CN106964688B - 轮辐风孔加工模具 - Google Patents
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Abstract
本发明申请属于冲压加工技术领域,具体公开了一种轮辐风孔加工模具,包括上模和下模,上模包括上模板、传动杆和冲头,传动杆上铰接有棘爪;下模包括下模板、机架、转轴和冲压块,转轴转动连接在机架上,转轴与机架过盈配合;转轴上固定有定位板和棘轮,定位板上开有与轮辐螺栓孔配合的通孔;冲压块的上部开有空腔和与空腔连通的滑槽;滑槽上滑动连接有磁铁凸块,磁铁凸块上开有冲压孔,冲压块内设有位于磁铁凸块下方的线圈;机架上安装有控制器和速度传感器,速度传感器、线圈均与控制器电连接。采用本发明加工轮辐风孔,冲孔完成后能带动轮辐转动,保证冲压的连续性,且在轮辐转动的过程中能避免轮辐与磁铁凸块发生摩擦。
Description
技术领域
本发明属于冲压加工技术领域,尤其涉及一种轮辐风孔加工模具。
背景技术
目前,在汽车上应用最广泛的车轮是钢制车轮,其一般由轮辋和轮辐两部分组成,分别制造,然后再组合、焊接在一起。其中:轮辐的几何结构是由安装平面、过渡曲线段和直接段组成,其安装平面上加工有中孔和螺栓孔,安装平面使用螺栓与汽车轮毂固定在一起;其直线段与轮辋焊接在一起;其过渡曲线段起到连接安装平面和直线段的作用,该过渡曲线段上加工有风孔。随着汽车行业的迅猛发展,轮辐的产品质量也备受关注,轮辐风孔是影响轮辐的使用性能的重要因素。目前,各车轮厂对轮辐风孔加工,先将车轮轮辐的中孔固定在冲裁模具定位盘上,然后通过冲头对轮辐进行单或双孔冲裁加工得到。
中国专利公布号CN103736826A公开了一种轮辐风孔双孔加工模具,包括冲压机上模和用于倾斜安装轮辐的下模,下模上前侧设有用于定位和带动轮辐转动的斜置轮盘,轮盘后侧设有与轮辐弧形边缘底面相配合的冲压凸块,上模下方设有两个冲头,冲压凸块上端面设有两个以利冲头下行配合工作的沉孔。该专利能够对轮辐的风孔进行双孔加工,加工效率高,并且加工得到的风孔分布均匀。
然而,该专利还存在以下问题:1、为了冲风孔,将轮辐固定在倾斜设置的轮盘上面,然后通过上模的冲头对其进行冲孔,冲孔后需对轮辐进行转动,在轮辐转动的过程中,轮辐的内壁与冲压凸块发生摩擦,容易使轮辐的内壁产生刮痕。2、一次冲孔后,冲头复位,然后需要人为的转动轮盘,轮辐转过一定的角度后由棘爪卡住定位,然后再次进行冲孔,十分麻烦,在此过程中,冲压机不能连续工作,极大的影响加工效率。
发明内容
本发明的目的在提供一种轮辐风孔加工模具,冲头冲孔完成后能带动轮辐转动一定的角度,保证冲压的连续性,而且在轮辐转动的过程中能够避免轮辐与磁铁凸块发生摩擦。
为了达到上述目的,本发明的基础方案为:轮辐风孔加工模具,包括安装在冲压机上的上模和用于安装轮辐的下模,上模包括上模板和冲头;所述上模还包括传动杆,传动杆上铰接有多个只能向上摆动的棘爪,所述冲头、传动杆均固定在上模板上;所述下模包括下模板、机架、转轴和冲压块,所述机架、冲压块均固定在下模板上;所述转轴转动连接在机架上,转轴与机架过盈配合;所述转轴上固定有定位板和能与棘爪配合的棘轮,定位板上开有与轮辐螺栓孔配合的通孔,通孔上设有定位销;所述冲压块的上部开有空腔,冲压块上还开有与空腔连通的滑槽;所述滑槽上滑动连接有与轮辐弧形边缘底面相配合的磁铁凸块,磁铁凸块上开有与冲头配合的冲压孔,冲压块内设有位于磁铁凸块下方的线圈;所述机架上安装有控制器和速度传感器,速度传感器、线圈均与控制器电连接;所述速度传感器用于检测转轴是否转动,速度传感器将转轴转动的电信号作为触发信号传递给控制器,由控制器切断线圈的电源。
