CN107262651A - 一种锻压夹持装置以及锻压设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻压夹持装置以及锻压设备,其包括固定座，固定座上设有用于夹持毛坯的夹持爪；其中，还包括基座、电机、传动机构以及缓冲复位单元；传动机构一端与电机联动，另一端与夹持爪联动，由电机实现夹持爪翻转；固定座位于基座上方，缓冲复位单元位于固定座与基座之间，缓冲复位单元一端与固定座相连，另一端与基座相连，用于当固定座下移时起到缓冲复位的作用；本发明具有夹持稳定、锻造效率高、成品率高等特点。

Description

一种锻压夹持装置以及锻压设备

技术领域

本发明涉及一种锻压夹持装置以及锻压设备。

背景技术

大多数工具在加工过程中都需要经过锻压成形，以凿子为例，凿子的种类有很多如六角平凿、六角尖凿等等。而现有的此些凿子的加工基本是采用人工去锻压成形，此种方式效率较低。以六角尖凿为例，其头部在加工过程中需要工人持续翻转、锻压，而且翻转和锻压的间隔非常小（首先锻压一面，然后快速翻转至下一面继续锻压），最终反复锻压、翻转最终成形才会成形。由于人工方式锻压此种工具，需要一只手拿着毛坯，另外一只手拿着锻压工具，在持续锻压过程中，拿着毛坯的手无疑会疲劳，大大影响加工效率以及加工精度。因此，如何利用设备进行夹持毛坯就成为了本领域普通技术人员急需解决地问题。如果利用机械设备夹持毛坯（常见的方式有利用夹持爪抓紧毛坯），往往会存在以下问题：1、由于锻压时，锻压工具的作用力作用在毛坯上，此时如果夹持爪对毛坯夹持的过紧，则锻压工具地作用力会直接反馈到夹持爪上，夹持爪长期经受作用力无疑会使得夹持爪损伤，夹持不牢影响加工出来的产品精度。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种锻压夹持装置。

本发明所解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锻压夹持装置,其包括固定座，固定座上设有用于夹持毛坯的夹持爪；其中，还包括基座、电机、传动机构以及缓冲复位单元；传动机构一端与电机联动，另一端与夹持爪联动，由电机实现夹持爪翻转；固定座位于基座上方，缓冲复位单元位于固定座与基座之间，缓冲复位单元一端与固定座相连，另一端与基座相连，用于当固定座下移时起到缓冲复位的作用。

采用上述结构，代替人工夹持毛坯进行锻造；当毛坯受到锻压工具的作用力时，固定座会下移，由复位缓冲单元的作用，锻压工具抬起时，复位缓冲单元会带动固定座回位，矫正毛坯便于下一次锻压；相比于现有技术，具有保证毛坯锻压精度，省力等作用。

其中，缓冲复位单元包括弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ的一端与固定座相抵，另一端与基座相抵。

采用弹簧作为复位缓冲单元，弹簧具有反应迅速的特点，能够实现固定座快速回位，使得毛坯快速矫正。

其中，还包括导向柱，导向柱的一端穿过固定座伸入到固定座与基座之间，弹簧Ⅰ套设于导向柱上。

导向柱的设计，可以在固定座移动时起到导向作用，防止固定座移动时发生偏移，从而保证毛坯的位置，提高毛坯锻压后的精度。

其中，还包括轴向缓冲机构，轴向缓冲机构包括滑块，滑块设于基座上可相对于基座发生滑动，滑块的滑动方向为沿毛坯的轴向方向；固定座与滑块相连。

由于毛坯在锻压过程中，会出现轴向拉长，采用滑块的设置，可以使得毛坯发生轴向拉长时推动滑块移动使得毛坯后退，防止毛坯轴向拉长时的力对固定座产生过多的冲击，提高了固定座、夹持爪的使用寿命。

其中，还包括辅助缓冲机构，辅助缓冲机构的一端滑块相抵，给予滑块朝向毛坯所在方向的缓冲力，缓冲力小于毛坯受挤压后对滑块的作用力；辅助缓冲机构为气缸Ⅰ或油缸Ⅰ或弹簧Ⅱ。

辅助缓冲机构的设置，辅助缓冲机构给予滑块朝向毛坯所在方向的缓冲力小于毛坯受挤压后对滑块的作用力，防止毛坯在轴向拉长时促使滑块过于快速地运动，保证锻压后毛坯的精度。

