一种用于侧边定位的辅助模具
技术领域
本发明属于冲压模具技术领域,尤其涉及一种用于侧边定位的辅助模具。
背景技术
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现;而现有的冲压模具在连续冲压待冲压材料板时,由于现有的冲压模具没有对待冲压材料板进行定位和限制的结构,使得待冲压材料板在被冲压模具连续冲压时,容易造成冲孔路线偏离,影响成型质量;另外,现有技术中也存在利用电推杆定位材料板的设备,但这种设备为了适应不同的材料板宽度,需要随时调节位于材料板两侧的电推杆;通过对电推杆的频繁调节来适应不同宽度的料板很麻烦,且工作效率不高。
本发明设计一种用于侧边定位的辅助模具解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷,本发明公开一种用于侧边定位的辅助模具,它是采用以下技术方案来实现的。
在本发明的描述中需要说明的是,术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种用于侧边定位的辅助模具,其特征在于:它包括底座、齿轮A、涡卷弹簧、齿轮E、摩擦轮、轴B、滑块、压力弹簧、夹持机构、电驱模块,其中底座上的传动槽B中安装有电驱模块,电驱模块的输出轴上安装有齿轮A和涡卷弹簧,涡卷弹簧对齿轮A的运动进行复位;安装在齿轮A侧壁上的卡块A与安装在电驱模块输出轴上的卡块B配合;两个滑块分别对称地竖直滑动于底座上对称分布的两个传动槽A中,每个滑块底部安装有压力弹簧;压力弹簧两端分别与相应滑块下端面和相应传动槽底部连接;每个滑块上都轴承配合有轴B;相互对称的两个齿轮E分别安装在两个轴B上,且两个齿轮E的中心轴线重合;齿轮A分别与两个齿轮E之间增速传动连接;两个摩擦轮分别对称地安装在两个轴B上;对称地安装在底座上端面的两个夹持机构分别与下方的两个摩擦轮配合。
上述夹持机构包括锥形摩擦筒、十字万向节、平衡轮、轴C、夹板、阶梯圆槽、旋转圆块、螺纹套、外螺纹,其中十字万向节的外环安装在锥形摩擦筒的小半径端端口,十字万向节的内环固装有轴C;轴C上位于锥形摩擦筒内的一端上轴承配合有用来固定锥形摩擦筒与轴C相对位置的平衡轮,平衡轮与锥形摩擦轮的内锥面配合;轴C的另一端安装有旋转圆块,旋转圆块旋转于夹板侧板面中心处的阶梯圆槽内;轴C上位于夹板与十字万向节之间的部分上具有外螺纹,外螺纹与固装在底座上端面的螺纹套螺纹配合,锥形摩擦筒外圆锥面与相应的摩擦轮摩擦配合。
上述两个夹持机构中锥形摩擦筒的小半径端相对,两个夹板相对。
作为本技术的进一步改进,上述电驱模块的输出轴与固装在传动槽B中的固定座轴承配合。固定座为电驱模块输出轴提供一定的支撑,避免由振动而引起的电驱模块内部传动失效。
作为本技术的进一步改进,上述齿轮A的轴孔内壁上周向开有环槽;涡卷弹簧位于环槽内,其一端与环槽内壁连接,另一端与电驱模块输出轴连接。环槽为涡卷弹簧提供一定的活动空间,同时减小涡卷弹簧在电驱模块输出轴上占据的空间,节省空间使得设备内部结构更加紧凑。
作为本技术的进一步改进,上述每个传动槽A中都对称地安装有两个导轨;两个滑块分别竖直滑动于相应的两个导轨之间;安装于每个滑块两侧的两个梯形导块分别竖直滑动于相应两个导轨侧面上的两个梯形导槽内。滑块两侧分布的两个导轨对滑块本身形成很好的支撑;同时,梯形导槽与梯形导块的配合使得滑块顺利竖直滑动于两个导轨之间而不发生脱离。
