CN110947853B - 一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法 - Google Patents

一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，属于机械加工领域，一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，所涉及的热冲压设备包括工作台，在工作台上安装有冲压台，在冲压台的外部缠绕有加热线圈，在冲压台的顶部通过螺栓连接，固定安装有冲压凸模，且在冲压台顶部的冲压凸模的一侧安装有调校标尺，在调校标尺上刻画有刻度线，且刻度线的末端刻画有校正点，在冲压台的一侧还固定安装有丝杠和滑轨，该滑轨平行于丝杠，在滑轨上安装有动力箱，该动力箱的侧面安装有平移块，该平移块放置在丝杠上，它可以实现高精度的连续热冲压作业，在提高冲压作业的效率的同时，保证冲压加工的精度，实现高精度的凸部快速冲压。

Description

一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，更具体地说，涉及一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法。
背景技术
热冲压成形技术是一种利用金属在高温状态下塑性和延展性迅速增加、屈服强度迅速下降的特点，在热冲压模具上使零件成形，同时利用模具冷却淬火达到超高强度的新工艺。采用热冲压技术，不仅可以克服传统高强钢板成形困难、零件尺寸精度低的缺陷，而且可显著提高汽车的安全性、舒适性，减轻车重，减小气体排放量。
正是由于这些优点，热冲压成形工艺是目前汽车、钢铁及其相关领域的研究热点。目前在钣金的加工中，平面冲压已经能达到极高的精度要求，但是对于直接冲压凸部，还无法确保其高精度。
由于冲压模具在使用过程冲处于间歇受力的状态，在长期受力的过程中容易发生微量偏离，随着时间的积累将会降低冲压工件的精度。甚至会影响精密模具的使用寿命，提高冲压加工的成本。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，它可以实现高精度的连续热冲压作业，在提高冲压作业的效率的同时，保证冲压加工的精度，实现高精度的凸部快速冲压。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其具体步骤如下：
S1、模具调校：将用于热冲压的冲压模具进行调校作业，校正其位置关系，并将其固定，预防造成冲压偏移的事故；
S2、板材预热：将待冲压的板材放置在预热装置处，进行预加热，以降低热冲压作业时的加热功耗，同时减少冲压前将板材加热所需的时间，提高热冲压加工的工作效率；
S3、板材进给：将预热后的板材输送至冲压模具处，并将板材持续进给，实现同一板材在不同位置的多次冲压，提高板材的利用效率；
S4、连续冲压：预热后的板材在输送至冲压模具处后，在板材持续进给的过程中，由冲压模具对板材进行连续的冲压作业，在冲压的过程中，对板材的被冲压位置进行加热，实现热冲压作业；
S5、板材剪切：板材冲压完毕后，将板材取下，对被冲压的部位进行剪切，实现采用同一板材冲压出多个零件的目的，并将冲压出的零件通过剪裁分离出板材；
S6、检查校正：连续冲压一定数量后，暂停冲压作业，并对冲压模具进行位置校正，确保冲压精度；
可以实现高精度的连续热冲压作业，在提高冲压作业的效率的同时，保证冲压加工的精度，实现高精度的凸部快速冲压。
