CN107649573A - 适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，包括简易冲孔模具、定位支撑框架、夹紧总成、冲孔气缸、传感器、编码器、储气筒、冲孔控制阀、控制单元和夹紧控制阀。工作时，气动冲孔模具整体固定在生产线的工作台上，产品件通过定位销和夹紧总成来定位和夹紧，冲孔气缸带动简易冲孔模具运动完成冲孔动作，控制单元通过传感器与编码器来获取模具状态和信息，并通过冲孔控制阀和夹紧控制阀来控制简易冲孔模具和夹紧总成的动作。本发明模具缩短了模具改造与调试的周期，节约新产品的生产准备时间，减少因更改造模具而产生的加工风险；由于采用简易模具冲孔，生产效率、加工精度及产品一致性均优于钻孔胎补孔，还能与冲压自动化线联动生产。

Description

适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具
技术领域
本发明属于工艺装备技术领域，具体涉及一种薄板冲压模具，特别涉及一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具。
背景技术
冲压模具是在冷冲压加工中，将材料加工成零件或半成品的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具。冲压是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑形变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是冲压生产中必不可少的工业装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等与模具设计和制造有直接关系，也是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。
冲压自动化生产线大多由一台双动拉伸压力机或多连杆单动拉伸压力机和4-5台单动压力机组成流水线，用于生产大型车身覆盖件，其安全性高，冲压质量好。生产线上布置自动化上下料系统，由拆垛机、清洗涂油机、对中上料机、上下料机械手、穿梭传送自动输送机组成，从毛坯的上料到冲压件下线全部自动完成，生产节拍最高为6-9件/分。整条冲压线长60-80米左右，约需6-7名操作工人。有些企业采用国际先进高速紧凑型冲压线其生产节拍可达10件/分。
当前随着产品更新速度的加快，各种适应开发的不断涌现，不可避免的会对原有零件上的孔位进行调整，相应的冲孔模具也必须进行相应改造才能满足产品变化的需求。而在模具的改造过程中，难免会发生新结构与现有模具状态出现矛盾，造成无法改造或改造困难情况的发生。此时，就需要重新设计模具来满足新产品需求，而重新设计、加工和调试模具既费时、又费力，不适于当前产品小批量、多品种的生产模式。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，包括简易冲孔模具1、定位支撑框架2、夹紧总成5、冲孔气缸8、传感器27、编码器28、储气筒、冲孔控制阀、控制单元和夹紧控制阀；
所述简易冲孔模具1包括滑块10和下垫板18，滑块10与冲孔气缸8相连，下垫板18与定位支撑框2架相连；
所述夹紧总成5包括形面定位块23、支撑板24、夹紧气缸25和连接块26，夹紧气缸25和连接块26分别安装在支撑板24上，形面定位块23通过支撑板24安装在定位支撑框架2上；
所述冲孔气缸8通过固定板9与支撑框架2相连，传感器27和编码器28均安装在定位支撑框架2上，传感器27和编码器28分别与控制单元相连，控制单元还与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连，储气筒与气源连接后再分别与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连，冲孔控制阀与冲孔气缸8相连，夹紧控制阀与夹紧总成5中的夹紧气缸25相连。
所述简易冲孔模具1还包括导柱11、退料螺钉12、退料弹簧13、导套14、限位器15、凸模16、凹模17、退料板19和凸模固定板20，其中导柱11、限位器15、凹模17分别安装在下垫板18上，导柱11还与安装在滑块10上的导套14相连，滑块10上还装有退料螺钉12和凸模固定板20，退料螺钉12通过螺栓头空套在滑块10上并与退料板19相连，退料弹簧13穿过退料螺钉12上，其一端顶在滑块10上，另一端顶在退料板19上，凸模16安装在凸模固定板20上，且通过退料板19上相对应的孔穿出。
所述定位支撑框架2包括定位销6和废料盒7。
所述夹紧总成5还包括摆臂21和夹紧头22，摆臂21与夹紧气缸25、连接块26相连，且摆臂21上安装有夹紧头22。
气动冲孔模具中的气缸除了可以通过模具上的控制单元进行控制，也可以采用冲压自动化生产线上的输出信号来对冲孔控制阀和夹紧控制阀进行控制，冲孔控制阀和夹紧控制阀可以采用气控阀或电磁阀。此外，还可以通过冲压自动化生产线上输出的控制气直接带动模具上的两个气缸工作。
气动冲孔模具在与冲压自动化生产线联动时的工作过程如下：工作时气动冲孔模具整体固定在生产线的工作台3上。首先生产线上的机械手将产品件4放置到定位支撑框架2上，此时传感器27将会感应到产品件已经正确安放到位，并将信号传递给控制单元，与此同时编码器28也将模具信息传递给控制单元，控制单元在接收到信号后，与冲压线控制单元通讯，使其调用相应的控制程序，以配合气动冲孔模具的工作。