其中，传动机构包括轴承以及传动杆；夹持爪与传动杆呈径向卡接；固定座上开设有安装孔，传动杆部分穿入安装孔中，轴承套设于传动杆上并位于安装孔中；电机与传动杆之间为带轮传动或齿轮传动，用于带动传动杆转动。

采用此种结构地设计，具有传动稳定、结构简单等特点，便于电机带动夹持爪转动，实现毛坯翻转。

其中，还包括拉紧机构，拉紧机构包括传动源Ⅰ以及拉杆，拉杆由传动源Ⅰ带动运动，传动源Ⅰ为气缸Ⅱ或油缸Ⅱ；传动杆为空心管状结构，拉杆穿入传动杆中与传动杆呈径向卡接设置，拉杆可沿传动杆的轴向位置滑动；夹持爪包括固定部以及爪部，爪部至少为两个呈圆周设置在固定部的一端；固定部与拉杆相连；爪部位于传动杆的一管口位置附近，爪部的外表面设有斜面Ⅰ，传动杆靠近爪部的管口位置设有斜面Ⅱ，斜面Ⅰ与斜面Ⅱ适配，将拉杆拉动方向的力转换为爪部咬合方向的力。

采用此种结构的设计，有利于毛坯在夹持时，利用拉杆拉动夹持爪移动，使得爪部在斜面Ⅰ、Ⅱ的作用下夹紧毛坯；同时由于拉杆与传动杆呈进行卡接设置，保证传动杆在转动时可以带动拉杆一起发生转动。此种结构具有结构设置合理、精简、紧凑等特点。

其中，还包括脱料机构，脱料机构包括推杆以及传动源Ⅱ，推杆由传动源Ⅱ带动运动，传动源Ⅱ为气缸Ⅲ或油缸Ⅲ；推杆可穿入至各爪部之间呈轴向滑动设置，当需要脱料时推杆推动毛坯进行脱料。

脱料机构的设计，便于毛坯在成形后进行脱料，具体脱料方式为传动元Ⅱ带动推杆运动，使得推杆将毛坯顶出。

一种锻压设备，包括锻压机、主控制器以及检测单元以及上述的锻压夹持装置；锻压机包括实现相对运动的上、下模；检测单元用于检测上模位置，当上、下模分离时反馈信号至主控制器中，主控制器控制电机驱动夹持爪翻转。

采用此种结构的设计，实现毛坯锻压以及翻转自动化，防止毛坯还未翻转时锻压机就进行锻压。

其中，还包括机架、送料装置、高频加热装置以及加热夹持装置；送料装置、高频加热装置、加热夹持装置以及锻压夹持装置设于机架上；送料装置与机架呈滑动设置，受主控制器控制将毛坯送至加热夹持装置中供加热夹持装置夹持以及将加热后的毛坯送至锻压夹持装置夹持；高频加热装置受主控制器控制对加热夹持机构装置所夹持的毛坯加热。

采用此种结构的设计，可以使得送料、加热以及锻压自动化，此种结构完全可以代替人工锻压，保证产品精度，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的轴向立体图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是本发明实施例1中传动机构、拉紧机构以及脱料机构的局部剖视图；

图4是本发明实施例1中滑块以及固定座的结构示意图；

图5是图4的爆炸示意图；

图6是本发明实施例2的控制原理图；

图7是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参照附图1-5所示，一种锻压夹持装置,其包括固定座11、基座12、电机13、传动机构、轴向缓冲机构、辅助缓冲机构、拉紧机构、脱料机构以及缓冲复位单元。

固定座11位于基座12上方，固定座11上设有用于夹持毛坯的夹持爪，夹持爪包括固定部14以及爪部15，爪部15至少为两个呈圆周设置在固定部14的一端，此处爪部15最优为四个。

传动机构包括轴承以及传动杆17；传动杆17为空心管状结构，夹持爪位于传动杆17中与其呈径向卡接，此处夹持爪可沿传动杆17的轴向方向滑动（此处径向卡接为，固定部14的外壁上开设有行程孔Ⅰ18，行程孔Ⅰ18的长度方向与固定部14的轴向方向平行，螺栓Ⅰ19穿过传动杆17外表面伸入到行程孔Ⅰ18中，使得螺栓Ⅰ19可以沿着行程孔Ⅰ18的长度方向滑动）。固定座11上开设有安装孔20（此处安装孔20开设在固定座11的前侧面上，安装孔20打通固定座11的后侧面），安装孔20中设有轴承，传动杆17穿过安装孔20以及轴承，传动杆17可实现径向转动。电机13与传动杆17之间为带轮传动（带轮结构，电机13输出轴上固定有一个传动轮，传动杆17上卡有另外一个传动轮，两传动轮之间通过皮带（图中未画出）实现联动；如果为齿轮传动，则电机13输出轴上固定有齿轮，传动杆17上固定有另一个齿轮，两齿轮之间啮合实现联动），此处电机13为伺服电机13，通过伺服电机13带动传动杆17转动，从而实现夹持爪实现翻转。

