CN111922263A - 一种冷镦机动模的精准导向机构以及冷镦机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冷镦机动模的精准导向机构以及冷镦机，该精准导向机构设置在成型滑块和冷镦机架之间，包括导柱以及与该导柱匹配的导套；其中，所述导柱设置在冷镦机架上、所述导套设置在成型滑块上，或者所述导柱设置在成型滑块上、所述导套设置在冷镦机架上；所述导柱或/和导套上设置有向导柱与导套之间的配合面处输送润滑油的润滑油油路，导套的两端设置有防止润滑油飞溅出来的油封结构。该精准导向机构可提高冷镦机的导向精度，同时可避免润滑油与冷镦油混合，减少导向结构的磨损，延长导向结构的使用寿命，并提高工件的冷镦精度，降低生产成本。

Description

一种冷镦机动模的精准导向机构以及冷镦机

技术领域

本发明涉及冷镦设备，具体涉及一种冷镦机动模的精准导向机构以及冷镦 机。

背景技术

冷镦机是将棒材或线材的顶部加粗的锻造成形设备，专门用于批量汽车部 件、电机部件、螺栓等。冷镦机采用冷镦的方法将螺栓、螺钉的头部镦出，可 尽量减少切削工作，直接成型为需要的形状和尺寸，不仅能够节省大量材料， 而且能够大幅度提高生产效率，显著提高镦出零件的机械强度。

现有的冷镦机主要由进料模块、剪料模块、冷镦成型模块以及退料模块组 成，其中，冷镦成型模块包括成型滑块和成型模具，由成型滑块带动成型模具 挤压在金属坯料上，使得金属坯料形成对应形状的工件。在冷镦成型的过程中， 需要加入冷镦油(成型油或挤压拉伸油)，对成型模具进行润滑以及冷却，有 效地保护成型模具，延长其使用寿命。

在现有的冷镦机中，成型滑块主要采用平面式的导向滑动结构进行辅助滑 动，例如授权公告号为CN 206779357 U公开的一种冷镦成型机双滑轨冲击结构 和授权公告号为CN 202591499 U公开的冷镦机主滑块。又如，图1显示了另一 种现有冷镦机的导向滑动结构，该导向滑动结构包括位于成型滑块两侧的两组 平面导向结构，该平面导向结构由固定于成型滑块上的滑轨和固定于冷镦机架 上的滑槽构成，所述滑轨匹配于滑槽中，工作时在滑槽中作直线往复运动，这 种导向滑动结构存在的不足在于：

1、由于滑轨与滑槽之间为平面配合，在进行机加工时，滑轨和滑槽的导向 面的平面度精度对导向结构的导向精度起到决定性影响，而在实际加工过程中， 由于滑轨与滑槽之间具有多个配合面，要同时保证多个配合面的加工精度难度 较大，加工成本高，使得现有冷镦机导向结构的精度普遍不高，成型产品的误 差较大。

2、在上述导向结构中，为了减小滑动摩擦力，需要向滑动配合面处输送润 滑油，由于滑轨与滑槽之间的滑动配合面为开放式结构，润滑油附着在整个滑 动配合面处，当成型滑块进行高速的往复移动时，润滑油会从滑轨与滑槽的端 部处飞溅出来；与此同时，成型模具处也需要不断喷射冷镦油，所述飞溅出的 润滑油和冷镦油都集中在成型模具附近，很难进行分隔和收集，因此现有技术 中通常让润滑油和冷镦油采用同一种油，然后将飞溅出的润滑油和冷镦油统一 收集，过滤后分别送往导向结构和成型模具处重复利用，其带来的问题在于：

一方面，为让导向结构的润滑效果和成型模具的润滑冷却效果达到最佳， 导向结构应该采用与之相匹配的润滑油，成型模具也应该采用与之匹配的冷镦 油，这两种油是不相同的，但是现有技术中只能折中选择一种兼顾两种使用要 求的综合性用油，从而使得冷镦机中导向结构的导向性能和成型模具的成型性 难以达到最佳，同时，由于冷镦油的品质要求通常相对于润滑油低，且冷镦油 的用油量较润滑油大得多，为了兼顾润滑性能，需要采用油品质较高的用油， 从而大大增加用油成本。

