CN107442653B - 一种多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏载即时平衡装置，包括与多工位精冲模具的工位一一对应的驱动缸体，所述驱动缸体的进程口与进程控制系统连通，所述驱动缸体的回程口与回程控制系统连通，且在所述工位排列方向上关于所述工位分布中心对称的任意两个所述驱动缸体中的一个为第一驱动缸体，另一个为第二驱动缸体；所述第二驱动缸体的进程口与所述进程控制系统之间还设置有偏载响应装置。上述偏载即时平衡装置通过设置偏载响应装置使得多工位精冲模具的受力中心与压力中心重合，从而避免了多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题。另外本发明还公开了一种多工位精冲模具。

Description

一种多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置

技术领域

本发明涉及精密冲裁技术领域，尤其涉及一种多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置。

背景技术

精冲，即精密冲裁。由于其成形质量好，生产效率高，被广泛应用于汽车、航空和军工等机械领域。精冲成形是在剪切面在三向压应力状态下完成的剪切变形，其成形要求高，在成形较复杂零件时，单工位一次成型无法满足成形要求，需根据零件各部位的特点设计成形工艺，采用多工位模具加工成形。

在多工位精冲模具工作的初始阶段，第一次成形时第一工位工作，第二次成形时第一、二工位工作…….第n次成形时，n工位精冲模具的所有工位工作。多工位模具在设计时把模具的压力中心放在模具满载工作时的压力中心位置，只有在模具所有工位工作时，模具的受力中心才会与设计的压力中心重合。在不采取任何措施的情况下，n工位精冲模具在第n次成形之前，模具的其余每次成形都处于载荷中心与设计的压力中心不重合的偏心状态，即偏载。偏载的存在一方面会导致模具零件的变形，另一方面如果偏载过大还会导致冲压设备的变形。由于精冲零件成形精度要求高，模具间隙小，偏载导致的微小变形会造成冲裁位置的偏差和模具冲裁间隙的不均匀等情况，加剧模具零件的磨损，降低零件的加工质量，缩短模具寿命。

综上所述，如何解决多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置，以避免多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种偏载即时平衡装置，包括与多工位精冲模具的工位一一对应的驱动缸体，所述驱动缸体的进程口与进程控制系统连通，所述驱动缸体的回程口与回程控制系统连通，且在所述工位排列方向上关于所述工位分布中心对称的任意两个所述驱动缸体中的一个为第一驱动缸体，另一个为第二驱动缸体；所述第二驱动缸体的进程口与所述进程控制系统之间还设置有偏载响应装置；所述偏载响应装置能够检测所述第一驱动缸体内的第一压力，且当所述第一压力达到预设压力时，所述偏载响应装置控制所述第二驱动缸体的进程口与所述进程控制系统处于导通状态，并使所述第二驱动缸体内的第二压力的大小达到所述第一压力的大小；当所述第一压力未达到预设压力时，所述偏载响应装置控制所述第二驱动缸体的进程口与所述进程控制系统处于非导通状态。

优选地，所述偏载响应装置为先导溢流阀，所述先导溢流阀包括主阀体和先导阀；所述主阀体上设置流入口和流出口，所述流入口与所述进程控制系统连通，所述流出口与所述第二驱动缸体的进程口连通，且所述主阀体的阀芯两侧的型腔分别与所述先导阀连接，且其中一侧所述型腔与所述先导阀连接的管路上设置有阻尼孔；

当所述先导阀检测到所述第一压力未达到所述预设压力时，所述先导阀保持关闭，所述阀芯处于阻止所述流入口与所述流出口的导通的位置；当所述先导阀检测到所述第一压力达到所述预设压力时，所述先导阀打开，所述阀芯运动至所述流入口与所述流出口导通的位置。

