CN113477774A - 基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法，包括冲压装置和进料装置；所述进料装置包括滑动架、用于驱动滑动架移动的移动装置以及用于实现冲压装置进料或出料的气缸，所述滑动架上设置异形夹钳推块，所述异形夹钳推块包括用于实现冲压装置进料的夹钳和用于实现冲压装置出料的第一推块，所述移动装置包括导轨、丝杠、丝杠螺母和电机；所述夹钳包括上夹板、下夹板、上夹钳和下夹钳；本发明利用气缸驱动上夹板的升降，同时控制夹钳的开合和第一推块的转动，实现了新板进料和成品板出料的同时进行，提高了工作效率；以固定上夹钳、活动下夹钳的方式控制夹钳的开合，克服了板材在下料时被拖行的问题，减小了加工误差。

Description

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法

技术领域

本发明涉及金属板材的冲压成型加工领域，特别是涉及基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法。

背景技术

在门板的加工过程中，对金属板材进行冲压加工是一道重要工序，金属板材在经过冲压装置的冲压造型后才能组装成门板。目前冲压成型系统的进出料通常采用负压吸盘以逐一吸取金属板材的方式来完成，此方法一次只能针对单块板进行进料或者出料，耗时严重，效率低下，无法满足大规模生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，包括冲压装置和进料装置；所述冲压装置包括上模框、下模框和用于驱动上模框和下模框实现合模动作的油缸；所述进料装置包括滑动架、用于驱动滑动架移动的移动装置以及用于实现冲压装置进料或冲压装置出料的气缸。所述滑动架上设置异形夹钳推块，所述异形夹钳推块包括用于实现冲压装置进料的夹钳和用于实现冲压装置出料的第一推块，所述夹钳包括上夹板和下夹板；所述下夹板固定在滑动架上，气缸设置在滑动架上，气缸的活塞杆末端与上夹板的一端固定连接，上夹板的另一端与第一推块铰接，上夹板与滑动架滑动连接；所述移动装置包括导轨、丝杠、丝杠螺母和驱动丝杠螺母沿丝杠滑动的电机；所述丝杠上设置有丝杠螺母，滑动架设置在丝杠螺母上，滑动架与导轨滑动连接。

所述第一推块包括配重块、推料板和抵接板，配重块、推料板和抵接板一体成型，下夹板的截面形状为L型，所述冲压装置进料时配重块与下夹板贴合，冲压装置出料时抵接板与下夹板抵接。

所述冲压装置基座上设置有电机，电机的输出轴上设置有主动皮带轮，丝杠上设置有从动皮带轮，主动皮带轮与从动皮带轮传动连接。

所述夹钳包括上夹钳和下夹钳，所述上夹板上设置有第二推块，下夹板上设置有第三推块、第一连杆和第二连杆，第三推块为楔形块，第一连杆为V型连杆，第二连杆为Z型连杆，上夹钳设置在下夹板上；第一连杆的拐点与下夹板铰接，第二连杆中部与下夹板铰接，第一连杆远离第三推块一端压在第二连杆靠近第三推块一端的上方，第二连杆的另一端为下夹钳；第三推块与下夹板滑动连接，第三推块靠近上夹板一侧设置有斜面，第二推块与斜面滑动连接，第二推块与下夹板之间设置有弹簧，弹簧两端分别与下夹板和第二推块连接。

第一连杆与下夹板铰接处设置有用于实现第一连杆复位的第一扭簧，第二连杆与下夹板铰接处设置有用于实现第二连杆复位的第二扭簧。

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，包含以下步骤：

S1、上料：将待加工的金属板材放入进料装置的夹钳，此时进料装置位于冲压装置进料口一端；

S2、夹钳推块同步作业：启动气缸，上夹板下降，夹钳夹紧金属板材；同时，第一推块的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框的凹槽，抵接板与下夹板抵接；

S3、冲压装置同步进料出料：启动电机，进料装置的滑动架沿导轨向冲压装置的出料端直线运动，待加工金属板材被夹钳夹持着送入冲压装置，成品金属板材被第一推块的推料板推动送出冲压装置；