拉紧机构包括传动源Ⅰ22以及拉杆21，拉杆21由传动源Ⅰ22带动运动，此处传动源Ⅰ22为气缸Ⅱ或油缸Ⅱ。拉杆21穿入传动杆17中（由于传动杆17为空心管状结构，因此拉杆21可以穿入）与传动杆17呈径向卡接设置，拉杆21与固定部14相连可沿传动杆17的轴向位置滑动（此处径向卡接为，拉杆21的外壁上开设有行程孔Ⅱ23，行程孔Ⅱ23的长度方向与固定部14的轴向方向平行，螺栓Ⅱ24穿过传动杆17外表面伸入到行程孔Ⅱ23中，使得螺栓Ⅱ24可以沿着行程孔Ⅱ23的长度方向滑动）。固定部14与拉杆21相连；爪部15位于传动杆17的一管口位置附近，爪部15的外表面设有斜面Ⅰ25，传动杆17靠近爪部15的管口位置设有斜面Ⅱ26，斜面Ⅰ25与斜面Ⅱ26适配，将拉杆21拉动方向的力转换为爪部15咬合方向的力，使得爪部15咬合，夹紧毛坯。

脱料机构包括推杆27以及传动源Ⅱ28，推杆27由传动源Ⅱ28带动运动，推杆27穿入拉杆21中伸至各爪部15之间，推杆27与拉杆21呈轴向滑动设置，当需要脱料时推杆27推动毛坯进行脱料；此处传动源Ⅱ28为气缸Ⅲ或油缸Ⅲ，传动源Ⅱ28位于传动源Ⅰ22的后方。

缓冲复位单元包括弹簧Ⅰ29以及导向柱30，导向柱30的一端穿过固定座11伸入到固定座11以及基座12之间，弹簧Ⅰ29套设在导向柱30位于固定座11以及基座12之间的部分上。具体的安装方式为：固定座11的上端面上设有凸起，使得固定座11为“凸”字形结构，因此固定座11具有两个肩部位置112。肩部位置112上开设有轴套安装孔113，轴套安装孔113为通孔。轴套31的一端通过螺丝固定在肩部位置112上，轴套31另一端伸入轴套安装孔113中但不超出轴套安装孔113，导向柱30穿过轴套31伸入到固定座11以及基座12之间，弹簧Ⅰ29套设在导向柱30上一端与基座12相抵，另一端与轴套31相抵（此处弹簧还可以采用与固定座11相抵）。此处轴套31采用此种方式固定，有利于导向柱30的安装，而导向柱30的设置是使得固定座11上、下移动时具有导向作用，防止毛坯偏移。当固定座11受到冲击力（由于毛坯被锻压时受力传到固定座11上）下移时，弹簧Ⅰ29收缩发生形变，同时储能，当冲击力消失，弹簧Ⅰ29释放能回复到原位，起到缓冲复位的作用；此处缓冲复位单元数量为六个，三个为一组分布在固定座11两侧。

轴向缓冲机构包括滑块32，滑块32设于基座12上可相对于基座12发生滑动，滑块32的滑动方向为沿毛坯的轴向方向。具体的安装方式为：基座12上设有两个间隔设置的挡板33，两挡板33之间通过固定柱34相连，滑块32上开设有导向孔35，滑块32通过导向孔35套设在固定柱34上实现滑动。此处固定柱34的数量为四个，两个为一组，分别与滑块32两侧的导向孔35配合，固定柱34与导向孔35之间可以增加滑动轴承。

辅助缓冲机构的一端滑块32相抵，给予滑块32朝向毛坯所在方向的缓冲力，缓冲力小于毛坯受挤压后对滑块32的作用力。此处辅助缓冲机构为气缸Ⅰ36位于滑块32的后方，气缸Ⅰ36的顶杆穿过挡板33与滑块32的后表面相抵给滑块32一个缓冲力，此处缓冲力小于毛坯挤压变形后对滑块32产生的作用力，此种结构的设置使得滑块32在滑动时可以缓慢滑动，防止滑块32突然受力快速滑动导致毛坯被锻压后形状发生变化，提高成品率。此处辅助缓冲机构还可以为油缸Ⅰ或弹簧Ⅱ。