优选地，所述第一驱动缸体通过连接管路与所述主阀体连通，且所述连接管路上设置有仅允许由所述第一驱动缸体向所述主阀体单方向导通的单向阀。

优选地，所述驱动缸体为油缸。

优选地，所述驱动缸体包括缸体腔和与所述缸体腔滑动配合的活塞杆，所述活塞杆用于向对应的所述工位施加作用力。

优选地，所述活塞杆的末端还设置有传力板，所述传力板用于将动力传递至所述工位。

相比于背景技术介绍内容，上述偏载即时平衡装置，通过在第二驱动缸体的进程口与进程控制系统之间设置有偏载响应装置，偏载响应装置能够检测第一驱动缸体内的第一压力，且当第一压力达到预设压力时，偏载响应装置控制第二驱动缸体的进程口与进程控制系统处于导通状态，并使第二驱动缸体内的第二压力的大小达到第一压力的大小；当第一压力未达到预设压力时，偏载响应装置控制第二驱动缸体的进程口与进程控制系统处于非导通状态。这样使得第一驱动缸体与第二驱动缸体能够同时施加作用力，而第一驱动缸体与第二驱动缸体又为对称设置的工位，因此使得多工位精冲模具的受力中心与压力中心重合，从而避免了多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题。

另外本发明还提供了一种多工位精冲模具，包括上模板和下模板，所述上模板连接有偏载即时平衡装置，并且所述偏载即时平衡装置为上述任一方案所描述的偏载即时平衡装置。由于上述偏载即时平衡装置具有上述技术效果，因此具有上述偏载即时平衡装置的多工位精冲模具也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

优选地，所述上模板与所述下模板沿垂直于所述下模板的方向滑动配合，所述上模板与所述下模板之间对应所述工位的位置均设置有压模体，所述压模体包括上模体和下模体；

所述上模体包括与所述上模板固定连接的凸模和套设在所述凸模上且与所述凸模滑动配合的压料板，所述压料板与所述驱动缸体连接；

所述下模体包括与所述下模板固定连接的凹模、贯穿于所述凹模和下模板的反顶杆，所述凹模与所述压料板位置相对应，所述凸模与所述反顶杆的位置相对应。

优选地，所述上模板与所述下模板之间还设置有导向机构，所述导向机构包括设置在所述上模板上的模架导柱和设置在所述下模板上的模架导套，所述模架导柱嵌入至所述模架导套内且能够沿所述模架导套的轴向滑动。

优选地，所述反顶杆连接有如上述任一方案所描述的偏载即时平衡装置。

附图说明

图1为本发明实施例提供的偏载即时平衡装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多工位精冲模具(以3工位为例)的第一工位模具冲压时工作原理示意图；

图3为本发明实施例提供的多工位精冲模具(以3工位为例)的第一工位和第二工位模具冲压时工作原理示意图。

上图1-图3中，

进程口1、进程控制系统2、回程口3、回程控制系统4、第一驱动缸体5、第二驱动缸体6、偏载响应装置7、主阀体8、先导阀9、流入口10、流出口11、阀芯12、阻尼孔13、连接管路14、单向阀15、缸体腔16、活塞杆17、传力板18、油槽19、上模板20、下模板21、凸模22、压料板23、凹模24、反顶杆25、工件26、导套27、模架导柱28、模架导套29、承压钉30、传力杆31。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置，以避免多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的一种偏载即时平衡装置，包括与多工位精冲模具的工位一一对应的驱动缸体，驱动缸体的进程口1与进程控制系统2连通，驱动缸体的回程口3与回程控制系统4连通，且在工位排列方向上关于各个工位分布中心对称的的任意两个驱动缸体中的一个为第一驱动缸体5，另一个为第二驱动缸体6；第二驱动缸体6的进程口1与进程控制系统2之间还设置有偏载响应装置7；偏载响应装置7能够检测第一驱动缸体5内的第一压力，且当第一压力达到预设压力时，偏载响应装置7控制第二驱动缸体6的进程口1与进程控制系统2处于导通状态，并使第二驱动缸体6内的第二压力的大小达到第一压力的大小；当第一压力未达到预设压力时，偏载响应装置7控制第二驱动缸体6的进程口1与进程控制系统2处于非导通状态。