待传感器检测到冲孔零件到位后，控制单元通过夹紧控制阀驱动夹紧气缸25和夹紧总成5上的各个零件将产品件4固定，随后控制单元通过冲孔控制阀控制冲孔气缸8带动简易冲孔模具1中的滑块10向下运动，它会沿导柱11、导套14配合面所确定的方向开始运动。此时，退料板19首先与产品件4接触，紧接着退料弹簧13被压缩，凸模16穿过退料板19接触到产品件，当滑块10继续运动时，在凸模16与凹模17的共同作用下，在产品件4的指定位置冲裁出孔，而冲出的废料会在重力作用下掉入废料盒7中进行收集。此时，安装在下垫板18上的限位器15会与滑块10接触，从而限制其继续动作，冲孔行程随之结束。
冲孔完成后，控制单元通过冲孔控制阀控制冲孔气缸8反向运动，带动滑块10以安装在其上的凸模16沿由导柱11、导套14的配合面所确定的方向反向运动，凸模16缩回到退料板19中，此时退料板19在退料弹簧13的作用下依然会将产品件4压紧，从而避免在凸模16抽出的过程中，产品件4被凸模16带出或是冲孔处出现毛刺。当冲孔气缸8回退至初始位置后，控制单元控制夹紧气缸25反向运动，产品件4被夹紧总成5放松，此时控制单元会给冲压线控制单元发送信号，机械手会到模具上抓取产品件4将其运送至下一工位，整个冲孔工作流程结束。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)缩短模具改造与调试的周期；
(2)节约新产品的生产准备时间；
(3)减少因更改造模具而产生的加工风险；
(4)由于采用简易模具冲孔，所以生产效率、加工精度以及产品的一致性都要优于采用钻孔胎补孔；
(5)可以与冲压自动化线联动生产。
附图说明
图1为气动冲孔模具在冲压自动化生产线上的安装示意图；
图2为冲孔气缸与简易冲孔模具外形图；
图3为夹紧总成外形图；
图4为采用独立控制单元的气动冲孔模具的控制流程图；
图5为自动冲压线控制的气动冲孔模具的控制流程图；
图6为自动冲压线直接驱动的气动冲孔模具的控制流程图。
图中，1.简易冲孔模具 2.定位支撑框架 3.工作台 4.产品件 5.夹紧总成 6.定位销 7.废料盒 8.冲孔气缸 9.固定板 10.滑块 11.导柱 12.退料螺钉 13.退料弹簧 14.导套 15.限位器 16.凸模 17.凹模 18.下垫板 19.退料板 20.凸模固定板 21.摆臂 22.夹紧头 23.形面定位块 24.支撑板 25.夹紧气缸 26.连接块 27.传感器 28.编码器。
具体实施方式
下面参照附图，结合实施例，对本发明说述的适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具进行详细说明。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，包括冲孔气缸8、储气筒、简易冲孔模具1、冲孔控制阀、传感器27、编码器28、控制单元、定位支撑框架2、夹紧总成5和夹紧控制阀，其中冲孔气缸8通过固定板9和简易冲孔模具1、夹紧总成5一起安装在定位支撑框架2上，冲孔气缸8工作时带动简易冲孔模具1运动完成冲孔动作。
简易冲孔模具1包括下垫板18、凹模17、凸模16、凸模固定板20、导柱11、导套14、退料板19、退料弹簧13、退料螺钉12、限位器15和滑块10，其中凹模17与限位器15安装在下垫板上18，下垫板18与定位支撑框2架相连，下垫板18上还安装有导柱11，导柱11又与导套14相连，导套14安装在滑块10上，滑块10上还安装有退料螺钉12和凸模固定板20，退料螺钉12通过螺栓头空套在滑块10上，退料螺钉12又与退料板19相连。退料弹簧13穿在退料螺钉12上，其一端顶在滑块10上，另一侧顶在退料板19上，通过调整退料螺钉12旋入退料板19的深度可以调整退料弹簧13的压缩程度，进而调整模具退料力。凸模16安装在凸模固定板20上，其冲孔部分可通过退料板19上相对应的孔穿出。简易冲孔模具1中的滑块10还与冲孔气缸8相连，并沿导柱11与导套14配合面所确定的方向运动。
定位支撑框架2包括定位销6和废料盒7，其中定位销6与废料盒7都安装在支撑框架上。
夹紧总成5包括摆臂21、加紧头22、形面定位块23、支撑板24、夹紧气缸25和连接块26，夹紧气缸25安装在支撑板24上，夹紧气缸25的伸出端与摆臂21相连，摆臂21上安装有加紧头22，摆臂21又通过连接块26与支撑板24相连，形面定位块23通过支撑板24安装在定位支撑框架2上；
适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具的传感器27和编码器28都安装在支持框架2上，并分别与控制单元相连，控制单元又与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连。在气路连接方面，气源与储气筒相连，储气筒分别与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连，冲孔控制阀与冲孔气缸8相连，夹紧控制阀与夹紧总成5中的夹紧气缸25相连。
气动冲孔模具中采用的冲孔控制阀和夹紧控制阀采用电磁阀。