传动杆上的棘爪向下运动时,棘爪能与棘轮接触但不啮合,由于转轴与机架过盈配合,棘爪在棘轮上滑过而不能驱动棘轮转动;当传动杆上的棘爪向上运动时,棘爪与棘轮啮合,棘爪对棘轮施加较大的作用力,棘爪带动棘轮转动从而使转轴转动。
本基础方案的工作原理在于:加工轮辐的风孔时,将轮辐的中孔穿过转轴,使轮辐的内凹面与转轴上的定位板贴合,然后再用定位销将轮辐和定位板固定为一体。接通线圈的电源,线圈产生磁场,磁铁凸块与线圈产生的磁场相斥,因此磁铁凸块沿着滑槽向远离线圈的一侧运动。当线圈运动到滑槽的端部时,磁铁凸块不能继续运动,此时磁铁凸块恰好能与轮辐弧形边缘的底面接触,磁铁凸块对轮辐有支撑的作用。操作冲压机,使冲压机驱动上模板向下运动,上模板带动冲头、传动杆一同运动。冲头向下冲压磁铁凸块上的轮辐,加工轮辐风孔;在冲头冲压的过程中传动杆也一同向下运动,传动杆上的棘爪与棘轮接触,棘爪在棘轮上滑过但不能驱动棘轮转动,因而棘轮也不会带动转轴转动,因此在上模板下行过程中,转轴不会发生转动。冲压一个风孔后,冲压机带动上模板复位,在上模板向上运动的过程中,传动杆上的棘爪与棘轮啮合,棘爪带动棘轮转动从而使转轴转动。转轴转动时带动轮辐一同转动,当上模板复位完成后,轮辐转过一定的角度。在转轴转动时,速度传感器接收到转轴转动的信号,然后将信号传递给控制器,控制器接收信号后切断线圈的电源,因此线圈的磁场消失。在重力的作用下,磁铁凸块沿着滑槽滑落,逐渐远离轮辐,因此在转轴转动的过程中,磁铁凸块不与轮辐接触,磁铁凸块不会与轮辐发生摩擦。冲压轮辐上的下一个风孔时,重复上述的步骤即可。
本基础方案的有益效果在于:
1、设置棘轮、棘爪,棘爪铰接在传动杆上且只能向上一侧摆动,一次冲孔后,上模板上行过程中带动棘爪随之运动,棘爪带动棘轮转动,棘轮通过转轴带动轮辐朝固定的方向转动一定的角度。冲压下一个风孔前不需人为地转动轮辐,保证了加工的连续性,降低工人劳动强度,提高加工效率。而且由于上模板每次上行、下行的行程是固定的,因此轮辐每次转动的角度是固定的,保证了风孔分布的均匀性。
2、上模板上行过程中,轮辐发生转动,而在此过程中,磁铁凸块逐渐远离轮辐,则在轮辐转动的过程中,轮辐不会与磁铁凸块发生接触、摩擦,避免了在此过程中轮辐因与磁铁凸块摩擦而使轮辐的内壁产生刮痕,影响轮辐的质量。
3、轮辐转动的过程中,磁铁凸块逐渐远离轮辐,能加快轮辐的散热。
4、冲压过程中,因冲头一直对磁铁凸块做功,磁铁凸块产生大量的热,此时冲击磁铁凸块容易使磁铁凸块变形。冲压块内开有空腔,能加快磁铁凸块的散热,避免磁铁凸块因过热而发生变形。
进一步,冲头的侧壁设有电磁铁,电磁铁与控制器电连接。冲头下行时,接通电磁铁的电源,电磁铁产生磁场,电磁铁与磁铁凸块相吸;冲头下行时,控制器接收速度传感器反馈的信号而自动切断电磁铁的电源,电磁铁的磁性消失,不会与磁铁凸块相吸。电磁铁的设置有两个作用:1)对磁铁凸块施加一个向上的作用力,使磁铁凸块能够克服重力的作用而与轮辐保持贴合;2)电磁铁与磁铁凸块相互吸引,磁铁凸块与冲头共同对轮辐施加方向相反的作用力,有利于冲压风孔。
进一步,所述下模板的两侧分别设有导柱,所述上模板上设有与导柱配合的通孔。冲压风孔的过程中,下模板沿着导柱上下活动。导柱的设置能引导上模与下模以正确的位置对合。