作为本技术的进一步改进,上述传动槽B中通过轴A安装有与齿轮A啮合的齿轮B;轴A与底座中贯通传动槽B和两个传动槽A的轴孔轴承配合,轴A的两端分别位于两个传动槽A中;轴A的两端分别对称安装有齿轮C;两个齿轮D分别安装在两个传动槽A中,且两个齿轮D分别与相应传动槽A中的齿轮C和齿轮E啮合。
作为本技术的进一步改进,上述齿轮A的直径大于齿轮B的直径,齿轮C的直径大于齿轮E的直径。由于齿轮A的直径大于齿轮B的直径,所以齿轮B的旋转角速度大于齿轮A的旋转角速度;由于两个齿轮C与齿轮B同轴,所以齿轮C的旋转角速度大于齿轮A的旋转角速度;由于齿轮C的直径大于齿轮E的直径,所以齿轮E的旋转角速度大于齿轮C的旋转角速度,从而使得摩擦轮的旋转速度增大,有利于轴C快速旋转,进而使得两个夹持机构中与相应螺纹套螺纹配合的轴C带动相应夹板沿轴C轴向快速相向运动并完成对料板两侧的夹持。
作为本技术的进一步改进,上述平衡轮的圆柱面始终与锥形摩擦轮的内锥面相切。保证轴C与相应锥形摩擦筒之间的相对位置固定,进而使得锥形摩擦筒始终与相应摩擦轮摩擦接触配合。
作为本技术的进一步改进,上述压力弹簧预压缩是为了使得摩擦轮在经过磨损后仍然与相应锥形摩擦筒摩擦接触,从而延长摩擦轮的使用时间。
作为本技术的进一步改进,上述涡卷弹簧预压缩。预压缩的涡卷弹簧使得齿轮A在两个夹板分别与料板两侧相遇前随电驱模块输出轴同步旋转,同时使得安装在齿轮A侧壁上的卡块A与安装在电驱模块输出轴上的卡块B在初始状态保持紧贴。
作为本技术的进一步改进,上述锥形摩擦筒的外锥面始终与摩擦轮外圆柱面相切。保证摩擦轮与锥形摩擦筒之间始终为线接触而不是点接触,从而增大摩擦轮与锥形摩擦筒之间的摩擦力,使得摩擦轮与锥形摩擦筒之间形成有效传动,保证锥形摩擦筒沿着轴C轴向移动时,摩擦轮始终能与锥形摩擦筒摩擦传动。
两个夹持机构中的轴C上的外螺纹的螺旋方向相反。保证两个轴C分别带动相应夹板沿轴C轴向同步相向运动。
相对于传统的冲压模具,本发明中的两个夹持机构可以对待冲压的料板两侧进行夹持,从而固定料板的位置,使其在被冲压过程中不会发生位置偏移,提高待冲压料板的利用率,提高料板单位面积的冲压成品数量;电驱模块在单次运行过程中,其输出轴的旋转圈数恒定;不用反复调节电驱模块的旋转圈数来适应不同宽度的料板,在简化自控系统的同时提高工作效率;本发明结构简单,具有较好的使用效果。
附图说明
图1是设备整体透视示意图。
图2是设备整体剖面示意图。
图3是涡卷弹簧、电驱模块输出轴、卡块A、卡块B、齿轮A 及齿轮B配合剖面示意图。
图4是滑块、梯形导块、导轨及压力弹簧配合剖面示意图。
图5是夹持机构及其剖面示意图。
图6是夹板及导轨剖面示意图。
图7是十字万向节示意图。
图8是滑块、梯形导块、导轨及底座配合剖面示意图。
图9是底座不同视角剖面示意图。
图10是设备内部传动配合示意图。
图11是齿轮A剖面示意图。
图12是本发明与冲切模具装置配合示意图。
图中标号名称:1、底座;2、传动槽A;3、传动槽B;4、齿轮A;5、环槽;6、涡卷弹簧;7、卡块A;8、卡块B;9、齿轮B;10、轴A;11、齿轮C;12、齿轮D;13、齿轮E;14、摩擦轮;15、轴B;16、滑块;17、梯形导块;18、导轨;19、梯形导槽;20、压力弹簧;21、夹持机构;22、锥形摩擦筒;23、十字万向节;24、平衡轮;25、轴C;26、夹板;27、阶梯圆槽;28、旋转圆块;29、螺纹套;30、电驱模块;31、固定座;32、外螺纹;33、冲切模具装置。
具体实施方式
附图均为本发明实施的示意图,以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