气动冲孔模具在与冲压自动化生产线联动时的工作过程如下：工作时气动冲孔模具整体固定在生产线的工作台3上。首先生产线上的机械手将产品件4放置到定位支撑框架2上，此时传感器27将会感应到产品件已经正确安放到位，并将信号传递给控制单元，与此同时编码器28也将模具信息传递给控制单元，控制单元在接收到信号后，与冲压线控制单元通讯，使其调用相应的控制程序，以配合气动冲孔模具的工作。
另一方面，控制单元通过夹紧控制阀控制夹紧气缸25带动夹紧总成5上各零件将产品件4夹紧，随后控制单元通过冲孔控制阀控制冲孔气缸8带动简易冲孔模具1中的滑块10向下运动，滑块10会沿导柱11、导套14配合面所确定的方向运动，此时退料板19首先与产品件4接触，紧接着退料弹簧13被压缩，凸模16穿过退料板19接触到产品件4，当滑块10继续运动时，在凸模16与凹模17的共同作用下，在产品件4的指定位置冲裁出孔，而冲出的废料会在重力作用下掉入废料盒7中进行收集。此时，安装在下垫板18上的限位器15会与滑块10接触，从而限制其继续运动，冲孔行程随之结束。
冲孔完成后，控制单元通过冲孔电磁阀控制冲孔气缸8反向运动，带动滑块10以安装在其上的凸模16沿由导柱11、导套14的配合面所确定的方向反向运动，凸模16缩回到退料板19中，此时退料板19在退料弹簧13的作用下依然会将产品件4压紧，从而避免在凸模16抽出的过程中，产品件4被凸模16带出或是冲孔处出现毛刺。当冲孔气缸8回退至初始位置后，控制单元通过控制夹紧控制阀来夹紧气缸25反向运动，夹持产品件4的夹紧总成5随之打开，此时控制单元会给冲压线控制单元发送信号，机械手会到模具上抓取产品件4，并将其运送至下一工位，整个冲孔工作流程结束。
实施例2
参照图1、图2、图3和图4对本发明实施例进行说明。本实施例与实施例1的不同之处在于气动冲孔模具中采用的冲孔控制阀和夹紧控制阀采用气控阀。
实施例3
参照图1、图2、图3和图5对本发明实施例进行说明。本实施例与实施例1的不同之处在于取消了独立的控制单元，而采用冲压线控制单元来控制气动冲孔模具的动作，并接收传感器27与编码器28发出的信号。
实施例4
参照图1、图2、图3和图5对本发明实施例进行说明。本实施例与实施例3的不同之处在于气动冲孔模具中采用的冲孔控制阀和夹紧控制阀采用气控阀。
实施例5
参照图1、图2、图3和图6对本发明实施例进行说明。本实施例与实施例1的不同之处在于取消了冲孔控制阀和夹紧控制阀，而采用冲压线控制单元直接输出高压空气的方式来控制气动冲孔模具中的冲孔气缸8与夹紧气缸25。

Claims (5)

1.一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，其特征在于：包括简易冲孔模具(1)、定位支撑框架(2)、夹紧总成(5)、冲孔气缸(8)、传感器(27)、编码器(28)、储气筒、冲孔控制阀、控制单元和夹紧控制阀；
所述简易冲孔模具(1)包括滑块(10)和下垫板(18)，滑块(10)与冲孔气缸(8)相连，下垫板(18)与定位支撑框(2)架相连；
所述夹紧总成(5)包括形面定位块(23)、支撑板(24)、夹紧气缸(25)和连接块(26)，夹紧气缸(25)和连接块(26)分别安装在支撑板(24)上，形面定位块(23)通过支撑板(24)安装在定位支撑框架(2)上；
所述冲孔气缸(8)通过固定板(9)与支撑框架(2)相连，传感器(27)和编码器(28)均安装在定位支撑框架(2)上，传感器(27)和编码器(28)分别与控制单元相连，控制单元还与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连，储气筒与气源连接后再分别与冲孔控制阀和夹紧控制阀相连，冲孔控制阀与冲孔气缸(8)相连，夹紧控制阀与夹紧总成(5)中的夹紧气缸(25)相连。
2.根据权利要求1所述的一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，其特征在于：所述简易冲孔模具(1)还包括导柱(11)、退料螺钉(12)、退料弹簧(13)、导套(14)、限位器(15)、凸模(16)、凹模(17)、退料板(19)和凸模固定板(20)，其中导柱(11)、限位器(15)、凹模(17)分别安装在下垫板(18)上，导柱(11)还与安装在滑块(10)上的导套(14)相连，滑块(10)上还装有退料螺钉(12)和凸模固定板(20)，退料螺钉(12)通过螺栓头空套在滑块(10)上并与退料板(19)相连，退料弹簧(13)穿过退料螺钉(12)上，其一端顶在滑块(10)上，另一端顶在退料板(19)上，凸模(16)安装在凸模固定板(20)上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，其特征在于：所述定位支撑框架(2)包括定位销(6)和废料盒(7)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，其特征在于：所述夹紧总成(5)还包括摆臂(21)和夹紧头(22)，摆臂(21)与夹紧气缸(25)、连接块(26)相连，且摆臂(21)上安装有夹紧头(22)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于冲压自动化生产线的气动冲孔模具，其特征在于：所述冲孔控制阀和夹紧控制阀采用气控阀或电磁阀。
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