CN110976621A - 一种用于冲压密排孔的冲压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冲压密排孔的冲压设备，包括上模架、下模架和抽送装置，上模架的底部依次安装有上垫板和固定板，固定板的底部依次活动设有落料凸模、外形凸模、冲孔凸模，冲孔凸模上设有若干根冲孔杆，且呈一字型排布；下模架的顶部依次设有下垫板和凹模板，凹模板的顶部依次活动设有空槽、外形模块、冲孔模块，抽送装置安装在上模架的底部，且与上模架在水平方向上活动连接，抽送装置通过抽送运动控制固定板对模具材料的冲压。本发明采用了数控送料机构控制送料步距，并控制模具中凸模工作状态的技术，双方通过编程进行合理配合，达到了在小模具和小吨位冲床上实现冲制密集小孔和实现冲压自动化的目的。

Description

一种用于冲压密排孔的冲压设备

技术领域

本发明涉及模具冲压设备技术领域，尤其涉及一种用于冲压密排孔的冲压设备。

背景技术

伴随着电子产品的集成度的不断提高，罩壳的散热需要各类有密排孔往往孔的面积往往占整个罩面面积40％以上。在食品工业中，油炸食品需要的半圆形漏油勺零件，不同的漏勺零件在冲压前的展开图外形尺寸不同，但孔的距离相等和孔的数量一致，如图1所示的一种漏勺的展开图，在材料为厚0.9mm的不锈钢卷料中，在约60平方厘米的面积内，需要冲396 个直径为2.92mm的小孔。以上这些零件都需要密集的孔分布于零件的表面，孔与孔间的的距离小，孔的数量多。

为了冲压密排孔，按照如图1所示的一种漏勺的展开图，现有工艺实施方案有两种：

方案一：按常规设计，用专用模具冲制，冲压这样的零件要制造396个冲头，安排在8 个工位上进行冲制，凹模板的尺寸要超过240mm*650mm，模具每冲次的冲裁力达到208吨，需要安排在250吨冲床上工作，光是购买此冲压设备约需40万元左右。而且模具制造费及设备费均很高，小凸模直径为2.92mm，396个小凸模同时冲压极易折断，只要断了一个小凸模，冲压就无法进行，需停产修模。该模具制造尺寸大，步距允许误差小，制造费用高等缺点。产品外形尺寸不同带来步距的变化，这点在普通的级进模上难以实现同时冲压步距不同的两种产品，必须重新制造模具，模具制造费用昂贵。

方案二：用板料在数控冲床上冲制，在数控冲床上通过编程用单个冲头冲孔，需冲396 次，再冲异形孔及切外形，冲压一个零件的时间按一分钟80冲次计算，生产一个产品需要5 分钟，一小时生产12片，时间成本花费巨大，无法满足生产周期的需要。

综上所述，对于存在密排孔的产品样本，无论是采用专用模具冲制，还是用板料在数控冲床上冲制，要么存在冲压制作成本高，且一副模具不能生产两种或两种以上的相似产品的问题，要么存在时间花费大，生产周期长的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于冲压密排孔的冲压设备，以解决上述背景技术中遇到的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于冲压密排孔的冲压设备，包括上模架、下模架、抽送装置和送料机构，所述上模架通过模架导套与下模架在竖直方向上活动连接，所述上模架的底部依次安装有上垫板和固定板，所述固定板的底部依次活动设有落料凸模、外形凸模、冲孔凸模，所述冲孔凸模上设有若干根冲孔杆，且呈一字型排布。

所述下模架的顶部依次设有下垫板和凹模板，所述凹模板的顶部依次活动设有与落料凸模相匹配的空槽、与外形凸模相匹配的外形模块、与冲孔凸模相匹配的冲孔模块，所述凹模板的四端通过内模导柱与固定板在竖直方向上活动连接。

所述抽送装置安装在上模架的底部，且与上模架在水平方向上活动连接，所述抽送装置通过抽送运动控制所述固定板对模具材料的冲压。

所述送料机构上设有控制箱，所述控制箱通过PLC控制系统实现模具材料的有序进退，将模具材料输送到凹模板的顶部，所述控制箱通过PLC系统的冲压信号控制所述上模架对所述下模架上的模具材料的冲压作业，所述控制箱通过PLC系统控制电磁阀的工作状态驱动所述抽送装置的抽送运动。

