CN114273503A - 窄边件的自动化搬运和冲裁机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种窄边件的自动化搬运和冲裁机构及方法，该机构为支持垫块的上方固定有固定凹模，固定凹模的中心方孔中嵌装有冲孔凹模，工件放置在冲孔凹模的上方且工件的下部废料位于冲孔凹模的模孔中，工件的两侧设有夹持搬运机构，夹持搬运机构的下方设有用于托举工件的浮料机构。浮料机构包括一对浮块，浮块的竖直部分垂直插接在固定凹模的竖直导槽中，浮块的水平部分向工件方向延伸且端部插接在冲孔凹模顶部的凹模嵌槽中，两浮块相向端的浮块齿槽分别卡在工件两侧的外齿上且相互吻合，浮块的底部设有弹性组件。该方法基于本机构，依次循环完成各个工件的放料、冲裁和转移。本发明可将工件浮起，进行放料和取料，且夹持可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种窄边件的自动化搬运和冲裁机构及方法，属于机械的技术领域。
背景技术
带齿形内孔的工件下部有一段废料，需要将其裁切掉。本发明适用的窄边件的具体形态为，工件的上部圆周设有法兰，法兰下方设有用于定位的外齿，工件有效段的底部端面作为支撑面，废料凸出于工件有效段的下方且外径小于工件的内齿孔。废料的上部在工件内齿孔的下部形成内台阶，需要采用冲头将内台阶以下的部位冲裁掉，冲头的外齿形状与工件内齿相吻合。
法兰上表面与工件的顶部距离较小，即可供夹持的边沿宽度较小，简称为窄边件。在多工位连续加工中，工件是通过机械手来完成搬运的，因为窄边件突出模具部分较少，不便于机械手的夹爪进行夹持。冲裁前需要将工件放置在模架工位上，冲裁后需要将工件取出，取料与放料过程中，机械手的夹爪仅夹持工件的窄边比较危险，容易脱落，造成工件的损伤及生产线的中断。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种窄边件的自动化搬运和冲裁机构及方法，其具体技术方案如下：包括支持垫块，所述支持垫块固定在落差垫块的上方，所述支持垫块的上方固定有固定凹模，所述固定凹模的中心方孔中嵌装有冲孔凹模，工件放置在冲孔凹模的上方且工件的下部废料位于冲孔凹模的模孔中，所述工件的两侧设有夹持搬运机构，所述夹持搬运机构的下方设有用于托举工件的浮料机构，所述支持垫块及落差垫块的中心孔与所述冲孔凹模的中心孔相贯通。
进一步的，所述浮料机构包括一对浮块，所述浮块呈半圆环状，纵向截面呈L形，所述浮块的竖直部分垂直插接在所述固定凹模的竖直导槽中，浮块的水平部分向工件方向延伸且端部插接在冲孔凹模顶部的凹模嵌槽中，两浮块相向端的浮块齿槽分别卡在工件两侧的外齿上且相互吻合，所述浮块的底部设有使其上浮的弹性组件。
进一步的，所述弹性组件包括弹簧，所述浮块竖直部分的下端面设有用于安装弹簧的盲孔，所述弹簧的上端抵靠在所述浮块的盲孔内，所述弹簧的下端套在弹簧定位销上，所述弹簧定位销的下端固定在所述支持垫块的沉孔中。
进一步的，所述凹模嵌槽的中段两侧分别设有凹模齿槽，所述凹模齿槽卡在工件的外齿上且相互吻合。
进一步的，所述浮块的外侧壁上部设有浮块月牙槽，所述浮块月牙槽与所述固定凹模的开槽相匹配，且合围成沉孔，所述浮块由固定在固定凹模中的限位螺钉限位，所述限位螺钉的内六角头位于浮块月牙槽和固定凹模的开槽合围成的沉孔中。
进一步的，所述限位螺钉的内六角头与固定凹模的沉孔底面之间设有防震垫块。
进一步的，所述夹持搬运机构包括一对夹爪，两夹爪分别安装在各自机械臂的自由端，且相向夹持在工件法兰上方的窄边上。
进一步的，所述夹持搬运机构还包括L形的托料杆，所述托料杆的垂直部位贯穿固定在所述机械臂中，所述托料杆的水平部位托在工件法兰的下方且对称夹持在工件的圆周上，所述浮块的水平部分的上平面设有与托料杆水平部位相匹配的一字形嵌槽。
进一步的，所述冲孔凹模的角部设有冲孔凹模月牙槽，通过紧固螺钉固定在固定凹模中，所述紧固螺钉的内六角头抵靠在冲孔凹模月牙槽的底部，所述冲孔凹模月牙槽呈对角分布。
一种窄边件的自动化搬运和冲裁方法，该方法基于上述的机构，具体包括以下步骤：
步骤1：冲头处于上死点时，夹持搬运机构进行工件的放料，工件的下部废料插入冲孔凹模的模孔中，工件的法兰搁置在浮料机构上；
步骤2：夹持搬运机构退出；
步骤3：压力机驱动冲头下行，并插入工件的内齿孔中，当冲头接触到工件内齿孔的底部台阶后，推动工件及浮料机构共同下移，直至工件有效段的底部坐落在冲孔凹模上；