如图1、2所示,它包括底座1、齿轮A4、涡卷弹簧6、齿轮E13、摩擦轮14、轴B15、滑块16、压力弹簧20、夹持机构21、电驱模块30,其中如图2、3、10所示,底座1上的传动槽B3中安装有电驱模块30,电驱模块30的输出轴上安装有齿轮A4和涡卷弹簧6,涡卷弹簧6对齿轮A4的运动进行复位;如图3所示,安装在齿轮A4侧壁上的卡块A7与安装在电驱模块30输出轴上的卡块B8配合;如图2、9所示,两个滑块16分别对称地竖直滑动于底座1上对称分布的两个传动槽A2中,每个滑块16底部安装有压力弹簧20;压力弹簧20两端分别与相应滑块16下端面和相应传动槽底部连接;每个滑块16上都轴承配合有轴B15;相互对称的两个齿轮E13分别安装在两个轴B15上,且两个齿轮E13的中心轴线重合;齿轮A4分别与两个齿轮E13之间增速传动连接;两个摩擦轮14分别对称地安装在两个轴B15上;对称地安装在底座1上端面的两个夹持机构21分别与下方的两个摩擦轮14配合。
如图5所示,上述夹持机构21包括锥形摩擦筒22、十字万向节23、平衡轮24、轴C25、夹板26、阶梯圆槽27、旋转圆块28、螺纹套29、外螺纹32,其中如图5、7所示,十字万向节23的外环安装在锥形摩擦筒22的小半径端端口,十字万向节23的内环固装有轴C25;轴C25上位于锥形摩擦筒22内的一端上轴承配合有用来固定锥形摩擦筒22与轴C25相对位置的平衡轮24,平衡轮24与锥形摩擦轮14的内锥面配合;如图5、6所示,轴C25的另一端安装有旋转圆块28,旋转圆块28旋转于夹板26侧板面中心处的阶梯圆槽27内;如图2、5所示,轴C25上位于夹板26与十字万向节23之间的部分上具有外螺纹32,外螺纹32与固装在底座1上端面的螺纹套29螺纹配合,锥形摩擦筒22外圆锥面与相应的摩擦轮14摩擦配合。
如图2所示,上述两个夹持机构21中锥形摩擦筒22的小半径端相对,两个夹板26相对。
如图2所示,上述电驱模块30的输出轴与固装在传动槽B3中的固定座31轴承配合。固定座31为电驱模块30输出轴提供一定的支撑,避免由振动而引起的电驱模块30内部传动失效。
如图3、11所示,上述齿轮A4的轴孔内壁上周向开有环槽5;涡卷弹簧6位于环槽5内,其一端与环槽5内壁连接,另一端与电驱模块30输出轴连接。环槽5为涡卷弹簧6提供一定的活动空间,同时减小涡卷弹簧6在电驱模块30输出轴上占据的空间,节省空间使得设备内部结构更加紧凑。
如图4所示,上述每个传动槽A2中都对称地安装有两个导轨18;两个滑块16分别竖直滑动于相应的两个导轨18之间;如图4、8所示,安装于每个滑块16两侧的两个梯形导块17分别竖直滑动于相应两个导轨18侧面上的两个梯形导槽19内。滑块16两侧分布的两个导轨18对滑块16本身形成很好的支撑;同时,梯形导槽19与梯形导块17的配合使得滑块16顺利竖直滑动于两个导轨18之间而不发生脱离。
如图2、10所示,上述传动槽B3中通过轴A10安装有与齿轮A4啮合的齿轮B9;轴A10与底座1中贯通传动槽B3和两个传动槽A2的轴孔轴承配合,轴A10的两端分别位于两个传动槽A2中;轴A10的两端分别对称安装有齿轮C11;两个齿轮D12分别安装在两个传动槽A2中,且两个齿轮D12分别与相应传动槽A2中的齿轮C11和齿轮E13啮合。