上述方案中，所述送料机构为数控送料机。

上述方案中，所述抽送装置至少设有三个，分别驱动落料凸模、外形凸模、冲孔凸模的冲压工作状态。

上述方案中，所述抽送装置包括气缸安装座、气缸、抽板和顶板，所述气缸通过气缸安装座安装在上模架的一侧，所述气缸的输出端与抽板固定连接，所述抽板的底部设有第一齿槽，所述顶板设置在抽板的底部，所述顶板与抽板的连接处设有与第一齿槽相匹配的第二齿槽，所述气缸在回抽状态时所述第一齿槽的齿形与所述第二齿槽的齿形相互交错，所述气缸在顶出状态时所述第一齿槽的齿形与所述第二齿槽的齿形相互啮合。

上述方案中，所述抽板远离顶板的一侧内部开设有稳定抽送运动的长腰孔，所述长腰孔内部设有与上模架固定连接的定位柱。

上述方案中，所述气缸的输出端固定连接有卡块，所述抽板在靠近气缸的一侧开设有与卡块相匹配的卡槽，所述气缸通过卡块和卡槽的配合与抽板固定连接。

上述方案中，所述固定板的内部在落料凸模、外形凸模、冲孔凸模的位置均开设有方孔，所述固定板在靠近抽送装置的一侧设有抽送槽。

上述方案中，所述凹模板的顶部设有卸料板，所述落料凸模、外形凸模、冲孔凸模在冲压过程中均贯穿所述卸料板。

上述方案中，所述外形凸模与固定板的连接处设有镶块，所述镶块为工字形结构，所述镶块与固定板活动连接。

上述方案中，所述冲孔凸模至少设有两排，每排冲孔杆的数目相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在对带有密排孔的产品冲压实施时，不需要按冲孔的数量制造冲头凸模和与之配合的凹模，只需要在送料方向上使用有外形特征的凸模和竖直方向由一定数量的冲孔杆组成的冲头组和一条上面按孔距分布凹模即可实现若干个孔的冲裁加工，由于单次冲裁力的减小可用小吨位冲床实现产品的生产节约了设备投入的费用。实施后，节约了大量的时间，提高了生产效率，缩短了生产周期。

2、在相同料宽下，数控送料机在冲床的每一次冲压中根据需要对模具材料批量送出不同的送料步距，送料机控制箱可根据要求发出电路控制信号，由抽送装置控制固定板内的某一组冲头进行冲压或不冲压(空冲)。对于不同外形的产品只需要调整送料步距就可实现柔性制造，无需重新制造模具，节省重复制造模具的费用。

3、本发明采用了数控送料机构控制送料步距与控制模具中凸模工作状态(冲压或不进行冲压)的技术，双方通过编程进行合理配合，达到了在小模具和小吨位冲床上实现冲制密集小孔和实现冲压自动化的目的。