S4、下料：电机暂停，滑动架暂停移动；气缸复位，上夹板上升，夹钳张开；同时，第一推块复位；电机恢复工作，滑动架继续向出料口方向移动，待加工金属板材落入冲压装置的下模框；

S5、进料装置复位：电机反转，滑动架反向移动，整个进料装置复位；

S6、冲压加工：启动冲压装置，对金属板材进行冲压加工；

步骤S6完成后，重复步骤S1-S6。

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，所述步骤S2中，启动气缸后，上夹板下降，第二推块下移，推动第三推块伸入第一连杆下侧，第一连杆靠近气缸一端抬起，远离气缸一端下压，第二连杆靠近第一连杆的一端下压，第二连杆远离第一连杆的一端抬起，即下夹钳抬起，夹紧金属板材；同时，第一推块的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框的凹槽；

所述步骤S4中，电机暂停，滑动架暂停移动；气缸复位，上夹板上升，第二推块上移，第三推块在弹簧的拉力下复位，第一连杆和第二连杆复位，夹钳张开；同时，第一推块复位；电机恢复工作，滑动架继续向出料口方向移动，待加工金属板材垂直落入冲压装置的下模框。

本发明的有益效果是：

1.利用气缸驱动上夹板的升降，一方面控制夹钳的开合以实现冲压装置的进料，另一方面控制第一推块的转动以实现冲压装置的出料，使得新板进料和成品板出料可以同时进行，节省了进出料的时间，提高了工作效率，此外，夹钳的设置可以一次夹持多块金属板材，实现多块板的同时加工，进一步提高生产效率。

2.通过增设第二推块、第三推块、第一连杆和第二连杆，以固定上夹钳、活动下夹钳的方式来控制夹钳的开合，使得下料时下夹钳处于倾斜状态，金属板材可以垂直落入下模框，克服了金属板材在下料时被拖行的问题，避免了下料位置的不准确，减小了加工误差。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A处的放大示意图；

图3为本发明实施例一中夹钳夹取金属板材前的结构示意图；

图4为本发明实施例一中夹钳夹紧金属板材后的结构示意图；

图5为本发明实施例二中夹钳夹取金属板材前的结构示意图；

图6为本发明实施例二中夹钳夹紧金属板材前的结构示意图；

图7为本发明图5中B处的放大示意图；

图8为本发明图5中C处的放大示意图。

图中: 1、滑动架；2、第一推块；3、气缸；4、上夹板；5、下夹板；6、丝杠；7、丝杠螺母；8、导轨；9、滑块；10、电机；11、第二推块；12、第三推块；13、第一连杆；14、第二连杆；15、上夹钳；16、下模框；17、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例一

请参阅图1～图4，本发明实施例中提供基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统及加工方法：

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，包括冲压装置和进料装置；冲压装置为市购冲压装置，在此不作赘述。

所述进料装置包括滑动架1和用于驱动滑动架1移动的移动装置，进料装置还包括用于实现冲压装置进料或冲压装置出料的气缸3，所述滑动架1上设置异形夹钳推块，所述异形夹钳推块包括用于实现冲压装置进料的夹钳和用于实现冲压装置出料的第一推块2，所述夹钳包括上夹板4和下夹板5；所述下夹板5固定在滑动架1上，气缸3设置在滑动架1上，气缸3的活塞杆末端与上夹板4的一端固定连接，上夹板4的另一端与第一推块2铰接，上夹板4与滑动架1滑动连接；所述移动装置包括导轨8、丝杠6、丝杠螺母7和驱动丝杠螺母7沿丝杠6滑动的电机10；所述丝杠6上设置有丝杠螺母7，滑动架1设置在丝杠螺母7上，滑动架1与导轨8之间设置滑块9，滑块9与导轨8滑动连接。

所述第一推块2包括配重块、推料板和抵接板，配重块、推料板和抵接板一体成型，下夹板5的截面形状为L型，所述冲压装置进料时配重块与下夹板5贴合，冲压装置出料时抵接板与下夹板5抵接。