上述偏载即时平衡装置，通过在第二驱动缸体的进程口与进程控制系统之间设置有偏载响应装置，偏载响应装置能够检测第一驱动缸体内的第一压力，且当第一压力达到预设压力时，偏载响应装置控制第二驱动缸体的进程口与进程控制系统处于导通状态，并使第二驱动缸体内的第二压力的大小达到第一压力的大小；当第一压力未达到预设压力时，偏载响应装置控制第二驱动缸体的进程口与进程控制系统处于非导通状态。这样使得第一驱动缸体与第二驱动缸体能够同时施加作用力，而第一驱动缸体与第二驱动缸体又为对称设置的工位，因此使得多工位精冲模具的受力中心与压力中心重合，从而避免了多工位精冲模具冲裁时由于偏载导致零件加工质量差的问题。

这里需要说明的是，在工位排列方向上关于各个工位分布中心对称的的任意两个驱动缸体，具体是指，当第一个工位的驱动缸体为第一缸体时，对应最后一个工位(即与第一个工位对称的位置)上的驱动缸体为第二缸体；当第二个工位的驱动缸体为第一缸体时，对应倒数第二个工位(即与第二工位对称的位置)上的驱动缸体为第二缸体，以此类推，多工位精冲模具上处于非中心位置的工位均具有各自的对称工位，即处于非中心位置的对称工位上均存在对应的第一驱动缸体和第二驱动缸体。另外需要说明的是，为了使得第二驱动缸体能够顺利施加到对应的第一压力值，第二驱动缸体对应的模具的工位上应设置有对应的承压钉30。

此外需要说明的是，本领域技术人员都应该所熟知的是，进程控制系统能够控制驱动缸体的进程压力，已达到成形所需压力；回程控制系统是使驱动缸体能够恢复初始位置。

在一些具体的实施方案中，上述偏载响应装置7可以为先导溢流阀的结构，该先导溢流阀包括主阀体8和先导阀9；主阀体8上设置流入口10和流出口11，流入口10与进程控制系统2连通，流出口11与第二驱动缸体6的进程口1连通，且主阀体8的阀芯12两侧的型腔分别与先导阀9连接，且其中一侧型腔与先导阀9连接的管路上设置有阻尼孔13；当先导阀9检测到第一压力未达到预设压力时，先导阀9保持关闭，阀芯12处于阻止流入口10与流出口11的导通的位置；当先导阀9检测到第一压力达到预设压力时，先导阀9打开，阀芯12运动至流入口10与流出口11导通的位置。上述结构由于主阀体8的阀芯12两侧的型腔分别与先导阀9连接，且其中一侧型腔与先导阀9连接的管路上设置有阻尼孔13，进而先导阀打开时，使得与阻尼孔连通的一侧型腔的压力会大于另一侧型腔，从而能够实现阀芯的运动。当然可以理解的是，上述先导溢流阀的结构仅仅是本发明实施例对于偏载响应装置的举例而已，还可以是本领域技术人员常用的其他偏载响应装置的结构，比如通过电磁阀配合传感器和控制器实现偏载响应，当传感器检测到第一压力未达到所述预设压力时，控制器控制电磁阀打开，使得进程控制系统与第二驱动缸体的进程口连通，并控制第二驱动缸体达到第一压力的大小。

在一些更具体的实施方案中，上述第一驱动缸体5通过连接管路14与主阀体8连通，且连接管路14上设置有仅允许由第一驱动缸体5向主阀体8单方向导通的单向阀15。通过上述结构的布置，使得第一驱动缸体的压力能够直接传递至主阀体，而主阀体由于先导阀连接，这样使得先导阀与主阀体的连接管路达到对应的预设压力时能够自动打开，控制更加方便。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于先导阀实现检测第一压力的实现方式举例，也可以直接通过压力传感器进行检测控制先导阀的开闭状态。

