CN111097852A - 一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电气插件及配件加工设备技术领域，尤其为一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，包括工作台、上冲压模具、下冲压模具、气缸、连接杆、驱动轴、加热垫板和冷却机构，其中，所述工作台上设有呈圆形阵列分布的一个冲压工位、至少一个冷却工位以及一个预热工位，所述气缸设置于工作台下方处于圆形阵列圆心正下方位置。本发明能够避免铜片在冲压过程中发生弯曲的同时，对冲压模具进行快速降温、冷却，达到提高冲压效率的目的，集冲压加工和快速冷却一体结构设计，机械自动化程度高，能够形成连续性冲压加工流水线，适应大规模生产需求，在冲压前对下冲压模具实施预热，能够减少模具加热时间，达到降低能耗的作用。

Description

一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置

技术领域

本发明涉及电气插件及配件加工设备技术领域，具体为一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置。

背景技术

电气设备是指在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称。铜片作为电气配件被广泛应用于各电气设备中，而冲压设备是铜片加工时常用到的加工设备之一。

冲压成型是指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)的加工成型方法。而现有的冲压设备在对铜片进行冲压成型时存在以下缺陷：

1、现有的冲压设备为避免铜片在冲压过程中发生弯曲，通常采用加热下冲压模具的方法提高良品率，但模具散热较慢，成品无法及时取出，冲压效率低；

2、现有的冲压设备结构单一，无法形成连续性加工生产，适应大规模生产需求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，解决了现有的冲压设备为避免铜片在冲压过程中发生弯曲，通常采用加热下冲压模具的方法提高良品率，但模具散热较慢，成品无法及时取出，冲压效率低，以及结构单一，无法形成连续性加工生产，适应大规模生产需求的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，包括工作台、上冲压模具、下冲压模具、气缸、连接杆、驱动轴、加热垫板和冷却机构，其中，所述工作台上设有呈圆形阵列分布的一个冲压工位、至少一个冷却工位以及一个预热工位，所述气缸设置于工作台下方处于圆形阵列圆心正下方位置，所述气缸固定于驱动轴上，各冲压工位、冷却工位以及预热工位上分别预置有一个模具槽，各模具槽内均预置有一个下冲压模具，所述上冲压模具对应设置于冲压工位正上方位置，所述上冲压模具和下冲压模具配合对处于上冲压模具上的铜片冲压成型，所述气缸的活塞杆贯穿工作台并通过连接杆与下冲压模具固定连接，处于冲压工位和预热工位上的各模具槽底部分别预置一个加热垫板，所述加热垫板用于加热处于其顶部的下冲压模具，所述冷却机构预置于各冷却工位的模具槽内部，所述冷却机构用于下冲压模具快速冷却。

所述冷却机构包括定位组件、风冷装置和水冷装置，其中，所述定位组件是由四根矩形分布的横柱板以及连接于相邻两个横柱板端部的纵柱板组成，所述风冷装置包括设置于模具槽底部以及侧部的风冷组件构成，各风冷组件之间构成一个与下冲压模具相适配的容置槽，风冷组件包括导热板、散热片、绝热板和散热风机，所述散热片垂直连接于导热板的外壁上，所述导热板通过散热片与绝热板连接，所述绝热板固定安装于容置槽的内壁上，所述绝热板的侧端与纵柱板抵接，所述散热风机均匀分布于横柱板的顶面和内侧面上，所述散热风机用于加速散热片的内部气体流动速度，所述水冷装置是由集液桶、循环水冷管、冷却盘管和循环泵组成，所述集液桶和循环泵嵌装于一个纵柱板内，除嵌装集液桶和循环泵之外的纵柱板内分别预置有一个冷却盘管，所述集液桶上设有循环出水口和循环进水口，所述循环水冷管的一端与循环出水口连接，所述循环水冷管的另一端依次贯穿各横柱板并与循环进水口连接，所述循环泵和三个冷却盘管依次串联于所述循环水冷管上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述工作台上设有与活塞杆相适配的贯穿通道，所述贯穿通道的内部对应活塞杆上套设有杆套，所述活塞杆与杆套滑动配合，所述工作台上对应各模具槽与贯穿通道之间分别设有一个与连接杆相适配的杆槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动轴为步进电机或伺服电机的输出轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动轴用于驱动气缸沿顺时针方向间歇式旋转，各冲压工位、冷却工位以及预热工位依次顺时针分布，且驱动轴驱动气缸的一次旋转角度与相邻工位之间的圆心夹角相等。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加热垫板内设有加热元件，处于冲压工位上加热垫板内的加热元件功率大于处于预热工位上加热垫板内的加热元件功率。