如图2、10所示,上述齿轮A4的直径大于齿轮B9的直径,齿轮C11的直径大于齿轮E13的直径。由于齿轮A4的直径大于齿轮B9的直径,所以齿轮B9的旋转角速度大于齿轮A4的旋转角速度;由于两个齿轮C11与齿轮B9同轴,所以齿轮C11的旋转角速度大于齿轮A4的旋转角速度;由于齿轮C11的直径大于齿轮E13的直径,所以齿轮E13的旋转角速度大于齿轮C11的旋转角速度,从而使得摩擦轮14的旋转速度增大,有利于轴C25快速旋转,进而使得两个夹持机构21中与相应螺纹套29螺纹配合的轴C25带动相应夹板26沿轴C25轴向快速相向运动并完成对料板两侧的夹持。
如图5所示,上述平衡轮24的圆柱面始终与锥形摩擦轮14的内锥面相切。保证轴C25与相应锥形摩擦筒22之间的相对位置固定,进而使得锥形摩擦筒22始终与相应摩擦轮14摩擦接触配合。
如图2所示,上述压力弹簧20预压缩是为了使得摩擦轮14在经过磨损后仍然与相应锥形摩擦筒22摩擦接触,从而延长摩擦轮14的使用时间。
如图2、3所示,上述涡卷弹簧6预压缩。预压缩的涡卷弹簧6使得齿轮A4在两个夹板26分别与料板两侧相遇前随电驱模块30输出轴同步旋转,同时使得安装在齿轮A4侧壁上的卡块A7与安装在电驱模块30输出轴上的卡块B8在初始状态保持紧贴。
如图2所示,上述锥形摩擦筒22的外锥面始终与摩擦轮14外圆柱面相切。保证摩擦轮14与锥形摩擦筒22之间始终为线接触而不是点接触,从而增大摩擦轮14与锥形摩擦筒22之间的摩擦力,使得摩擦轮14与锥形摩擦筒22之间形成有效传动,保证锥形摩擦筒22沿着轴C25轴向移动时,摩擦轮14始终能与锥形摩擦筒22摩擦传动。
如图2所示,两个夹持机构21中的轴C25上的外螺纹32的螺旋方向相反。保证两个轴C25分别带动相应夹板26沿轴C25轴向同步相向运动。
如图12所示,本发明在实际使用过程中的数量为两个,分别位于冲切模具装置33的进料口前方和出料口后方;如图12所示中的箭头方向为料板输送方向。
本发明中的电驱模块30采用现有技术,其主要由电机、减速器及控制单元等主要部件组成;电驱模块30与自控系统电连接,其单次运行的时间间隔与冲压模具的冲压频率一致。
本发明中的电驱模块30每启动一次,其输出轴的旋转圈数恒定,正转圈数与反转圈数相等;电驱模块30输出轴带动预压缩的涡卷弹簧6从开始进一步发生形变到停止进一步形变的过程中,电驱模块30的输出轴旋转圈数小于一圈。
本发明中轴C25上的外螺纹32与螺纹套29的螺纹配合具有自锁功能,保证两个夹持机构21中的两个夹板26对料板两侧始终保持夹紧状态。
本发明的工作流程:在初始状态,涡卷弹簧6预压缩,卡块A7与卡块B8紧贴;压力弹簧20预压缩;两个夹板26之间的间距大于料板的宽度。
先把料板一端置于本发明底座1的上端面,且使得料板位于两个夹板26之间;同时接通冲压设备及本发明的电源,安装于冲压设备上的自控系统先控制本发明中的电驱模块30运行;电驱模块30输出轴通过预压缩的涡卷弹簧6带动与电驱模块30输出轴轴承配合的齿轮A4同步旋转;齿轮A4通过齿轮B9和轴A10带动两个齿轮C11同步旋转;两个齿轮C11分别通过相应的齿轮D12带动相应的齿轮E13旋转同步旋转;两个齿轮E13分别通过相应的轴B15带动相应的摩擦轮14同步旋转;两个摩擦轮14同时分别带动相应的锥形摩擦筒22同步旋转;两个锥形摩擦筒22分别通过相应十字万向节23带动两个轴C25同步旋转;同时,两个锥形摩擦轮14分别带动与其内锥面相切的平衡轮24旋转;由于轴C25上的外螺纹32与相应螺纹套29螺纹配合及两个轴C25上的外螺纹32的螺旋方向相反,所以两个旋转着的轴C25及相应的平衡轮24沿相应螺纹套29上的螺纹孔轴向相向运动,两个轴C25分别通过相应的十字万向节23带动两个锥形摩擦筒22同步相向运动;两个锥形摩擦筒22相向运动过程中,锥形摩擦筒22与摩擦轮14的摩擦作用外径逐渐增大,锥