进一步的实施方案中，上述驱动缸体可以为油缸，也可以是本领域技术人员常用的其他液压缸体或气压缸体，只不过本发明实施例优选采用油缸式的驱动缸体而已。

在一些更具体的实施方案中，上述驱动缸体的具体结构可以包括缸体腔16和与缸体腔16滑动配合的活塞杆17，活塞杆17用于向对应的工位施加作用力。当然可以理解的是，上述活塞式驱动缸体仅仅是对驱动缸体结构的一种举例，也可以是本领域技术人员常用的其他驱动缸体，比如柱塞式驱动缸体。

更具体的实施方案中，上述活塞杆17的末端还可以设置有传力板18，通过传力板18将动力传递至工位。通过上述传力板的设计使得可以使得作用力的传输更加均匀，比如可以在传力板的周向布置多个传力杆31，通过传力杆31贯穿多工位精冲模具的上模板的对应工位，将作用力传递至模具的对应位置。

另外本发明还提供了一种多工位精冲模具，包括上模板20和下模板21，所述上模板20连接有偏载即时平衡装置，并且所述偏载即时平衡装置为上述任一方案所描述的偏载即时平衡装置。由于上述偏载即时平衡装置具有上述技术效果，因此具有上述偏载即时平衡装置的多工位精冲模具也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

在一些具体的实施方案中，上模板20与下模板21沿垂直于下模板21的方向滑动配合，上模板20与下模板21之间对应工位的位置均设置有压模体，压模体包括上模体和下模体；上模体包括与上模板20固定连接的凸模22和套设在凸模22上且与凸模22滑动配合的压料板23，压料板23与驱动缸体连接；下模体包括与下模板21固定连接的凹模24、贯穿于凹模24和下模板21的反顶杆25，凹模24与压料板23位置相对应，凸模22与反顶杆25的位置相对应。上述多工位精冲模具使用时，将工件26放置于压料板与凹模之间实现对工件的压边处理，通过反顶杆向凸模施加压力实现精冲动作。其中，压料板23可以通过传力杆31与传力板连接，该传力杆贯穿上模板，并且上模板上对应贯穿的位置还可以是设置导套27，通过设置导套27使得传力杆的运动更加顺畅，并且导套可以是直线轴承或者内侧比较光滑的轴套。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于多工位精冲模具的优选举例，也可以是本领域技术人员常用的其他多工位精冲模具。

在一些更具体的实施方案中，上模板20与下模板21沿垂直于下模板21的方向滑动配合的具体结构，可以上模板20与下模板21之间还设置有导向机构，导向机构包括设置在上模板20上的模架导柱28和设置在下模板21上的模架导套29，模架导柱28嵌入至模架导套29内且能够沿模架导套29的轴向滑动。当然可以理解的是，上述仅仅是上模板与下模板实现滑动配合举例，也可以是上模板与下模板的两侧均设置有导向槽，通过导向槽实现滑动配合。

此外需要说明的是，为进一步地实现冲裁过程产生的偏载的平衡，反顶杆的驱动缸体也可装上上述偏载即时平衡装置，工作原理与上述对工件压边力的偏载即时平衡原理相同，上述方案仅仅是通过多工位精冲模具压边力的偏载即时平衡装置的工作过程来描述本发明的工作原理，而并不局限于应用在多工位精冲模具的压边力的偏载即时平衡。

以上对本发明所提供的多工位精冲模具及其偏载即时平衡装置进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种偏载即时平衡装置，其特征在于，包括与多工位精冲模具的工位一一对应的驱动缸体，所述驱动缸体的进程口(1)与进程控制系统(2)连通，所述驱动缸体的回程口(3)与回程控制系统(4)连通，且在所述工位排列方向上关于所述工位分布中心对称的任意两个所述驱动缸体中的一个为第一驱动缸体(5)，另一个为第二驱动缸体(6)；