附图说明

图1为漏勺的模具材料展开图；

图2为本发明整体结构示意图；

图3为图2中A-A截面结构示意图；

图4为本发明整体结构右视图；

图5为本发明中固定板反转后的结构示意图；

图6为本发明中抽板和顶块的配合结构示意图；

图7为图6的俯视结构示意图；

图8为本发明中抽送装置的整体结构示意图；

图9为本发明中气缸回抽状态时的结构示意图；

图10为本发明中气缸顶出状态时的结构示意图。

图中标号：1-上模架；11-上垫板；12-固定板；120-方孔；121-落料凸模；122-外形凸模；123-冲孔凸模；124-镶块；125-抽送槽；2-下模架；21-下垫板；22-凹模板；221-冲孔模块；222-外形模块；23-卸料板；3-模架导套；31-内模导柱；4-抽送装置；41-气缸安装座；42-气缸；43-抽板；430-第一齿槽；44-顶板；440-第二齿槽；45-长腰孔；46-卡块；47-卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图2至图4所示，一种用于冲压密排孔的冲压设备，包括上模架1、下模架2、抽送装置4和送料机构(在图中未示出)，上模架1通过模架导套3与下模架2在竖直方向上活动连接，便于冲床的冲压作业。上模架1的底部依次安装有上垫板11和固定板12，请参阅图5，固定板12的底部依次活动设有落料凸模121、外形凸模122、冲孔凸模123，冲孔凸模123 用于冲制密排孔，外形凸模122用于冲制带有密排孔模具材料的外形尺寸，落料凸模121用于将冲压完成的模具材料从冲床上压入冲床底部的废料收集箱。落料凸模121、外形凸模122、冲孔凸模123在固定板12上可拆卸设置，可以采用卡接或者螺栓固定的方式连接，方便后期拆卸更换其他款式型号的凸模。各凸模在固定板12上的活动间隙一般为0.01毫米，冲孔凸模123的冲头上有压板槽靠压板固定在固定板12上，压板槽宽度大于压板厚度3mm，各凸模能在固定板12内上下活动位移达到3mm左右。

作为一种优选的方案，将外形凸模122与固定板12的连接处设有镶块124，镶块124为工字形结构，镶块124与固定板12活动连接，便于通过螺栓活动连接来方便后期拆卸更换。

固定板12的内部在落料凸模121、外形凸模122、冲孔凸模123的位置均开设有方孔120，用于为抽送装置4中顶块44的顶送运动腾出位置，固定板12在靠近抽送装置4的一侧设有抽送槽125，用于为抽送装置4中抽板43的回抽和顶起提供出入口。

冲孔凸模123上设有若干根冲孔杆，冲孔杆一般为圆柱长杆状结构，且呈一字型排布。通过多根冲孔杆一起在上模架1的带动下对模具材料进行冲制密排孔，仅需要小吨位的冲床就可以完成，并且操作起来方便还能节省生产周期。

在实施时，冲孔凸模123至少设有两排，每排冲孔杆的数目相同，可以仅采用一排冲孔凸模123，也可以根据需要采用多排冲孔凸模123，或者另一排冲孔凸模123当作备用冲压凸模，当正在使用的冲孔凸模123中有冲孔杆损坏后再使用另一排冲孔凸模123，若冲制如图1 所示的模具材料，共有396个孔，那么每排冲孔凸模123设有11根冲孔杆，经过36次冲压便可冲制出396个孔，完成密排孔的冲制作业。

下模架2的顶部依次设有下垫板21和凹模板22，凹模板22的顶部依次可拆卸的设有与落料凸模121相匹配的空槽、与外形凸模122相匹配的外形模块222、与冲孔凸模123相匹配的冲孔模块221。为了更好的稳定上模架1上安装的固定板12与下模架2上安装的凹模板 22，将凹模板22的四端通过内模导柱31与固定板12在竖直方向上活动连接。凹模板22的顶部设有卸料板23，落料凸模121、外形凸模122、冲孔凸模123在冲压过程中均贯穿卸料板23，各个凸模通过与卸料板23更精密的滑动配合来保证凸模与凹模的冲裁间隙的均匀。卸料板23根据需要也采用类似可替换模块，采用与凸模相配的小卸料板进行更换，可更换的卸料板23与卸料板安装座用销钉定位，螺钉连接。作为本行业的一种常识，在这里不再一一详细赘述。

抽送装置4安装在上模架1的底部，且与上模架1在水平方向上活动抽送连接，抽送装置4通过抽送运动控制固定板12对模具材料的冲压。在实施时，抽送装置4至少设有三个，分别驱动落料凸模121、外形凸模122、冲孔凸模123的冲压工作状态。

请参阅图6至图8，上述方案中，抽送装置4包括气缸安装座41、气缸42、抽板43和顶板44，气缸42通过气缸安装座41安装在上模架1的一侧，气缸42的输出端与抽板43固定连接。抽板43的底部设有第一齿槽430，顶板44设置在抽板43的底部，顶板44与抽板 43的连接处设有与第一齿槽430相匹配的第二齿槽440。