另一方面，成型模具在工作过程中会产生碎屑，这些碎屑混杂到油中，即 使后续过滤了再重复使用，但是仍然会存在细小的碎屑颗粒，这些过滤后的润 滑油输送至导向结构中重复使用时，会大大加速导向结构的磨损，导致生产出 的产品精度误差越来越大，大大缩短导向结构的使用寿命。进一步，由于油中 混杂有碎屑，碎屑会在加工过程中对设备产生磨损，为了保证加工精度以及延 长设备的使用寿命，所以需要频繁地更换油液，尤其是冷镦油，由于用量比较 大，根据实际生产统计，为了确保设备性能良好且延长使用寿命，通常3-4个 月就要更换一次用油，每台冷镦机每次换油需要费用约10万元，从而大大提高生产成本。而且更换下来的废油具有较大的污染性，如果直接排放，会污染环 境，因此需要对废油进行环保处理，使得废油转化为符合环保标准的排放物， 对废油的环保处理，进一步提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种冷镦机动模的精准导向 机构，该精准导向机构可提高冷镦机的导向精度，同时可避免润滑油与冷镦油 混合，减少导向结构的磨损，延长导向结构的使用寿命，并提高工件的冷镦精 度，降低生产成本。

本发明的另一个目的在于提供一种冷镦机。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种冷镦机动模的精准导向机构，设置在成型滑块和冷镦机架之间，包括 导柱以及与该导柱匹配的导套；其中，所述导柱设置在冷镦机架上、所述导套 设置在成型滑块上，或者所述导柱设置在成型滑块上、所述导套设置在冷镦机 架上；所述导柱或/和导套上设置有向导柱与导套之间的配合面处输送润滑油的 润滑油油路，导套的两端设置有防止润滑油飞溅出来的油封结构。

上述冷镦机动模的精准导向机构的工作原理是：

以导柱固定连接在冷镦机架上，导套与成型滑块固定连接为例。

工作时，在滑块驱动机构的驱动下，成型滑块通过导套在导柱上进行直线 滑动；其中，由于导柱或导套内开设有用于输送润滑油的润滑油路，在滑动的 过程中，润滑油可以为导柱与导套之间的滑动提供润滑作用，有效减小滑动摩 擦力。与此同时，由于导柱和导套为封闭式的导向结构，具有封闭的滑动面， 不会发生侧面漏油的现象；而且，导套的两端设置有防止润滑油飞溅出来的油 封结构，从而实现全方位的密封，使得润滑油不会飞溅出来，从而不会与冷镦 油进行混合，进而润滑油和冷镦油可以采用适合各自使用要求的不同的油，有 利于让导柱和导套之间具有最佳的润滑效果，也能有效地保护成型模具，从而避免采用相同的油混合在重复利用而带来的磨损快、精度低的问题，提高工件 的冷镦精度，同时降低了生产成本。

本发明的一个优选方案，其中，所述润滑油油路包括进油油路和回油油路， 其中，进油油路的入口与润滑油供给装置连通，进油油路的出口位于导柱和导 套的配合面处，回油油路的入口位于导柱和导套的配合面处，回油油路的出口 与润滑油供给装置连通。采用该优选方案的目的在于实现润滑油的循环供给和 回收重复使用，其中，通过进油油路将润滑油输送至导柱和导套的配合面处， 再通过回油油路将润滑油输送回润滑油供给装置进行重复利用，使得导柱和导 套的配合面处始终有新的润滑油供应，从而有利于带走工作过程中产生的颗粒 杂质，提高润滑效果，也有利于降温，确保导向精度；在回油油路的出口与润 滑油供给装置之间可以设置过滤装置对润滑油进行过滤，再重复利用，提高润 滑油的润滑效果。