冲压装置基座上设置有电机10，电机10的输出轴上设置有主动皮带轮，丝杠6上设置有从动皮带轮，主动皮带轮与从动皮带轮传动连接。

初始状态下，电机10未启动，滑动架1位于右端进料口，气缸3未启动，参见图3，第一推块2的配重块与下夹板5紧密贴合，夹钳处于张开状态，上夹板4与下夹板5之间存在空隙，以便工人放入待加工的金属板材。

参见图4，金属板材放入后，启动气缸3，气缸3的活塞杆伸长，推动上夹板4向下运动，上夹板4与下夹板5之间的距离逐渐减小，直到上夹板4压住金属板材时，活塞杆停止伸长，夹钳处于夹紧状态。在上夹板4下降的过程中，与上夹板4铰接的第一推块2也随之一起下降，第一推块2与下夹板5之间产生了缝隙，此时第一推块2的配重块在重力作用下下垂，第一推块2沿逆时针方向转动，当第一推块2的抵接板与下夹板5抵接时，其推料板伸入下模框16的凹槽内。此时启动电机10，丝杠6转动，带动丝杠螺母7沿着丝杠6向左做直线运动，进而带动滑动架1在滑块9的作用下沿着导轨8向左移动；与此同时，下模框16上已经冲压完成的成品板在第一推块2推料板的推动下向左移动。

当滑动架1移动到冲压装置左端的出料口时，成品板被推出出料口进而落入接料平台。此时电机10暂停，滑动架1停止移动；气缸3的活塞杆收缩，拉动上夹板4上升，夹钳松开的同时第一推块2向上移动并顺时针旋转复位。启动电机10，滑动架1继续向左移动，失去夹持的金属板材在重力作用下落到下模框16上，下料完成。这时，电机10反向转动，带动丝杠螺母7沿着丝杠6向右移动，从而带动滑动架1沿着导轨8反向移动复位。待进料装置复位后，启动冲压装置，对待加工板材进行冲压造型加工。本发明实施例中，异形夹钳和第一推块2的设置，使得新板进料的同时完成成品板的出料，大大提高了工作效率；由于金属板材的厚度比较薄，夹钳可一次性夹持多块板材进料，实现多块板的同时加工，同时出料，进一步提高了生产效率。

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，包含以下步骤：

S1、上料：将待加工的金属板材放入进料装置的夹钳，此时进料装置位于冲压装置进料口一端；

S2、夹钳推块同步作业：启动气缸3，上夹板4下降，夹钳夹紧金属板材；同时，第一推块2的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框16的凹槽，抵接板与下夹板5抵接；

S3、冲压装置同步进料出料：启动电机10，进料装置的滑动架1沿导轨8向冲压装置的出料端直线运动，待加工金属板材被夹钳夹持着送入冲压装置，成品金属板材被第一推块2的推料板推动送出冲压装置；

S4、下料：电机10暂停，滑动架1暂停移动；气缸3复位，上夹板4上升，夹钳张开；同时，第一推块2复位；电机10恢复工作，滑动架1继续向出料口方向移动，待加工金属板材落入冲压装置的下模框16；

S5、进料装置复位：电机10反转，滑动架1反向移动，整个进料装置复位；

S6、冲压加工：启动冲压装置，对金属板材进行冲压加工。

步骤S6完成后，重复步骤S1-S6。

实施例二

实施例一中，由于在新板下料时，夹钳松开后，下夹板5仍然承托着金属板材的一端，随着滑动架1继续向左移动，金属板材会被拖行一小段距离后才能脱离钳口落入下模框16，使得下料位置不够精准，故在此基础上对夹钳进一步改进。

请参阅图5-图8；与实施例一不同的是：

夹钳包括上夹钳15和下夹钳。在上夹板4上设置第二推块11，下夹板5上设置有第三推块12、第一连杆13和第二连杆14，第三推块12为楔形块，第一连杆13为V型连杆，第二连杆14为Z型连杆，上夹钳15设置在下夹板5上；第一连杆13的拐点与下夹板5铰接，第二连杆14中部与下夹板5铰接，第一连杆13远离第三推块12一端压在第二连杆14靠近第三推块12一端的上方，第二连杆14的另一端为下夹钳；第三推块12与下夹板5滑动连接，第三推块12靠近上夹板4一侧设置有斜面，第二推块11与斜面滑动连接，第二推块11与下夹板5之间设置有弹簧17，弹簧17两端分别与下夹板5和第二推块11连接。