上垫板11中的顶板44可根据冲压需要顶住凸模进行冲压或回缩让各凸模在本冲次中不进入凹模，不进行冲压。请参阅图9，气缸42在回抽状态时第一齿槽430的齿形与第二齿槽440的齿形相互交错。抽板43上的槽型与顶板44上的槽型相互错合，当抽板43受气缸42推动在上垫板11的槽型里移动时，咬合的部分由相互错开变为高点接触，从而顶住冲头进行冲压，有四个气缸42通过气缸安装座41安装在上模架1的侧面，每个气缸42连接一个抽板43，并且由控制器发出信号驱动电磁阀打开或关闭气门实现每个气缸42来回动作。当气缸42回缩状态时如图9中抽板43和顶块44是在相互间的高点接触顶块平齐上垫板，冲头在固定板12中也不可回缩。

请参阅图10，气缸42在顶出状态时第一齿槽430的齿形与第二齿槽440的齿形相互啮合。当气缸42带动抽板43向前运动时抽板43与顶块44的状态如图10所示的顶块44的第二齿槽440和抽板43的第一齿槽430相互咬合，顶块44有可回缩的空间，当某个凸模遇到冲压材料是应顶块44的回缩使某个凸模向上运动，凸模不在冲压过程中冲入材料进入凹模，使本冲次在这个冲步上无效，而其他某个气缸42应为回缩状态，冲压在其他的冲步上进行，如此的可实现空冲，或跳步冲压。

作为一种优选的方案，抽板43远离顶板44的一侧内部开设有稳定抽送运动的长腰孔45，长腰孔45内部设有与上模架1固定连接的定位柱，也可以采用在抽板43上有规定尺寸的长圆槽，上模架1上有对应位置打上销钉，来限制抽板43的行程。使抽板43的来回动作的行程和抽板43头部的第一齿槽430的宽度对应，实现顶块44的每次工作和回缩可靠。气缸42的输出端固定连接有卡块46，抽板43在靠近气缸42的一侧开设有与卡块46相匹配的卡槽47，气缸42通过卡块46和卡槽47的配合与抽板43固定连接。

为了更好的对带有密排孔的产品进行冲压，上述方案中还包括送料机构，送料机构为数控送料机。送料机构上设有控制箱，控制箱通过PLC控制系统实现模具材料的有序进退，将模具材料输送到凹模板22的顶部，控制箱通过PLC系统的冲压信号控制上模架1对下模架2 上的模具材料的冲压作业，控制箱通过PLC系统控制电磁阀的工作状态驱动抽送装置4的抽送运动。

数控送料机的合理运用实现送料步距和料宽的可调，甚至将材料回抽即反向送料。批量生产中，在料宽相同的情况下，数控送料机可在每个冲压冲次时调整不同的送料步距，根据模具每组冲头的实际位置，通过对数控送料机的编程，将材料送到预订的位置并控制电磁阀，使要工作的冲头进行冲压工作，重复上述的步骤在进行36次冲压后得到漏勺等带密排孔的所需产品。

在相同料宽下，数控送料机在冲床的每一次冲压中根据需要对模具材料批量送出不同的送料步距，送料机控制箱可根据要求发出电路控制信号，由抽送装置控制固定板内的某一组冲头进行冲压或不冲压(空冲)。对于不同外形的产品只需要调整送料步距就可实现柔性制造，无需重新制造模具，节省重复制造模具的费用。

在使用本技术方案时，若冲制如图1所示的模具材料，共有396个孔，那么每排冲孔凸模123设有11根冲孔杆，使用本方案冲压产品，在36个冲次即可生产一个产品，平均1分钟能保证生产2个产品，每小时120件，比数控冲床生产速度提高近10倍，节约了大量的时间，提高了生产效率，缩短了生产周期。

本发明在对带有密排孔的产品冲压实施时，不需要按冲孔的数量制造冲头凸模和与之配合的凹模，只需要在送料方向上使用有外形特征的凸模和竖直方向由一定数量的冲孔杆组成的冲头组和一条上面按孔距分布凹模即可实现若干个孔的冲裁加工，由于单次冲裁力的减小可用小吨位冲床实现产品的生产节约了设备投入的费用。