进一步地，所述进油油路的入口位于导柱的一端，该进油油路从导柱的端 部沿轴向延伸至导柱的中部，并在末端处设置径向孔延伸至导柱和导套的配合 面处；所述回油油路的出口位于导柱的另一端，该回油油路从导柱的端部沿轴 向延伸至导柱的中部，并在末端处设置径向孔延伸至导柱和导套的配合面处。 通过上述结构，让润滑油输送至导柱的中部，导套在工作过程中始终会与导柱 的中部保持接触，使得始终保持有润滑油对两者进行润滑，同时也能避免进油 油路的出口暴露从而导致泄露；此外，将进油油路的入口和回油油路的出口设 置于导柱的端部，便于与润滑油供给装置进行供油管路的连接，避免这些管路 对成型滑块的运动造成妨碍。

本发明的一个优选方案，其中，所述导柱固定连接在冷镦机架上，所述导 套与成型滑块固定连接。其好处在于，由于导柱的长度大于导套的长度，通过 将导柱固定在冷镦机架上，导套设置于成型滑块上，使得导套在工作过程中其 整个长度范围内的配合部位始终受到导柱的完整支撑，使得成型滑块在作往复 直线运动时的稳定性更好，导向精度更高。

优选地，所述导套包括固定套体和滑动导向件，所述滑动导向件设置在固 定套体的内腔中，所述导柱贯穿于滑动导向件的内圈；所述固定套体与成型滑 块固定连接。采用上述结构的好处在于，通过滑动导向件实现导柱和导套之间 的滑动配合，有利于进一步提高导向精度，增加耐磨性，并且在磨损达到设定 程度后，只需要更换滑动导向件即可，设备使用寿命更长。

进一步，所述固定套体一体成型在成型滑块的底端。让固定导套和成型滑 块一体成型，有利于提高导套的刚度，同时也便于加工生产，当导套的数量为 两个以上时，一体化设置在机加工时也有利于确保导套之间的平行度，进而确 保导向精度。

进一步，每个导套里设有两个滑动导向件，两个滑动导向件之间设有中间 隔环。由于两个滑动导向件位于导套的两端，对导柱起到充分支撑和导向作用， 而在两个滑动导向件之间设置中间隔环，一方面可以对两个滑动导向件起到轴 线方向的定位作用，另一方面，也可以减少导柱与导套之间的配合面长度，更 容易保证导向精度，降低加工难度。

本发明的一个优选方案，其中，所述导柱和导套为两组，两组导柱和导套 沿着垂直于导柱轴线的方向排列。其好处在于，将导向机构设置于成型滑块的 底部，一方面，与现有技术中设置在成型滑块的两侧相比，对成型滑块起到更 好的支撑作用，成型滑块运动时的稳定性更好，另一方面，也有利于减少冷镦 机的横向尺寸，缩减冷镦机的体积。设置两组导柱和导套，具有更好的导向稳 定性，确保成型滑块在工作过程中不产生振动，提高工件的冷镦精度。

本发明的一个优选方案，其中，所述精准导向机构设置于成型滑块的底部 或者侧面。

本发明的一个优选方案，其中，所述油封结构包括设置在导套端部的密封 盖，该密封盖上设置有密封环。

一种冷镦机，包括成型滑块，所述成型滑块通过所述精准导向机构与冷镦 机架连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中的精准导向机构采用封闭式的导向结构，具有封闭的滑动面， 从而不会发生侧面漏油的现象；而且，导套的两端设置有防止润滑油飞溅出来 的油封结构，从而实现全方位的密封，使得润滑油不会飞溅出来，从而不会与 冷镦油进行混合，进而润滑油和冷镦油可以采用适合各自使用要求的油，有利 于让导柱和导套之间具有最佳的润滑效果，也能有效地保护成型模具，从而避 免采用相同的油混合在重复利用而带来的磨损快、精度低的问题，提高工件的 冷镦精度。

2、采用全方位密封的油封结构，使得冷镦油与润滑油分隔开，可以采用适 合各自使用要求的油，在实际的应用中，加工特定工件时，冷镦油可以采用水 或者切削液等成本较低的液体，无需采用综合性能的油液，灵活性更好，同时 降低生产成本。