进一步的，所述一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，所涉及的热冲压设备包括工作台，在工作台上安装有冲压台，在冲压台的外部缠绕有加热线圈，在冲压台的顶部通过螺栓连接，固定安装有冲压凸模，且在冲压台顶部的冲压凸模的一侧安装有调校标尺，在调校标尺上刻画有刻度线，且刻度线的末端刻画有校正点，在冲压台的一侧还固定安装有丝杠和滑轨，该滑轨平行于丝杠，在滑轨上安装有动力箱，该动力箱的侧面安装有平移块，该平移块放置在丝杠上，该滑轨的截面为“T”字形结构，在动力箱的底部开凿有卡槽，该卡槽卡在滑轨上，在动力箱上还安装有按压式弹簧开关，该按压式弹簧开关的底部连接有停驻杆，通过按压式弹簧开关控制停驻杆的伸缩，以此来限制动力箱在滑轨上的位移，在平移块的侧面安装有主动轮，在主动轮上安装有把手，在平移块内安装有丝杠滚柱和换向齿轮组，其中丝杠滚柱内转动连接有安装轴，该安装轴固定连接在平移块的内侧壁上，在丝杠滚柱远离安装轴与平移块内侧壁连接点的一端设有锥齿轮，该锥齿轮与换向齿轮组啮合，在丝杠滚柱的侧壁上开凿有外螺纹，该外螺纹与丝杠啮合，通过把手驱动主动轮旋转，再经由换向齿轮组驱动丝杠滚柱转动，通过丝杠滚柱和丝杠的共同作用，使得平移块和动力箱发生平移，在动力箱的顶部安装有导向柱，在导向柱上安装有导向板，在导向板的一侧连接有配重板，在配重板的底部安装有冲压头，在配重板远离导向板的一端安装有定位孔，该定位孔与调校标尺上刻画的校正点相匹配，通过定位孔观察校正点，以此来调校用于热冲压的冲压模具，在配重板与导向板的连接处安装有连杆，在连杆的末端安装有槽轮，在动力箱壳体的顶部安装有支撑杆，在支撑杆上安装有轴承，在动力箱内安装有电动机，该电动机的输出端安装有传动齿轮组，该传动齿轮组的输出端连接有传动轴，该传动轴穿过轴承连接有凸轮，该凸轮与槽轮贴合，通过凸轮的转动，驱动导向板沿着导向柱上下移动，同时使得配重板底部安装的冲压头与冲压凸模相配合，对板材进行持续冲压。
进一步的，所述步骤S1中，通过配重板侧边的定位孔观察校正点，以此来调校用于热冲压的冲压模具，调校标尺上所刻画的校正点具有不同的颜色，通过观察不同颜色的校正点确定冲压头与冲压凸模的相对位置关系。
进一步的，所述步骤S4中，凸轮为急回凸轮，在凸轮转动时，通过自身的急回特性，使得与凸轮贴合的槽轮急速下降，以此来带动冲压头对板材进行持续冲压。
进一步的，所述步骤S4中，冲压台外部缠绕的加热线圈为电加热圈，通电后由加热线圈加热冲压台，冲压台上固定安装的冲压凸模通过冲压台导热，对板材在冲压的同时，由冲压凸模对板材进行加热，实现热冲压。
进一步的，所述步骤S6中，连续冲压一定次数后暂停冲压作业，并由配重板侧边的定位孔观察校正点，再次校正冲压头与冲压凸模的相对位置，此时加热线圈持续作业，预防冲压凸模降温，恢复冲压作业时，冲压凸模的加热效果不良。
进一步的，所述冲压凸模与冲压头相匹配，且冲压凸模与冲压头均为可拆卸式安装，便于依据实际需要更换适合的冲压模具。
进一步的，所述定位孔的中心点与调校标尺上所刻画校正点的中心位置处于同一平面，该平面垂直于冲压台上表面所在的平面。
进一步的，所述定位孔上安装有凸透镜，且定位孔上还固定安装有十字准星，通过十字准星定位校正点。
进一步的，所述凸轮的基圆圆心位置开凿有凸轮安装孔，在凸轮安装孔上开凿有平键的键槽，所述传动轴的末端设有平键单键，传动轴的该平键单键与凸轮安装孔的键槽过盈配合。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现高精度的连续热冲压作业，在提高冲压作业的效率的同时，保证冲压加工的精度，实现高精度的凸部快速冲压。
(2)通过配重板侧边的定位孔观察校正点，以此来调校用于热冲压的冲压模具，调校标尺上所刻画的校正点具有不同的颜色，通过观察不同颜色的校正点确定冲压头与冲压凸模的相对位置关系。
(3)凸轮为急回凸轮，即凸轮的最高点两端分别为光滑曲线和内凹曲线，通过凸轮的转动，槽轮由凸轮光滑曲线的一侧移动至凸轮的最高点，再由凸轮的最高点向凸轮基圆的圆心方向自由落体，在凸轮转动时，通过自身的急回特性，使得与凸轮贴合的槽轮急速下降，以此来带动冲压头对板材进行持续冲压。