作为本发明的一种优选技术方案，处于嵌装有集液桶和循环泵的纵柱板顶部设有注液口，所述注液口与集液桶之间通过注液管连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述注液口上设有密封塞。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水冷装置还包括设置在处于嵌装有集液桶和循环泵的纵柱板顶部的排气口，排气口与集液桶之间管道连通。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，具备以下有益效果：

1、该集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，通过加热垫板和冷却机构的组合设置，能够避免铜片在冲压过程中发生弯曲的同时，对冲压模具进行快速降温、冷却，达到提高冲压效率的目的。

2、该集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，集冲压加工和快速冷却一体结构设计，机械自动化程度高，能够形成连续性冲压加工流水线，适应大规模生产需求。

3、该集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，在冲压前对下冲压模具实施预热，能够减少模具加热时间，达到降低能耗的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明的冷却机构中定位组件与风冷装置的分解图；

图4为本发明中定位组件与水冷装置的连接结构示意图。

图中：100、工作台；101、冲压工位；102、冷却工位；103、杆槽；104、预热工位；200、上冲压模具；300、下冲压模具；400、气缸；401、活塞杆；500、连接杆；600、驱动轴；700、加热垫板；800、冷却机构；801、定位组件；8011、横柱板；8012、纵柱板；802、风冷装置；8021、导热板；8022、散热片；8023、绝热板；8024、散热风机；803、水冷装置；8031、集液桶；8032、循环水冷管；8033、冷却盘管；8034、循环泵；8035、注液口；8036、注液管；900、杆套。

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。

实施例

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，包括工作台100、上冲压模具200、下冲压模具300、气缸400、连接杆500、驱动轴600、加热垫板700和冷却机构800，其中，工作台100上设有呈圆形阵列分布的一个冲压工位101、至少一个冷却工位102以及一个预热工位104，气缸400设置于工作台100下方处于圆形阵列圆心正下方位置，气缸400固定于驱动轴600上，各冲压工位101、冷却工位102以及预热工位104上分别预置有一个模具槽，各模具槽内均预置有一个下冲压模具300，上冲压模具200对应设置于冲压工位101正上方位置，上冲压模具200和下冲压模具300配合对处于上冲压模具200上的铜片冲压成型，气缸400的活塞杆401贯穿工作台100并通过连接杆500与下冲压模具300固定连接，处于冲压工位101和预热工位104上的各模具槽底部分别预置一个加热垫板700，加热垫板700用于加热处于其顶部的下冲压模具300，冷却机构800预置于各冷却工位102的模具槽内部，冷却机构800用于下冲压模具300快速冷却。

冷却机构800包括定位组件801、风冷装置802和水冷装置803，其中，定位组件801是由四根矩形分布的横柱板8011以及连接于相邻两个横柱板8011端部的纵柱板8012组成，风冷装置802包括设置于模具槽底部以及侧部的风冷组件构成，各风冷组件之间构成一个与下冲压模具300相适配的容置槽，风冷组件包括导热板8021、散热片8022、绝热板8023和散热风机8024，散热片8022垂直连接于导热板8021的外壁上，导热板8021通过散热片8022与绝热板8023连接，绝热板8023固定安装于容置槽的内壁上，绝热板8023的侧端与纵柱板8012抵接，散热风机8024均匀分布于横柱板8011的顶面和内侧面上，散热风机8024用于加速散热片8022的内部气体流动速度，水冷装置803是由集液桶8031、循环水冷管8032、冷却盘管8033和循环泵8034组成，集液桶8031和循环泵8034嵌装于一个纵柱板8012内，除嵌装集液桶8031和循环泵8034之外的纵柱板8012内分别预置有一个冷却盘管8033，集液桶8031上设有循环出水口和循环进水口，循环水冷管8032的一端与循环出水口连接，循环水冷管8032的另一端依次贯穿各横柱板8011并与循环进水口连接，循环泵8034和三个冷却盘管8033依次串联于循环水冷管8032上。

本实施方案中，定位组件801中横柱板8011与纵柱板8012均为导热材料制成，因纵柱板8012与导热板8021相连，可加速热量的传递，起到良好的导热作用，并配合风冷组件和水冷装置803快速冷却下冲压模具300，本发明还包括一个控制器，控制器可采用PLC控制器，PLC控制器分别与气缸400、隶属于驱动轴600的驱动电机、加热垫板700内加热元件、散热风机8024和循环泵8034电性连接，通过PLC达到智能控制效果。