实施例2：

参照附图6-7所示，一种锻压设备，包括机架40、锻压机50、送料装置、高频加热装置60以及加热夹持装置70、主控制器80以及锻压夹持装置。此处锻压夹持装置为实施例1所述的锻压夹持装置，故在此不多加赘述；送料装置、高频加热装置60、加热夹持装置70以及锻压夹持装置均设于机架40上。

送料装置包括第一送料装置90以及第二送料装置100，第一送料装置90与机架40呈横向滑动设置，第一送料装置90包括气动夹指Ⅰ901，气动夹指Ⅰ901通过主控制器80控制夹持毛坯。此处第一送料装置90与滑轨Ⅰ91呈滑动设置，通过气缸Ⅳ92驱动实现滑动，此处气缸Ⅳ92由主控制器80控制，因此使得第一送料装置90在主控制器80作用下实现送料。高频加热装置60，其具体的加热原理为现有技术，此处不加以赘述。

高频加热装置60与加热夹持装置70前后对应，高频加热装置60的下部通过滑轨Ⅱ61与机架40呈滑动设置，此处的滑动方向为前后滑动，高频加热装置60受到主控制器80控制朝向加热夹持装置70移动（此处移动的原理可以为主控制器80控制一气缸带动高频加热装置60移动），并且高频加热装置60受主控制器80控制对加热夹持装置70上的毛坯进行加热。为了能够适应不同长度的毛坯，加热夹持装置70通过滑轨Ⅲ71与机架40呈滑动设置，工人可通过移动加热夹持装置70，控制加热夹持装置70与机架40的距离来适应不同长度的毛坯。

第二送料装置100设置在高频加热装置60与锻压夹持装置之间，第二送料装置100与机架40呈横向滑动设置。第二送料装置100包括气动夹指Ⅱ1001，气动夹指Ⅱ1001受主控制器80控制将高频加热装置60加热后的毛坯夹持，然后送至锻压夹持装置中夹持。具体滑动方式为，机架40上设有滑轨Ⅳ41以及气缸Ⅴ42，第二送料装置100与滑轨Ⅳ41呈滑动设置，通过气缸Ⅴ42驱动实现滑动，此处气缸Ⅴ42由主控制器80控制，因此使得第二送料装置100在主控制器80的控制下实现移动。。

锻压夹持装置与锻压机50的位置为前、后对应，锻压夹持装置位于锻压机50的前侧。锻压夹持装置中拉动机构的传动源Ⅰ受主控制器80控制的控制带动夹持爪抓紧毛坯，驱动夹持爪将第二送料装置100送来的毛坯夹紧。机架40上设有固定板43，锻压夹持装置的基座12设置在固定板43上并可相对其发生滑动，此处为前后滑动，固定板43与基座12之间为丝杆滑块机构，此处丝杆滑块机构的驱动电机Ⅰ由主控制器80控制，实现基座12整体前后滑动，便于毛坯伸入锻压机50中进行锻压。锻压完成后，主控制器80控制基座12后退，然后利用主控制器80驱动锻压夹持装置的脱料机构进行脱料。

锻压机50包括发生相对运动的上模51以及下模52，利用上模51可在锻压机50的作用下朝向下模52运动，此种结构为公知技术，利用上模51、下模52之间发生相对运动从而锻压毛坯。检测单元53为位置传感器，用来检测上模52的位置，当上模52每次抬起时，检测单元53均会反馈信号给主控制器80，主控制器80驱动锻压夹持装置中的电机运作实现毛坯的翻转，通过此种方式使得毛坯进行不断翻转、锻压直至产品成形。以加工六角尖凿为例，其具有四个需要加工的面，四个面之间夹角为90°，第一次锻压毛坯时形成其中一个面，第一次锻压后上模抬起（检测单元53检测到上模51位置，控制电机运行），然后电机促使毛坯翻转90°进行再第二次锻压，第二次锻压后上模抬起（检测单元53检测到上模51位置，控制电机运行），然后电机促使毛坯翻转90°再进行第三次锻压，第三次锻压后上模抬起（检测单元53检测到上模51位置，控制电机运行），然后电机促使毛坯翻转90°再进行第四次锻压，第四次锻压锻压后上模抬起（检测单元53检测到上模51位置，控制电机运行），然后电机促使毛坯翻转90°再进行锻压，直至产品成形。