3、由于冷镦油与润滑油各自设有独立的回路，两者互不干涉，所以在加工 过程中产生的碎屑不会进入导向结构中，不会对设备造成磨损，从而大幅延长 设备的使用寿命以及提高工件的加工精度。

4、由于加工过程中产生的碎屑不会进入导向结构中，避免了碎屑对设备造 成磨损，从而大幅延长了油液的使用时长，大幅降低更换油液的频率，节约用 油，有效降低生产成本。

5、由于冷镦油与润滑油各自设有独立的回路，两者互不干涉，所以避免了 混合废油的产生，更加环保。

6、由于本发明的导向结构仅有一个配合面，在机加工中，只需保证该配合 面的精度要求即可，而且是回转面，加工精度容易达到，加工成本低，有利于 提高导向结构的导向精度，成型产品的误差缩小几十倍。

7、本发明中，采用导柱和导套配合的导向机构，体积小，结构紧凑，有利 于减小冷镦机的体积。

8、本发明的精准导向机构为封闭式导向结构，成型滑块在工作时的振动小， 稳定性更好，更容易保证产品精度和质量稳定性。

附图说明

图1为现有冷镦机的导向滑动结构的结构示意图，其中，a为成型滑块，b 为滑轨。

图2为本发明中的精准导向机构应用在冷镦机中的立体结构示意图。

图3为本发明中的精准导向机构和成型滑块的侧视图。

图4为本发明中的精准导向机构和成型滑块的立体爆炸视图。

图5为本发明中的精准导向机构的第一种具体实施方式的剖面图。

图6为本发明中的精准导向机构的第二种具体实施方式的剖面图。

图7为本发明中的精准导向机构的第三种具体实施方式的侧视图。

图8为现有的冷镦机进行动态下死点检测的检测图。

图9-10为本发明中的冷镦机进行动态下死点检测的检测图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例 和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图2-5，本实施例中的冷镦机动模的精准导向机构，设置在成型滑块1 和冷镦机架之间，包括导柱2以及与该导柱2匹配的导套3；其中，所述导柱2 设置在冷镦机架上、所述导套3设置在成型滑块1上；所述导柱2上设置有向 导柱2与导套3之间的配合面处输送润滑油的润滑油油路，导套3的两端设置 有防止润滑油飞溅出来的油封结构，该油封结构包括设置在导套3端部的密封 盖5，该密封盖5上设置有密封环。具体地，本实施例中的导柱2为圆柱形；当 然，也可以为其他形状，例如三角形、四角形等。

参见图5，所述润滑油油路包括进油油路2-1和回油油路2-2，其中，进油 油路2-1的入口与润滑油供给装置连通，进油油路2-1的出口位于导柱2和导 套3的配合面处，回油油路2-2的入口位于导柱2和导套3的配合面处，回油 油路2-2的出口与润滑油供给装置连通。采用该优选方案的目的在于实现润滑 油的循环供给和回收重复使用，其中，通过进油油路2-1将润滑油输送至导柱2 和导套3的配合面处，再通过回油油路2-2将润滑油输送回润滑油供给装置进 行重复利用，使得导柱2和导套3的配合面处始终有新的润滑油供应，从而有 利于带走工作过程中产生的颗粒杂质，提高润滑效果，也有利于降温，确保导 向精度；在回油油路2-2的出口与润滑油供给装置之间可以设置过滤装置对润 滑油进行过滤，再重复利用，提高润滑油的润滑效果。

参见图5，所述进油油路2-1的入口位于导柱2的一端，该进油油路2-1从 导柱2的端部沿轴向延伸至导柱2的中部，并在末端处设置径向孔延伸至导柱2 和导套3的配合面处；所述回油油路2-2的出口位于导柱2的另一端，该回油 油路2-2从导柱2的端部沿轴向延伸至导柱2的中部，并在末端处设置径向孔 延伸至导柱2和导套3的配合面处。通过上述结构，让润滑油输送至导柱2的 中部，导套3在工作过程中始终会与导柱2的中部保持接触，使得始终保持有 润滑油对两者进行润滑，同时也能避免进油油路2-1的出口暴露从而导致泄露； 此外，将进油油路2-1的入口和回油油路2-2的出口设置于导柱2的端部，便 于与润滑油供给装置进行供油管路的连接，避免这些管路对成型滑块1的运动 造成妨碍。

