在在焊接的同时完成冲孔,冲孔节拍短,提高了工作效率,占用空间小;
2、动力源使用生产线常用的气动装置,通过气缸来给冲孔机构提供动力,对各个产线兼容性好,通用性强;
3、气缸驱动连杆机构运动,进而与连杆机构连接的冲裁头,完成冲孔,通过调整冲裁头结构可以完成不同尺寸、位置的冲裁,相比现有技术使用冲压模具,本发明设计周期短、成本低、使用灵活。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的,但本发明并不限定于上述实施例,而只受权利要求的限定,本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化,但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (9)

1.一种冲孔机构,其特征在于,包括:
用于固定在焊接夹具上的底座;
冲裁下模,固定设置在所述底座上;
动力源,固定设置在所述底座上;
连杆机构,所述连杆机构的第一端与所述动力源的驱动端转动连接;
冲裁头,所述冲裁头与所述连杆机构的第二端固定连接。
2.根据权利要求1所述的冲孔机构,其特征在于,所述连杆机构包括第一摇杆和第二摇杆;
所述动力源为气缸;
所述气缸的活塞与所述第一摇杆的第一端转动连接,所述第一摇杆的第二端与所述第二摇杆的中部转动连接,所述第二摇杆的第一端与所述底座转动连接,所述第二摇杆的第二端与所述冲裁头固定连接。
3.根据权利要求2所述的冲孔机构,其特征在于,所述底座上设置有固定挡板,所述固定挡板罩设在所述冲裁头和所述冲裁下模的上方。
4.根据权利要求3所述的冲孔机构,其特征在于,所述固定挡板包括两个梯形侧板、一个矩形侧板和一个矩形顶板,所述梯形侧板的第一端与所述顶板的边缘固定连接,所述梯形侧板的第二端与所述底座固定连接,所述梯形侧板的第三端与所述矩形侧板的边缘固定连接;
所述第二摇杆的第一端与所述侧板转动连接;
所述活塞与所述顶板搭接。
5.根据权利要求4所述的冲孔机构,其特征在于,所述活塞的端部和所述第一摇杆的第一端均为圆弧状,所述活塞的端部的直径大于所述第一摇杆的第一端的直径。
6.根据权利要求5所述的冲孔机构,其特征在于,所述第一摇杆为直臂状,所述第二摇杆为弯臂状。
7.根据权利要求6所述的冲孔机构,其特征在于,所述第二摇杆为直角臂状。
8.根据权利要求7所述的冲孔机构,其特征在于,所述第二摇杆的直角部分有转动槽,所述第一摇杆的第二端与所述转动槽相配合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的冲孔机构,其特征在于,还包括废料回收盒,所述废料回收盒固定设置在所述冲裁下模正下方,并与所述底座固定连接。
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