因此通过上述的方案，对于不同的产品，只需要更换相应的一个凸模、凹模和配套的卸料板23，在数控送料机的控制箱输入新的冲压方案就可得到一种新的外形尺寸和形状的产品。本发明采用了数控送料机构控制送料步距与控制模具中凸模工作状态(冲压或不进行冲压)的技术，双方通过编程进行合理配合，达到了在小模具和小吨位冲床上实现冲制密集小孔和实现冲压自动化的目的。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：包括上模架(1)、下模架(2)、抽送装置(4)和送料机构，所述上模架(1)通过模架导套(3)与下模架(2)在竖直方向上活动连接，所述上模架(1)的底部依次安装有上垫板(11)和固定板(12)，所述固定板(12)的底部依次活动设有落料凸模(121)、外形凸模(122)、冲孔凸模(123)，所述冲孔凸模(123)上设有若干根冲孔杆，且呈一字型排布；所述下模架(2)的顶部依次设有下垫板(21)和凹模板(22)，所述凹模板(22)的顶部依次活动设有与落料凸模(121)相匹配的空槽、与外形凸模(122)相匹配的外形模块(222)、与冲孔凸模(123)相匹配的冲孔模块(221)，所述凹模板(22)的四端通过内模导柱(31)与固定板(12)在竖直方向上活动连接；所述抽送装置(4)安装在上模架(1)的底部，且与上模架(1)在水平方向上活动连接，所述抽送装置(4)通过抽送运动控制所述固定板(12)对模具材料的冲压；所述送料机构上设有控制箱，所述控制箱通过PLC控制系统实现模具材料的有序进退，将模具材料输送到凹模板(22)的顶部，所述控制箱通过PLC系统的冲压信号控制所述上模架(1)对所述下模架(2)上的模具材料的冲压作业，所述控制箱通过PLC系统控制电磁阀的工作状态驱动所述抽送装置(4)的抽送运动。

2.根据权利要求2所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述送料机构为数控送料机。

3.根据权利要求1所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述抽送装置(4)至少设有三个，分别驱动落料凸模(121)、外形凸模(122)、冲孔凸模(123)的冲压工作状态。

4.根据权利要求4所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述抽送装置(4)包括气缸安装座(41)、气缸(42)、抽板(43)和顶板(44)，所述气缸(42)通过气缸安装座(41)安装在上模架(1)的一侧，所述气缸(42)的输出端与抽板(43)固定连接，所述抽板(43)的底部设有第一齿槽(430)，所述顶板(44)设置在抽板(43)的底部，所述顶板(44)与抽板(43)的连接处设有与第一齿槽(430)相匹配的第二齿槽(440)，所述气缸(42)在回抽状态时所述第一齿槽(430)的齿形与所述第二齿槽(440)的齿形相互交错，所述气缸(42)在顶出状态时所述第一齿槽(430)的齿形与所述第二齿槽(440)的齿形相互啮合。

5.根据权利要求5所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述抽板(43)远离顶板(44)的一侧内部开设有稳定抽送运动的长腰孔(45)，所述长腰孔(45)内部设有与上模架(1)固定连接的定位柱。

6.所述气缸(42)的输出端固定连接有卡块(46)，所述抽板(43)在靠近气缸(42)的一侧开设有与卡块(46)相匹配的卡槽(47)，所述气缸(42)通过卡块(46)和卡槽(47)的配合与抽板(43)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述固定板(12)的内部在落料凸模(121)、外形凸模(122)、冲孔凸模(123)的位置均开设有方孔(120)，所述固定板(12)在靠近抽送装置(4)的一侧设有抽送槽(125)。

8.根据权利要求1所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述凹模板(22)的顶部设有卸料板(23)，所述落料凸模(121)、外形凸模(122)、冲孔凸模(123)在冲压过程中均贯穿所述卸料板(23)。

9.根据权利要求1所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述外形凸模(122)与固定板(12)的连接处设有镶块(124)，所述镶块(124)为工字形结构，所述镶块(124)与固定板(12)活动连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于冲压密排孔的冲压设备，其特征在于：所述冲孔凸模(123)至少设有两排，每排冲孔杆的数目相同。

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