参见图2-5，所述导套3包括固定套体3-1和滑动导向件3-2，所述滑动导 向件3-2设置在固定套体3-1的内腔中，所述导柱2贯穿于滑动导向件3-2的 内圈；所述固定套体3-1与成型滑块1固定连接。采用上述结构的好处在于， 通过滑动导向件3-2实现导柱2和导套3之间的滑动配合，有利于进一步提高 导向精度，增加耐磨性，并且在磨损达到设定程度后，只需要更换滑动导向件 3-2即可，设备使用寿命更长。具体地，本实施例中的滑动导向件3-2为直线轴 承；当然，也可以采用铜套、自润滑轴承等。

进一步，所述固定套体3-1一体成型在成型滑块1的底端。让固定导套3 和成型滑块1一体成型，有利于提高导套3的刚度，同时也便于加工生产，当 导套3的数量为两个以上时，一体化设置在机加工时也有利于确保导套3之间 的平行度，进而确保导向精度。

进一步，每个导套里设有两个滑动导向件3-2，两个滑动导向件3-2之间设 有中间隔环4。由于两个滑动导向件3-2位于导套3的两端，对导柱2起到充分 支撑和导向作用，而在两个滑动导向件3-2之间设置中间隔环4，一方面可以对 两个滑动导向件3-2起到轴线方向的定位作用，另一方面，也可以减少导柱2 与导套3之间的配合面长度，更容易保证导向精度，降低加工难度。

参见图2，本实施例中的精准导向机构设置于成型滑块1的底部，所述导柱 2和导套3为两组，两组导柱2和导套3沿着垂直于导柱2轴线的方向排列。其 好处在于，将导向机构设置于成型滑块1的底部，一方面，与现有技术中设置 在成型滑块1的两侧相比，对成型滑块1起到更好的支撑作用，成型滑块1运 动时的稳定性更好，另一方面，也有利于减少冷镦机的横向尺寸，缩减冷镦机 的体积。设置两组导柱2和导套3，具有更好的导向稳定性，确保成型滑块1在 工作过程中不产生振动，提高工件的冷镦精度。

本实施例中的冷镦机包括成型滑块1、成型模具以及成型驱动机构，所述成 型滑块1通过所述精准导向机构与冷镦机架连接，所述成型模具的动模连接在 成型滑块1上。

参见图2-5，本实施例中的冷镦机动模的精准导向机构的工作原理是：

工作时，在滑块驱动机构的驱动下，成型滑块1通过导套3在导柱2上进 行直线滑动；其中，由于导柱2或导套3内开设有用于输送润滑油的润滑油路， 在滑动的过程中，润滑油可以为导柱2与导套3之间的滑动提供润滑作用，有 效减小滑动摩擦力。与此同时，由于导柱2和导套3为封闭式的导向结构，具 有封闭的滑动面，不会发生侧面漏油的现象；而且，导套3的两端设置有防止 润滑油飞溅出来的油封结构，从而实现全方位的密封，使得润滑油不会飞溅出 来，从而不会与冷镦油进行混合，进而润滑油和冷镦油可以采用适合各自使用 要求的不同的油，有利于让导柱2和导套3之间具有最佳的润滑效果，也能有 效地保护成型模具，从而避免采用相同的油混合在重复利用而带来的磨损快、 精度低的问题，提高工件的冷镦精度。