具体的，工作台100上设有与活塞杆401相适配的贯穿通道，贯穿通道的内部对应活塞杆401上套设有杆套900，活塞杆401与杆套900滑动配合，工作台100上对应各模具槽与贯穿通道之间分别设有一个与连接杆500相适配的杆槽103。

本实施例中，杆套900的设置能够使活塞杆401工作时更为稳定，同时避免活塞杆401直接与贯穿通道内壁产生摩擦，杆槽103的设置能够对连接杆500起到支撑作用，使连接杆500均匀受力，连接杆500上可设置加强筋，避免应力集中。

具体的，驱动轴600为步进电机或伺服电机的输出轴。

本实施例中，通过步进电机或伺服电机的输出轴作为驱动轴600能够驱使气缸400旋转一定角度，继而通过气缸400的活塞杆401以及连接杆500带动下冲压模具300旋转，达到移载已完成的冲压铜片至下一工位上的目的。

具体的，驱动轴600用于驱动气缸400沿顺时针方向间歇式旋转，各冲压工位101、冷却工位102以及预热工位104依次顺时针分布，且驱动轴600驱动气缸400的一次旋转角度与相邻工位之间的圆心夹角相等。

本实施例中，上述结构设计，能够实现连续性预热、冲压和冷却效果，结构可靠，能够满足大规模冲压成型加工要求。

具体的，加热垫板700内设有加热元件，处于冲压工位101上加热垫板700内的加热元件功率大于处于预热工位104上加热垫板700内的加热元件功率。

本实施例中，处于预热工位104上加热垫板700内的加热元件能够起到预热作用，能够减少下冲压模具300所需加热时间，通过加热下冲压模具300对下冲压模具300上的铜片加热，避免铜片在加工时发生弯曲，提高产品良率。

具体的，处于嵌装有集液桶8031和循环泵8034的纵柱板8012顶部设有注液口8035，注液口8035与集液桶8031之间通过注液管8036连通。

本实施例中，可通过注液口8035、注液管8036向集液桶8031内注入或添加冷却液，通过冷却液吸热达到快速降温的效果。

具体的，注液口8035上设有密封塞。

本实施例中，密封塞能够起到密封效果，防止灰尘等物质进入集液桶8031。

具体的，水冷装置803还包括设置在处于嵌装有集液桶8031和循环泵8034的纵柱板8012顶部的排气口，排气口与集液桶8031之间管道连通。

本实施例中，排气口的设置能够起到排气作用，防止集液桶8031内气压过高，保证内压稳定。

本发明的工作原理及使用流程：工作时，首先可通过机械臂或人工将铜片放置于处于预热工位104上的下冲压模具300上，并利用预热工位104上模具槽内的加热垫板700对下冲压模具300及铜片进行预热，当预热完成后，控制气缸400的活塞杆401将各下冲压模具300顶升至工作台100上方位置，继而控制驱动轴600驱动气缸400旋转，通过连接杆500驱动各下冲压模具300旋转一定角度，使装载有铜片的下冲压模具300移载至冲压工位101上方，继而控制气缸400的活塞杆401收缩，使下冲压模具300置于处于冲压工位101上模具槽底部的加热垫板700上，通过加热垫板700对下冲压模具300及其上的铜片进行二次加热，防止冲压加工时铜片发生弯曲，继而通过驱动上冲压模具200下压，上冲压模具200与下冲压模具300配合使铜片冲压成型，完成铜片的冲压加工后，再控制气缸400工作，通过气缸400的活塞杆401将各下冲压模具300顶升至工作台100上方位置，通过驱动轴600驱动气缸400旋转，将完成冲压的铜片输送至冷却工位102上方，气缸400的活塞杆401收缩，使下冲压模具300置于处于冷却工位102模具槽的冷却机构800上，控制散热风机8024及循环泵8034工作，导热板8021将下冲压模具300上的热量导出，通过散热风机8024加速散热片8022之间的空气流动速度，对下冲压模具300进行降温，同时，通过循环泵8034将集液桶8031内的冷却液抽出，通过循环水冷管8032、冷却盘管8033对横柱板8011和纵柱板8012进行降温，从而实现下冲压模具300快速冷却效果；