所述第二驱动缸体(6)的进程口(1)与所述进程控制系统(2)之间还设置有偏载响应装置(7)；

所述偏载响应装置(7)能够检测所述第一驱动缸体(5)内的第一压力，且当所述第一压力达到预设压力时，所述偏载响应装置(7)控制所述第二驱动缸体(6)的进程口(1)与所述进程控制系统(2)处于导通状态，并使所述第二驱动缸体(6)内的第二压力的大小达到所述第一压力的大小；当所述第一压力未达到预设压力时，所述偏载响应装置(7)控制所述第二驱动缸体(6)的进程口(1)与所述进程控制系统(2)处于非导通状态；

所述偏载响应装置(7)为先导溢流阀，所述先导溢流阀包括主阀体(8)和先导阀(9)；

所述主阀体(8)上设置流入口(10)和流出口(11)，所述流入口(10)与所述进程控制系统(2)连通，所述流出口(11)与所述第二驱动缸体(6)的进程口(1)连通，且所述主阀体(8)的阀芯(12)两侧的型腔分别与所述先导阀(9)连接，且其中一侧所述型腔与所述先导阀(9)连接的管路上设置有阻尼孔(13)；

当所述先导阀(9)检测到所述第一压力未达到所述预设压力时，所述先导阀(9)保持关闭，所述阀芯(12)处于阻止所述流入口(10)与所述流出口(11)的导通的位置；当所述先导阀(9)检测到所述第一压力达到所述预设压力时，所述先导阀(9)打开，所述阀芯(12)运动至所述流入口(10)与所述流出口(11)导通的位置。

2.如权利要求1所述的偏载即时平衡装置，其特征在于，所述第一驱动缸体(5)通过连接管路(14)与所述主阀体(8)连通，且所述连接管路(14)上设置有仅允许由所述第一驱动缸体(5)向所述主阀体(8)单方向导通的单向阀(15)。

3.如权利要求1所述的偏载即时平衡装置，其特征在于，所述驱动缸体为油缸。

4.如权利要求1所述的偏载即时平衡装置，其特征在于，所述驱动缸体包括缸体腔(16)和与所述缸体腔(16)滑动配合的活塞杆(17)，所述活塞杆(17)用于向对应的所述工位施加作用力。

5.如权利要求4所述的偏载即时平衡装置，其特征在于，所述活塞杆(17)的末端还设置有传力板(18)，所述传力板(18)用于将动力传递至所述工位。

6.一种多工位精冲模具，包括上模板(20)和下模板(21)，所述上模板(20)连接有偏载即时平衡装置，其特征在于，所述偏载即时平衡装置为如权利要求1-5任一项所述的偏载即时平衡装置。

7.如权利要求6所述的多工位精冲模具，其特征在于，所述上模板(20)与所述下模板(21)沿垂直于所述下模板(21)的方向滑动配合，所述上模板(20)与所述下模板(21)之间对应所述工位的位置均设置有压模体，所述压模体包括上模体和下模体；

所述上模体包括与所述上模板(20)固定连接的凸模(22)和套设在所述凸模(22)上且与所述凸模(22)滑动配合的压料板(23)，所述压料板(23)与所述驱动缸体连接；

所述下模体包括与所述下模板(21)固定连接的凹模(24)、贯穿于所述凹模(24)和下模板(21)的反顶杆(25)，所述凹模(24)与所述压料板(23)位置相对应，所述凸模(22)与所述反顶杆(25)的位置相对应。

8.如权利要求7所述的多工位精冲模具，其特征在于，所述上模板(20)与所述下模板(21)之间还设置有导向机构，所述导向机构包括设置在所述上模板(20)上的模架导柱(28)和设置在所述下模板(21)上的模架导套(29)，所述模架导柱(28)嵌入至所述模架导套(29)内且能够沿所述模架导套(29)的轴向滑动。

9.如权利要求7所述的多工位精冲模具，其特征在于，所述反顶杆(25)连接有如权利要求1-5任一项所述的偏载即时平衡装置。