形摩擦筒22的旋转速度逐渐降低,达到减速增扭效果;两个轴C25分别通过安装于其一端的旋转圆块28带动两个夹板26快速相向运动并对位于两个夹板26之间的料板的两侧进行夹紧,从而对料板的位置进行固定;被夹紧的料板阻止两个夹板26进行进一步的相向运动,两个夹板26的运动停止并保持对料板的夹紧状态;两个夹持机构21中的轴C25、锥形摩擦筒22和平衡轮24同时停止旋转;两个摩擦轮14、两个齿轮E13、两个齿轮D12和两个齿轮C11同时停止旋转;轴B15、齿轮B9和齿轮A4同时停止旋转;此时,电驱模块30继续运行并通过输出轴带动卡块B8开始与卡块A7分离,涡卷弹簧6开始被进一步压缩并储能;当涡卷弹簧6的压缩量的达到最大时,轴A10的旋转圈数小于一圈,卡块B8未与卡块A7反向相遇;进一步被压缩的涡卷弹簧6依次通过齿轮A4、齿轮B9、轴A10、两个齿轮C11、两个齿轮D12、两个齿轮E13、两个轴B15、两个摩擦轮14、两个锥形摩擦筒22、两个十字万向节23、两个轴C25和两个夹板26施加在料板两侧的压力增加,间接地对料带进一步夹紧。
当两个夹板26对料板两侧进行初步夹紧时,自控系统控制冲压设备对已经被初步固定好位置的料板进行快速冲压;在对料板进行冲压过程中,电驱模块30继续运行,涡卷弹簧6被进一步压缩并储能;当一次冲压快速结束时,自控系统刚好控制电驱模块30停止运行,且此时电驱模块30输出轴上的卡块B8未与卡块A7相遇;紧接着自控系统控制电驱模块30快速反转相同圈数,使得整个设备进行复位;其复位过程如下:
电驱模块30的输出轴反转,涡卷弹簧6释放能量;当输出轴上的卡块B8与齿轮A4侧壁上的卡块A7重新相遇并紧贴时,继续反转的电驱模块30输出轴通过卡块B8和卡块A7带动齿轮A4反转;齿轮A4通过齿轮B9和轴A10分别带动两个齿轮C11反转;两个齿轮C11分别同时通过相应的齿轮D12、齿轮E13和轴B15带动相应的摩擦轮14反转;两个摩擦轮14分别同时通过相应的锥形摩擦筒22和十字万向节23带动相应的轴C25反向旋转;两个轴C25分别通过相应的旋转圆块28带动两个夹板26相背运动;两个夹板26同时快速解除对料板两侧的夹持。
当料板在推送机构的作用下沿本发明的底座1上端面运动一端距离后再次停留在底座1上端面上;自控系统再次控制本发明对料板两侧进行夹紧,其夹紧的工作原理如上所述,此处不再赘述。
本发明对料板的夹持与冲压设备和料板推送机构的频率一致,保证料板的冲压与本发明对料板的夹持同步进行。
本发明中锥形摩擦筒22和涡卷弹簧6的合理设计能够实现:当夹板26夹住较宽的料板时,锥形摩擦筒22与摩擦轮14接触的半径较小,锥形摩擦筒22输出给轴C25的扭矩较小,涡卷弹簧6的最终压缩量较大,此时假设轴C25的最终输出扭矩为T1;当夹板26夹住较窄的料板时,锥形摩擦筒22与摩擦轮14接触的半径较大,锥形摩擦筒22输出给轴C25的扭矩较大,涡卷弹簧6的最终压缩量较小,此时假设轴C25的最终输出扭矩为T2;通过对涡卷弹簧6弹性系数和锥形摩擦筒22的锥度的合理设计使得T1和T2大致相等,最终保证两个夹板26夹持不同宽度板材的挤压力大致相等,避免板材被过度挤压而发生变形。
综上所述,本发明的有益效果:本发明中的两个夹持机构21可以对待冲压的料板两侧进行夹持,从而固定料板的位置,使其在被冲压过程中不会发生位置偏移,提高待冲压料板的利用率,提高料板单位面积的冲压成品数量;电驱模块30在单次运行过程中,其输出轴的旋转圈数恒定;不用反复调节电驱模块30的旋转圈数来适应不同宽度的料板,在简化自控系统的同时提高工作效率。