在实际应用中，工作台100上对应处于末位的冷却工位102一侧理应设有下料机构，下料机构可为机械臂配合机械爪或吸盘机构，实现自动下料，同理，工作台100上对应处于预热工位104一侧理应设有上料机构，上料机构可为机械臂配合机械爪或吸盘机构，实现连续性上料、预热、冲压加工、冷却及上料作业，提高生产效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：包括工作台（100）、上冲压模具（200）、下冲压模具（300）、气缸（400）、连接杆（500）、驱动轴（600）、加热垫板（700）和冷却机构（800），其中，所述工作台（100）上设有呈圆形阵列分布的一个冲压工位（101）、至少一个冷却工位（102）以及一个预热工位（104），所述气缸（400）设置于工作台（100）下方处于圆形阵列圆心正下方位置，所述气缸（400）固定于驱动轴（600）顶端，各冲压工位（101）、冷却工位（102）以及预热工位（104）上分别预置有一个模具槽，各模具槽内均预置有一个下冲压模具（300），所述上冲压模具（200）对应设置于冲压工位（101）正上方位置，所述上冲压模具（200）和下冲压模具（300）配合对处于上冲压模具（200）上的铜片冲压成型，所述气缸（400）的活塞杆（401）贯穿工作台（100）并通过连接杆（500）与下冲压模具（300）固定连接，处于冲压工位（101）和预热工位（104）上的各模具槽底部分别预置一个加热垫板（700），所述加热垫板（700）用于加热处于其顶部的下冲压模具（300），所述冷却机构（800）预置于各冷却工位（102）的模具槽内部，所述冷却机构（800）用于下冲压模具（300）快速冷却；

所述冷却机构（800）包括定位组件（801）、风冷装置（802）和水冷装置（803），其中，所述定位组件（801）是由四根矩形分布的横柱板（8011）以及连接于相邻两个横柱板（8011）端部的纵柱板（8012）组成，所述风冷装置（802）包括设置于模具槽底部以及侧部的风冷组件构成，各风冷组件之间构成一个与下冲压模具（300）相适配的容置槽，风冷组件包括导热板98021、散热片（8022）、绝热板（8023）和散热风机（8024），所述散热片（8022）垂直连接于导热板98021的外壁上，所述导热板98021通过散热片（8022）与绝热板（8023）连接，所述绝热板（8023）固定安装于容置槽的内壁上，所述绝热板（8023）的侧端与纵柱板（8012）抵接，所述散热风机（8024）均匀分布于横柱板（8011）的顶面和内侧面上，所述散热风机（8024）用于加速散热片（8022）的内部气体流动速度，所述水冷装置（803）是由集液桶（8031）、循环水冷管（8032）、冷却盘管（8033）和循环泵（8034）组成，所述集液桶（8031）和循环泵（8034）嵌装于一个纵柱板（8012）内，除嵌装集液桶（8031）和循环泵（8034）之外的纵柱板（8012）内分别预置有一个冷却盘管（8033），所述集液桶（8031）上设有循环出水口和循环进水口，所述循环水冷管（8032）的一端与循环出水口连接，所述循环水冷管（8032）的另一端依次贯穿各横柱板（8011）并与循环进水口连接，所述循环泵（8034）和三个冷却盘管（8033）依次串联于所述循环水冷管（8032）上。

2.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述工作台（100）上设有与活塞杆（401）相适配的贯穿通道，所述贯穿通道的内部对应活塞杆（401）上套设有杆套（900），所述活塞杆（401）与杆套（900）滑动配合，所述工作台（100）上对应各模具槽与贯穿通道之间分别设有一个与连接杆（500）相适配的杆槽（103）。

3.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述驱动轴（600）为步进电机或伺服电机的输出轴。

4.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述驱动轴（600）用于驱动气缸（400）沿顺时针方向间歇式旋转，各冲压工位（101）、冷却工位（102）以及预热工位（104）依次顺时针分布，且驱动轴（600）驱动气缸（400）的一次旋转角度与相邻工位之间的圆心夹角相等。

5.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述加热垫板（700）内设有加热元件，处于冲压工位（101）上加热垫板（700）内的加热元件功率大于处于预热工位（104）上加热垫板（700）内的加热元件功率。

6.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：处于嵌装有集液桶（8031）和循环泵（8034）的纵柱板（8012）顶部设有注液口（8035），所述注液口（8035）与集液桶（8031）之间通过注液管（8036）连通。

7.根据权利要求7所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述注液口（8035）上设有密封塞。

8.根据权利要求1所述的一种集加热、冷却于一体的高效铜片冲压成型装置，其特征在于：所述水冷装置（803）还包括设置在处于嵌装有集液桶（8031）和循环泵（8034）的纵柱板（8012）顶部的排气口，排气口与集液桶（8031）之间管道连通。

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