进一步，为了验证本发明的冷镦机在精度上的提升，对现有的冷镦机和本 发明的冷镦机做对比实验。具体地，检测现有的冷镦机和本发明的冷镦机的动 态下死点位置精度，亦即检测冷镦机的动模在向前运动到终点位置时的位置精 度，通常取动模端面对角线上的两个点作为检测对象，检测这两个点在一段时 间范围内，每次到达下死点时与标准位置的偏差，将这些偏差值按时间顺序连 成线，即可获得者两个点的下死点位置精度曲线。具体地，采用日本理研公司 的“动态下死点检测仪”对现有的和本发明的冷镦机进行位置的动态检测，结 果参见图8-10。其中，图8为现有技术中的冷镦机在实际工作中的检测结果， 由图可知，随着时间的推移，现有的冷镦机的两个检测的位置均逐渐往“正向” 偏移，而且偏差量逐渐增大，图中当前时刻显示的偏差量为分别为36.5um和 39um。图9-10为本实施例中的冷镦机在实际工作中的检测结果(图9和图10 分别显示一个时刻的状态)，由图可知，随着时间的推移，本实施例中的冷镦 机仅产生十分轻微的偏移，两个时刻的结果显示的偏差量分别为0.0um和0.5um、 0.5um和0.5um，与现有的冷镦机的偏差量的比例大概为1:78，由此可知，现有 的冷镦机的误差是本发明的冷镦机的误差的78倍，亦即由本实施例中的冷镦机 加工出来的工件的精度比现有的冷镦机加工出来的工件的精度高几十倍。

实施例2

与实施例1不同的是，所述润滑油油路设置在导套3上。当然，所述润滑 油油路也可以同时设置在导柱2和导套3上。

实施例3

参见图6，与实施例1不同的是，本实施例的导套3为现有技术中常规的导 套，直接与导柱2配合。

实施例4

与实施例1不同的是，本实施例中的导柱2与成型滑块1固定连接，所述 导套3固定连接在冷镦机架上。

实施例5

参见图7，与实施例1不同的是，本实施例中的精准导向机构设置于成型滑 块1的两个侧面上。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限 制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、 组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种冷镦机动模的精准导向机构，设置在成型滑块和冷镦机架之间，其特征在于，包括导柱以及与该导柱匹配的导套；其中，所述导柱设置在冷镦机架上、所述导套设置在成型滑块上，或者所述导柱设置在成型滑块上、所述导套设置在冷镦机架上；所述导柱或/和导套上设置有向导柱与导套之间的配合面处输送润滑油的润滑油油路，导套的两端设置有防止润滑油飞溅出来的油封结构。

2.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述润滑油油路包括进油油路和回油油路，其中，进油油路的入口与润滑油供给装置连通，进油油路的出口位于导柱和导套的配合面处，回油油路的入口位于导柱和导套的配合面处，回油油路的出口与润滑油供给装置连通。

3.根据权利要求2所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述进油油路的入口位于导柱的一端，该进油油路从导柱的端部沿轴向延伸至导柱的中部，并在末端处设置径向孔延伸至导柱和导套的配合面处；所述回油油路的出口位于导柱的另一端，该回油油路从导柱的端部沿轴向延伸至导柱的中部，并在末端处设置径向孔延伸至导柱和导套的配合面处。

4.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述导柱固定连接在冷镦机架上，所述导套与成型滑块固定连接。

5.根据权利要求4所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述导套包括固定套体和滑动导向件，所述滑动导向件设置在固定套体的内腔中，所述导柱贯穿于滑动导向件的内圈；所述固定套体与成型滑块固定连接。

6.根据权利要求5所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述固定套体一体成型在成型滑块的底端。

7.根据权利要求4所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，每个导套里设有两个滑动导向件，两个滑动导向件之间设有中间隔环。

8.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述导柱和导套为两组，两组导柱和导套沿着垂直于导柱轴线的方向排列。

9.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述精准导向机构设置于成型滑块的底部或者侧面。

10.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述油封结构包括设置在导套端部的密封盖，该密封盖上设置有密封环。

11.根据权利要求1所述的冷镦机动模的精准导向机构，其特征在于，所述导柱为圆柱形导柱，所述导套为圆柱形导套。

12.一种冷镦机，其特征在于，包括成型滑块，所述成型滑块通过权利要求1-11任一项所述精准导向机构与冷镦机架连接。

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