为了实现毛坯能够进行多工位锻压，固定板43与机架40之间也设有丝杆滑块机构，此处丝杆滑块机构的驱动电机Ⅱ也由主控制器80控制，实现固定板43发生作用滑动，从而引起毛坯左右滑动，当锻压机50上装有多个锻压工位时，通过此种结构实现毛坯在不同工位之间来回切换锻压。

上述主控制器80采用PLC控制，PLC控制为公知技术，故不再加以赘述。

除此之外，上述第一送料装置90以及第二送料装置100可以合并为一个。

Claims (10)

1.一种锻压夹持装置,其包括固定座，固定座上设有用于夹持毛坯的夹持爪；其特征在于：还包括基座、电机、传动机构以及缓冲复位单元；传动机构一端与电机联动，另一端与夹持爪联动，由电机实现夹持爪翻转；固定座位于基座上方，缓冲复位单元位于固定座与基座之间，缓冲复位单元一端与固定座相连，另一端与基座相连，用于当固定座下移时起到缓冲复位的作用。

2.如权利要求1所述的锻压夹持装置，其特征在于：缓冲复位单元包括弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ的一端与固定座相抵，另一端与基座相抵。

3.如权利要求2所述的锻压夹持装置，其特征在于：还包括导向柱，导向柱的一端穿过固定座伸入到固定座与基座之间，弹簧Ⅰ套设于导向柱上。

4.如权利要求1或2或3所述的锻压夹持装置，其特征在于：还包括轴向缓冲机构，轴向缓冲机构包括滑块，滑块设于基座上可相对于基座发生滑动，滑块的滑动方向为沿毛坯的轴向方向；固定座与滑块相连。

5.如权利要求4所述的锻压夹持装置，其特征在于：还包括辅助缓冲机构，辅助缓冲机构的一端滑块相抵，给予滑块朝向毛坯所在方向的缓冲力，缓冲力小于毛坯受挤压后对滑块的作用力；辅助缓冲机构为气缸Ⅰ或油缸Ⅰ或弹簧Ⅱ。

6.如权利要求1所述的锻压夹持装置，其特征在于：传动机构包括轴承以及传动杆；夹持爪与传动杆呈径向卡接；固定座上开设有安装孔，传动杆部分穿入安装孔中，轴承套设于传动杆上并位于安装孔中；电机与传动杆之间为带轮传动或齿轮传动，用于带动传动杆转动。

7.如权利要求6所述的锻压夹持装置，其特征在于：还包括拉紧机构，拉紧机构包括传动源Ⅰ以及拉杆，拉杆由传动源Ⅰ带动运动，传动源Ⅰ为气缸Ⅱ或油缸Ⅱ；传动杆为空心管状结构，拉杆穿入传动杆中与传动杆呈径向卡接设置，拉杆可沿传动杆的轴向位置滑动；夹持爪包括固定部以及爪部，爪部至少为两个呈圆周设置在固定部的一端；固定部与拉杆相连；爪部位于传动杆的一管口位置附近，爪部的外表面设有斜面Ⅰ，传动杆靠近爪部的管口位置设有斜面Ⅱ，斜面Ⅰ与斜面Ⅱ适配，将拉杆拉动方向的力转换为爪部咬合方向的力。

8.如权利要求7所述的锻压夹持装置，其特征在于：还包括脱料机构，脱料机构包括推杆以及传动源Ⅱ，推杆由传动源Ⅱ带动运动，传动源Ⅱ为气缸Ⅲ或油缸Ⅲ；推杆可穿入至各爪部之间呈轴向滑动设置，当需要脱料时推杆推动毛坯进行脱料。

9.一种锻压设备，包括锻压机，其特征在于：包括主控制器以及检测单元以及如权利要求1-8任意一项所述的锻压夹持装置；锻压机包括可实现相对运动的上、下模；检测单元用于检测上模位置，当上、下模分离时反馈信号至主控制器中，主控制器控制电机驱动夹持爪翻转。

10.如权利要求9所述的锻压设备，其特征在于：还包括机架、送料装置、高频加热装置以及加热夹持装置；送料装置、高频加热装置、加热夹持装置以及锻压夹持装置设于机架上；送料装置与机架呈滑动设置，受主控制器控制将毛坯送至加热夹持装置中供加热夹持装置夹持以及将加热后的毛坯送至锻压夹持装置夹持；高频加热装置受主控制器控制对加热夹持机构装置所夹持的毛坯加热。