进一步,所述滑槽内设有拉簧,拉簧的一端与磁铁凸块连接,另一端与冲压块连接。在线圈通电的情况下,拉簧被磁铁凸块拉伸,当线圈断电,在拉簧的作用下,磁铁凸块迅速沿着滑槽滑落。冲压的过程会产生震动,拉簧的设置不仅能起到减震的作用,还能帮助磁铁凸块快速复位且避免磁铁凸块与冲压块发生剧烈碰撞。
进一步,所述上模板的下方设有弹性板,弹性板与上模板之间连接有弹簧;所述冲头和传动杆均能穿过弹性板。冲头对轮辐进行冲压时,弹性板会先压在轮辐的上表面对轮辐进行固定,防止在冲压过程中轮辐发生转动。
进一步,所述转轴上开有圆环槽,机架上可拆卸的连接有与圆环槽配合的限位销。加工轮辐时,将限位销安装在机架上,使限位销与圆环槽配合。使用限位销对转轴进行限位,使转轴在加工过程中不会左右发生移动,保证了风孔加工的质量。
附图说明
图1是本发明轮辐风孔加工模具实施例的结构示意图;
图2是图1中棘轮与棘爪的结构示意图;
图3是图1中冲压块的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
说明书附图中的附图标记包括:下模板1、机架11、控制器111、导柱12、上模板2、传动杆21、棘爪211、弹性板22、冲头23、弹簧24、转轴3、棘轮31、定位板32、定位销321、冲压块4、空腔41、磁铁凸块42、冲压孔421、线圈43、滑槽44、拉簧441、轮辐5。
如图1、图2所示,轮辐风孔加工模具,包括上模和用于安装轮辐5的下模,上模安装在冲压机上,随着冲压机的工作而上下运动。上模包括上模板2、冲头23和传动杆21,冲头23的侧壁设有电磁铁;传动杆21上铰接有多个棘爪211,由于传动杆21上设有限制棘爪211向下活动的挡块,所以该棘爪211只能向上摆动。冲头23和传动杆21均固定在上模板2上,随着上模板2的运动而运动。上模板2的下方设有弹性板22,弹性板22与上模板2之间连接有多根弹簧24,压缩弹簧24时,冲头23和传动杆21均能穿过弹性板22。下模包括下模板1、转轴3、机架11和冲压块4,转轴3转动连接在机架11上,而机架11固定在下模板1上。下模板1的两侧分别设有导柱12,上模板2上设有与导柱12配合的通孔,冲压风孔的过程中,上模沿着导柱12上下活动。转轴3的左右两侧开有圆环槽,机架11上卡接有与圆环槽配合的限位销。转轴3上固定有棘轮31,该棘轮31能与传动杆21上的棘爪211配合使用,棘爪211向下运动时,棘爪211在棘轮31上滑过而不能驱动棘轮31转动;棘爪211向上运动时,棘爪211与棘轮31啮合,棘爪211带动棘轮31转动。转轴3上还固定有定位板32,定位板32上开有与轮辐5螺栓孔配合的通孔,通孔上设有定位销321。如图3所示,冲压块4的上部开有空腔41,冲压块4上开有与空腔41连通的滑槽44,滑槽44上滑动连接有磁铁凸块42;滑槽44内设有拉簧441,拉簧441的一端与磁铁凸块42连接,另一端与冲压块4连接。磁铁凸块42的上端面与轮辐5弧形边缘的底面相配合;磁铁凸块42上开有冲压孔421,该冲压孔421与冲头23配合。冲压块4内设有位于磁铁凸块42下方的线圈43,接通线圈43的电源,线圈43产生磁性,能使磁铁凸块42与线圈43相斥,使得磁铁凸块42向远离线圈43的一侧运动。机架11上安装有控制器111和用于检测转轴3的速度传感器,速度传感器、线圈43、电磁铁均与控制器111电连接。控制器111和速度传感器均可从市场上购买可得,在本实施例中使用的控制器111为深圳市普乐特电子有限公司生产的KY02S标准型控制器,而速度传感器为从中煤工矿安防仪器有限公司处购买的KGX-SI速度传感器。