(4)连续冲压一定次数后暂停冲压作业，并由配重板侧边的定位孔观察校正点，再次校正冲压头与冲压凸模的相对位置，此时加热线圈持续作业，预防冲压凸模降温导致恢复冲压作业时，冲压凸模的加热效果不良。
(5)冲压凸模与冲压头相匹配，且冲压凸模与冲压头均为可拆卸式安装，便于依据实际需要更换适合的冲压模具，提高冲压设备的普适性。
(6)定位孔的中心点与调校标尺上所刻画校正点的中心位置处于同一平面，该平面垂直于冲压台上表面所在的平面，便于通过定位孔进行准确定位，提高定位精度。
(7)定位孔上安装有凸透镜，且定位孔上还固定安装有十字准星，通过十字准星更为精确的定位校正点。
(8)凸轮的基圆圆心位置开凿有凸轮安装孔，在凸轮安装孔上开凿有平键的键槽，所述传动轴的末端设有平键单键，传动轴的该平键单键与凸轮安装孔的键槽过盈配合，预防传动轴与凸轮之间发生打滑。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的侧向结构示意图；
图4为本发明的冲压凸轮结构示意图；
图5为本发明的调校机构结构示意图。
图中标号说明：
1工作台、2把手、3主动轮、4平移块、5动力箱、6导向柱、7导向板、8配重板、9加热线圈、10冲压凸模、11定位孔、12冲压台、13调校标尺、14丝杠、15按压式弹簧开关、16滑轨、17传动齿轮组、18轴承、19连杆、20槽轮、21凸轮、22冲压头、23凸轮安装孔、24安装轴、25丝杠滚柱、26换向齿轮组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其具体步骤如下：
S1、模具调校：将用于热冲压的冲压模具进行调校作业，校正其位置关系，并将其固定，预防造成冲压偏移的事故；
S2、板材预热：将待冲压的板材放置在预热装置处，进行预加热，以降低热冲压作业时的加热功耗，同时减少冲压前将板材加热所需的时间，提高热冲压加工的工作效率；
S3、板材进给：将预热后的板材输送至冲压模具处，并将板材持续进给，实现同一板材在不同位置的多次冲压，提高板材的利用效率；
S4、连续冲压：预热后的板材在输送至冲压模具处后，在板材持续进给的过程中，由冲压模具对板材进行连续的冲压作业，在冲压的过程中，对板材的被冲压位置进行加热，实现热冲压作业；
S5、板材剪切：板材冲压完毕后，将板材取下，对被冲压的部位进行剪切，实现采用同一板材冲压出多个零件的目的，并将冲压出的零件通过剪裁分离出板材；
S6、检查校正：连续冲压一定数量后，暂停冲压作业，并对冲压模具进行位置校正，确保冲压精度。
请参阅图2，一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，所涉及的热冲压设备包括工作台1，在工作台1上安装有冲压台12，在冲压台12的外部缠绕有加热线圈9，在冲压台12的顶部通过螺栓连接，固定安装有冲压凸模10，且在冲压台12顶部的冲压凸模10的一侧安装有调校标尺13，在调校标尺13上刻画有刻度线，且刻度线的末端刻画有校正点，在冲压台12的一侧还固定安装有丝杠14和滑轨16，该滑轨16平行于丝杠14，在滑轨16上安装有动力箱5，该动力箱5的侧面安装有平移块4，该平移块4放置在丝杠14上，该滑轨16的截面为“T”字形结构，在动力箱5的底部开凿有卡槽，该卡槽卡在滑轨16上，在动力箱5上还安装有按压式弹簧开关15，该按压式弹簧开关15的底部连接有停驻杆，通过按压式弹簧开关15控制停驻杆的伸缩，以此来限制动力箱5在滑轨16上的位移，在平移块4的侧面安装有主动轮3，在主动轮3上安装有把手2。
请参阅图5，在平移块4内安装有丝杠滚柱25和换向齿轮组26，其中丝杠滚柱25内转动连接有安装轴24，该安装轴24固定连接在平移块4的内侧壁上，在丝杠滚柱25远离安装轴24与平移块4内侧壁连接点的一端设有锥齿轮，该锥齿轮与换向齿轮组26啮合，在丝杠滚柱25的侧壁上开凿有外螺纹，该外螺纹与丝杠14啮合，通过把手2驱动主动轮3旋转，再经由换向齿轮组26驱动丝杠滚柱25转动，通过丝杠滚柱25和丝杠14的共同作用，使得平移块4和动力箱5发生平移。