参见图5，初始状态下，气缸3未启动，第一推块2的配重块与下夹板5紧密贴合，第二推块11、第三推块12和弹簧17均静止，由于重力作用，第一连杆13处于前端下垂、末端上抬的状态，第二连杆14处于前端抬起、末端下垂的状态，夹钳张开。

参见图6，工人将金属板材放入夹钳后，启动气缸3。气缸3的活塞杆伸长，推动上夹板4向下运动，第一推块2随着上夹板4下移并在重力作用下逆时针转动，第一推块2的推料板伸入下模框16的凹槽；与此同时，固定在上夹板4上的第二推块11向下移动，推动第三推块12沿着下夹板5向右移动，弹簧17被拉伸，第三推块12的尖端顶入第一连杆13与下夹板5之间的缝隙，使得第一连杆13前端抬起的同时末端下压；第二连杆14在第一连杆13的压力下前端下垂，末端抬起，随着末端与上夹钳15之间的空隙逐渐减小，夹钳逐渐收紧至完全夹住金属板材。

电机10启动，带动滑动架1沿着导轨8向左滑动，夹钳夹住板材进料的同时，第一推块2推动成品板出料。当成品板出料完成，新板需要下料时，电机10暂停，滑动架1暂停移动；气缸3活塞杆收缩，上夹板4上移，第一推块2上移并顺时针旋转复位；第二推块11上移，弹簧17收缩复位，拉动第三推块12向左移动复位；此时第一连杆13和第二连杆14在重力的作用下复位，夹钳松开，失去夹持的金属板材在重力作用下落入下模框16，下料完成。由于下夹钳在下料时呈倾斜状态，金属板材与下夹钳的摩擦力极小，进而会垂直下落，不会出现上述的拖行问题。

作为优选的，第一连杆13与下夹板5铰接处设置有用于实现第一连杆13复位的第一扭簧，第二连杆14与下夹板5铰接处设置有用于实现第二连杆14复位的第二扭簧。当气缸3复位时，第一扭簧和第二扭簧能够分别辅助驱动第一连杆13和第二连杆14复位，使得第一连杆13和第二连杆14的复位更加稳定顺畅。

基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，所述实施例一步骤S2中，启动气缸3后，上夹板4下降，第二推块11下移，推动第三推块12伸入第一连杆13下侧，第一连杆13靠近气缸3一端抬起，远离气缸3一端下压，第二连杆14靠近第一连杆13的一端下压，远离第一连杆13的一端抬起，夹钳夹紧金属板材；同时，第一推块2的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框16的凹槽；

所述实施例一步骤S4中，电机10暂停，滑动架1暂停移动；气缸3复位，上夹板4上升，第二推块11上移，第三推块12在弹簧17的拉力下复位，第一连杆13和第二连杆14复位，夹钳张开；同时，第一推块2复位；电机10恢复工作，滑动架1继续向出料口方向移动，待加工金属板材垂直落入冲压装置的下模框16。

本发明的工作原理是：利用气缸3驱动上夹板4的升降，一方面控制夹钳的开合以实现冲压装置的进料，另一方面控制第一推块2的转动以实现冲压装置的出料；通过丝杠6和丝杠螺母7控制整个滑动架1在导轨8上的移动，使得夹钳夹持新板进料的同时第一推块2推动成品板完成出料，缩短了进出料时间，提高了工作效率；通过增设第二推块11、第三推块12、第一连杆13和第二连杆14，以固定上夹钳15、活动下夹钳的方式来控制夹钳的开合，使得下料时下夹钳处于倾斜状态，金属板材可以垂直落入下模框16，克服了板材在下料时被拖行的问题，避免了下料位置的不准确，减小了加工误差。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，包括冲压装置和进料装置，所述冲压装置包括上模框、下模框和用于驱动上模框和下模框实现合模动作的油缸，其特征在于：所述进料装置包括滑动架、用于驱动滑动架移动的移动装置以及用于实现冲压装置进料或冲压装置出料的气缸，所述滑动架上设置异形夹钳推块，所述异形夹钳推块包括用于实现冲压装置进料的夹钳和用于实现冲压装置出料的第一推块，所述夹钳包括上夹板和下夹板；所述下夹板固定在滑动架上，气缸设置在滑动架上，气缸的活塞杆末端与上夹板的一端固定连接，上夹板的另一端与第一推块铰接，上夹板与滑动架滑动连接；所述移动装置包括导轨、丝杠、丝杠螺母和驱动丝杠螺母沿丝杠滑动的电机；所述丝杠上设置有丝杠螺母，滑动架设置在丝杠螺母上，滑动架与导轨滑动连接。