加工轮辐5的风孔时,将轮辐5固定在转轴3上。接通线圈43和电磁铁的电源,线圈43和电磁铁产生磁场,磁铁凸块42与线圈43相斥而与电磁铁相吸,磁铁凸块42沿着滑槽44向远离线圈43的一侧运动,而电磁铁有向下运动的趋势。当磁铁凸块42运动到滑槽44的端部时,磁铁凸块42不能继续运动,此时磁铁凸块42恰好能与轮辐5弧形边缘的底面接触。操作冲压机,冲压机驱动上模板2向下运动,冲头23、传动杆21随之一同运动。冲头23向下冲压磁铁凸块42上的轮辐5,加工轮辐5的风孔;在冲头23冲压的过程中传动杆21也一同向下运动,棘爪211在棘轮31上滑过但不能驱动棘轮31转动,因此在上模板2下行过程中,转轴3不会发生转动。冲压一个风孔后,冲压机带动上模板2复位,在上模板2向上运动的过程中,棘爪211带动棘轮31转动从而使转轴3转动。转轴3转动时带动轮辐5一同转动,当上模板2复位完成后,轮辐5转过一定的角度。在转轴3转动时,速度传感器接收到转轴3转动的信号,然后将信号传递给控制器111,控制器111接收信号后切断线圈43、电磁铁的电源,因此线圈43、电磁铁的磁场消失。在重力和拉簧441的双重作用下,磁铁凸块42沿着滑槽44滑落,逐渐远离轮辐5,因此在转轴3转动的过程中,磁铁凸块42不与轮辐5接触,磁铁凸块42不会与轮辐5发生摩擦。冲压轮辐5上的下一个风孔时,重复上述的步骤即可。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.轮辐风孔加工模具,包括安装在冲压机上的上模和用于安装轮辐的下模,上模包括上模板和冲头;其特征在于,所述上模还包括传动杆,传动杆上铰接有多个只能向上摆动的棘爪,所述冲头、传动杆均固定在上模板上;所述下模包括下模板、机架、转轴和冲压块,所述机架、冲压块均固定在下模板上;所述转轴转动连接在机架上,转轴与机架过盈配合;所述转轴上固定有定位板和能与棘爪配合的棘轮,定位板上开有与轮辐螺栓孔配合的通孔,通孔上设有定位销;所述冲压块的上部开有空腔,冲压块上还开有与空腔连通的滑槽;所述滑槽上滑动连接有与轮辐弧形边缘底面相配合的磁铁凸块,磁铁凸块上开有与冲头配合的冲压孔,冲压块内设有位于磁铁凸块下方的线圈;所述机架上安装有控制器和速度传感器,速度传感器、线圈均与控制器电连接;所述速度传感器用于检测转轴是否转动,速度传感器将转轴转动的电信号作为触发信号传递给控制器,由控制器切断线圈的电源。
2.如权利要求1所述的轮辐风孔加工模具,其特征在于,冲头的侧壁设有电磁铁,电磁铁与控制器电连接。
3.如权利要求1所述的轮辐风孔加工模具,其特征在于,所述下模板的两侧分别设有导柱,所述上模板上设有与导柱配合的通孔。
4.如权利要求1所述的轮辐风孔加工模具,其特征在于,所述滑槽内设有拉簧,拉簧的一端与磁铁凸块连接,另一端与冲压块连接。
5.如权利要求1所述的轮辐风孔加工模具,其特征在于,所述上模板的下方设有弹性板,弹性板与上模板之间连接有弹簧;所述冲头和传动杆均能穿过弹性板。
6.如权利要求1所述的轮辐风孔加工模具,其特征在于,所述转轴上开有圆环槽,机架上可拆卸的连接有与圆环槽配合的限位销。
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