请参阅图2和图3，在动力箱5的顶部安装有导向柱6，在导向柱6上安装有导向板7，在导向板7的一侧连接有配重板8，在配重板8的底部安装有冲压头22，在配重板8远离导向板7的一端安装有定位孔11，该定位孔11与调校标尺13上刻画的校正点相匹配，通过定位孔11观察校正点，以此来调校用于热冲压的冲压模具，在配重板8与导向板7的连接处安装有连杆19，在连杆19的末端安装有槽轮20，在动力箱5壳体的顶部安装有支撑杆，在支撑杆上安装有轴承18，在动力箱5内安装有电动机，该电动机的输出端安装有传动齿轮组17，该传动齿轮组17的输出端连接有传动轴，该传动轴穿过轴承18连接有凸轮21。
请参阅图4，在凸轮21的基圆圆心位置开凿有凸轮安装孔23，传动轴通过该凸轮安装孔23与凸轮21连接，该凸轮21与槽轮20贴合，且凸轮21为急回凸轮，即凸轮21的最高点两端分别为光滑曲线和内凹曲线，通过凸轮21的转动，槽轮20由凸轮21光滑曲线的一侧移动至凸轮21的最高点，再由凸轮21的最高点向凸轮21基圆的圆心方向自由落体，以此来驱动导向板7沿着导向柱6上下移动，且导向板向下移动时急回，同时使得配重板8底部安装的冲压头22与冲压凸模10相配合，对板材进行持续冲压。
使用时，通过定位孔11观察校正点，以此来调校用于热冲压的冲压模具，再将预热后的板材在冲压台12上进给，在进给的同时，通过凸轮21的转动，驱动导向板7沿着导向柱6上下移动，同时使得配重板8底部安装的冲压头22与冲压凸模10相配合，对板材进行持续冲压，连续冲压一定数量后，暂停冲压作业，并对冲压模具进行位置校正，可以实现高精度的连续热冲压作业，在提高冲压作业的效率的同时，保证冲压加工的精度，实现高精度的凸部快速冲压。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：其具体步骤如下：
S1、模具调校：将用于热冲压的冲压模具进行调校作业，校正其位置关系，并将其固定，预防造成冲压偏移的事故；
S2、板材预热：将待冲压的板材放置在预热装置处，进行预加热，以降低热冲压作业时的加热功耗，同时减少冲压前将板材加热所需的时间，提高热冲压加工的工作效率；
S3、板材进给：将预热后的板材输送至热冲压设备上的冲压模具处，并将板材持续进给，实现同一板材在不同位置的多次冲压，提高板材的利用效率；
S4、连续冲压：预热后的板材在输送至冲压模具处后，在板材持续进给的过程中，由冲压模具对板材进行连续的冲压作业，在冲压的过程中，对板材的被冲压位置进行加热，实现热冲压作业；
S5、板材剪切：板材冲压完毕后，将板材取下，对被冲压的部位进行剪切，实现采用同一板材冲压出多个零件的目的，并将冲压出的零件通过剪裁分离出板材；
S6、检查校正：连续冲压一定数量后，暂停冲压作业，并对冲压模具进行位置校正，确保冲压精度；所涉及的热冲压设备包括工作台(1)，所述工作台(1)上安装有冲压台(12)，所述冲压台(12)的外部缠绕有加热线圈(9)，所述冲压台(12)的顶部固定安装有冲压凸模(10)，所述冲压凸模(10)通过螺栓连接固定安装在冲压台(12)的顶部，所述冲压凸模(10)的一侧安装有调校标尺(13)，所述调校标尺(13)上刻画有刻度线，所述刻度线的末端刻画有校正点；所述冲压台(12)的一侧还固定安装有丝杠(14)和滑轨(16)，所述滑轨(16)平行于丝杠(14)，所述滑轨(16)上安装有动力箱(5)，所述动力箱(5)的侧面安装有平移块(4)，所述平移块(4)放置在丝杠(14)上，所述滑轨(16)的截面为“T”字形结构，所述动力箱(5)的底部开凿有卡槽，该卡槽卡在滑轨(16)上；所述动力箱(5)上还安装有按压式弹簧开关(15)，所述按压式弹簧开关(15)的底部连接有停驻杆，所述平移