2.根据权利要求1所述的基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，其特征在于：所述第一推块包括配重块、推料板和抵接板，配重块、推料板和抵接板一体成型，下夹板的截面形状为L型，所述冲压装置进料时配重块与下夹板贴合，冲压装置出料时抵接板与下夹板抵接。

3.根据权利要求1所述的基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，其特征在于：所述冲压装置基座上设置有电机，电机的输出轴上设置有主动皮带轮，丝杠上设置有从动皮带轮，主动皮带轮与从动皮带轮传动连接。

4.根据权利要求1所述的基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，其特征在于：所述夹钳包括上夹钳和下夹钳，所述上夹板上设置有第二推块，下夹板上设置有第三推块、第一连杆和第二连杆，第三推块为楔形块，第一连杆为V型连杆，第二连杆为Z型连杆，上夹钳设置在下夹板上；第一连杆的拐点与下夹板铰接，第二连杆中部与下夹板铰接，第一连杆远离第三推块一端压在第二连杆靠近第三推块一端的上方，第二连杆的另一端为下夹钳；第三推块与下夹板滑动连接，第三推块靠近上夹板一侧设置有斜面，第二推块与斜面滑动连接，第二推块与下夹板之间设置有弹簧，弹簧两端分别与下夹板和第二推块连接。

5.根据权利要求4所述的基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型系统，其特征在于：所述第一连杆与下夹板铰接处设置有用于实现第一连杆复位的第一扭簧，第二连杆与下夹板铰接处设置有用于实现第二连杆复位的第二扭簧。

6.基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、上料：将待加工的金属板材放入进料装置的夹钳，此时进料装置位于冲压装置进料口一端；

S2、夹钳推块同步作业：启动气缸，上夹板下降，夹钳夹紧金属板材；同时，第一推块的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框的凹槽，抵接板与下夹板抵接；

S3、冲压装置同步进料出料：启动电机，进料装置的滑动架沿导轨向冲压装置的出料端直线运动，待加工金属板材被夹钳夹持着送入冲压装置，成品金属板材被第一推块的推料板推动送出冲压装置；

S4、下料：电机暂停，滑动架暂停移动；气缸复位，上夹板上升，夹钳张开；同时，第一推块复位；电机恢复工作，滑动架继续向出料口方向移动，待加工金属板材落入冲压装置的下模框；

S5、进料装置复位：电机反转，滑动架反向移动，整个进料装置复位；

S6、冲压加工：启动冲压装置，对金属板材进行冲压加工；

步骤S6完成后，重复步骤S1-S6。

7.根据权利要求6所述的基于异形夹钳推块的金属板材冲压成型的加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，启动气缸后，上夹板下降，第二推块下移，推动第三推块伸入第一连杆下侧，第一连杆靠近气缸一端抬起，远离气缸一端下压，第二连杆靠近第一连杆的一端下压，第二连杆远离第一连杆的一端抬起，即下夹钳抬起，夹紧金属板材；同时，第一推块的配重块下垂，推料板抵达冲压装置下模框的凹槽；

所述步骤S4中，电机暂停，滑动架暂停移动；气缸复位，上夹板上升，第二推块上移，第三推块在弹簧的拉力下复位，第一连杆和第二连杆复位，夹钳张开；同时，第一推块复位；电机恢复工作，滑动架继续向出料口方向移动，待加工金属板材垂直落入冲压装置的下模框。

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