块(4)的侧面安装有主动轮(3)，所述主动轮(3)上安装有把手(2)，所述平移块(4)内安装有丝杠滚柱(25)和换向齿轮组(26)，所述丝杠滚柱(25)内转动连接有安装轴(24)，该安装轴(24)固定连接在平移块(4)的内侧壁上，所述丝杠滚柱(25)远离安装轴(24)与平移块(4)内侧壁连接点的一端设有锥齿轮，所述锥齿轮与换向齿轮组(26)啮合，所述丝杠滚柱(25)的侧壁上开凿有外螺纹，该外螺纹与丝杠(14)啮合；所述动力箱(5)的顶部安装有导向柱(6)，所述导向柱(6)上安装有导向板(7)，所述导向板(7)的一侧连接有配重板(8)，所述配重板(8)的底部安装有冲压头(22)，所述配重板(8)远离导向板(7)的一端安装有定位孔(11)，该定位孔(11)与调校标尺(13)上刻画的校正点相匹配；所述配重板(8)与导向板(7)的连接处安装有限位连接组，所述限位连接组连接有凸轮(21)，所述动力箱(5)内安装有电动机作为动力源，所述电动机的输出端安装有传动齿轮组(17)，所述传动齿轮组(17)的输出端连接有传动轴，所述凸轮(21)与动力箱(5)内动力源连接，动力箱(5)通过凸轮(21)驱动配重板(8)上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述凸轮(21)为急回凸轮，在凸轮(21)转动时，通过自身的急回特性，使得与凸轮(21)连动的配重板(8)急速下降，以此来带动冲压头(22)对板材进行持续冲压。
3.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述冲压台(12)外部缠绕的加热线圈(9)为电加热圈，通电后由加热线圈(9)加热冲压台(12)，所述冲压台(12)上固定安装的冲压凸模(10)通过冲压台(12)导热，对板材在冲压的同时，由冲压凸模(10)对板材进行加热，实现热冲压。
4.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述步骤S6中，连续冲压一定次数后暂停冲压作业，并由配重板(8)侧边的定位孔(11)观察校正点，再次校正冲压头(22)与冲压凸模(10)的相对位置，此时加热线圈(9)持续作业，预防冲压凸模(10)降温，恢复冲压作业时，冲压凸模(10)的加热效果不良。
5.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述冲压凸模(10)与冲压头(22)相匹配，所述冲压凸模(10)与冲压头(22)均为可拆卸式安装。
6.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述定位孔(11)的中心点与调校标尺(13)上所刻画校正点的中心位置处于同一平面，该平面垂直于冲压台(12)上表面所在的平面。
7.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述定位孔(11)上安装有凸透镜，所述定位孔(11)上还固定安装有十字准星。
8.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述凸轮(21)的基圆圆心位置开凿有凸轮安装孔(23)，所述凸轮安装孔(23)上开凿有平键的键槽，所述传动轴的末端设有平键单键，传动轴的该平键单键与凸轮安装孔(23)的键槽过盈配合。
9.根据权利要求1所述的一种基于加热冲压的高精度凸部的加工方法，其特征在于：所述限位连接组包括连杆(19)，所述连杆(19)的末端安装有槽轮(20)，所述槽轮(20)与凸轮(21)贴合，所述动力箱(5)壳体的顶部安装有支撑杆，所述支撑杆上安装有轴承(18)，所述传动轴穿过轴承(18)与凸轮(21)连接。
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