步骤4：压力机驱动冲头继续下行，开始冲裁工件的内齿孔；
步骤5：当冲头到达下死点时，冲裁结束，工件的下部废料从落差垫块的中心孔排出；
步骤6：冲头向上回程，同时浮料机构在弹簧的作用下上浮复位，将工件向上浮起；
步骤7：冲头继续向上并脱离工件后，夹持搬运机构夹持工件并将其移出；
步骤8：冲头到达上死点，循环步骤1-7。
本发明的有益效果是：1、弹簧的张力可以使浮块托着工件向上浮起，使工件的夹持部位高于固定凹模的上表面，便于夹持搬运机构的夹持取料；放料时浮块同样上浮。
2、两个浮块的竖直部分与固定凹模的竖直导槽相配合，起到导向作用，确保浮块上浮或者下沉过程中不会发生倾斜。冲孔凹模顶部的凹模嵌槽为浮块的水平部分提供容纳的空间，两浮块的浮块齿槽从前后两侧卡在工件的外齿上，凹模嵌槽两侧的凹模齿槽从左右两侧卡在工件的外齿上，对工件的相位进行精确定位。
3、浮块通过限位螺钉安装在固定凹模中，可以更加快速高效地拆卸，方便机构内零件的更换与调整。限位螺钉的六角头大部分压在固定凹模的沉孔底部，其余部位位于浮块月牙槽的上方；当浮块在弹簧作用下向上浮起，浮块月牙槽被限位螺钉的六角头压住时即上浮到位。防震垫块可以起到缓冲作用，减轻浮块上浮时的撞击力，降低噪声。
4、一对夹爪夹持在工件法兰上方的窄边上，提供主要的夹持力；一对托料杆托在工件法兰的下方，且辅助夹料的作用，使窄边件的搬运更加可靠，不会发生脱落。
5、浮块顶部的一字形嵌槽用以容纳托料杆，使托料杆可以插在工件法兰的下方，又不妨碍浮块顶部托起工件法兰。
6、紧固螺钉的内六角头同时压在冲孔凹模月牙槽及固定凹模的沉孔中，两个对角分布的紧固螺钉即可将冲孔凹模固定，便于装配及拆卸。
7、冲头插在工件的内齿孔中向下冲裁，工件有效段的底部支撑在凹模嵌槽的底部，提供冲裁的反作用力；冲裁完成后，废料从冲孔凹模的中心孔中落入，支持垫块及落差垫块的中心孔为废料的排出提供通道。
附图说明
图1是本发明的浮块抬起状态放料的主视图，
图2是图1的俯视图，
图3是本发明放料完毕后省去浮块的主视图，
图4是图3的俯视图，
图5是本发明冲裁时的主视图，
图6为图5的俯视图。
图中：1-固定凹模、2-冲孔凹模、201-凹模嵌槽、202-冲孔凹模月牙槽、3-浮块、301-一字形嵌槽、302-浮块月牙槽、4-弹簧、5-弹簧定位销、6-限位螺钉、7-防震垫块、8-紧固螺钉、9-支持垫块、10-落差垫块、11-夹爪、12-机械臂、13-托料杆、14-工件、15-冲头。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图6所示，本发明窄边件的自动化搬运和冲裁机构，包括支持垫块9，支持垫块9固定在落差垫块10的上方，支持垫块9的上方固定有固定凹模1，固定凹模1的中心方孔中嵌装有冲孔凹模2，工件14放置在冲孔凹模2的上方且工件14的下部废料位于冲孔凹模2的模孔中，工件14的两侧设有夹持搬运机构，夹持搬运机构的下方设有用于托举工件14的浮料机构，支持垫块9及落差垫块10的中心孔与冲孔凹模2的中心孔相贯通。
浮料机构包括一对浮块3，浮块3呈半圆环状，纵向截面呈L形，浮块3的竖直部分垂直插接在固定凹模1的竖直导槽中，竖直导槽起到导向作用，确保浮块3上浮或者下沉过程中不会发生倾斜。浮块3的水平部分向工件14方向延伸且端部插接在冲孔凹模2顶部的凹模嵌槽201中，两浮块3相向端的浮块齿槽分别卡在工件14两侧的外齿上且相互吻合；凹模嵌槽201的中段两侧分别设有凹模齿槽，凹模齿槽卡在工件14的外齿上且相互吻合。两浮块3的浮块齿槽从前后两侧卡在工件14的外齿上，凹模嵌槽201两侧的凹模齿槽从左右两侧卡在工件14的外齿上，对工件14的相位进行精确定位。
浮块3的底部设有使其上浮的弹性组件，弹性组件包括弹簧4，浮块3竖直部分的下端面设有用于安装弹簧4的盲孔，弹簧4的上端抵靠在浮块3的盲孔内，弹簧4的下端套在弹簧定位销5上，弹簧定位销5的下端固定在支持垫块9的沉孔中。弹簧4的张力可以使浮块3托着工件14向上浮起，使工件14的夹持部位高于固定凹模1的上表面，便于夹持搬运机构的夹持取料；放料时浮块3同样上浮。
浮块3的外侧壁上部设有浮块月牙槽302，浮块月牙槽302与固定凹模1的开槽相匹配，且合围成沉孔，浮块3由固定在固定凹模1中的限位螺钉6限位，限位螺钉6的内六角头位于浮块月牙槽302和固定凹模1的开槽合围成的沉孔中。浮块3通过限位螺钉6安装在固定凹模1中，可以更加快速高效地拆卸，方便机构内零件的更换与调整。限位螺钉6的六角头大部分压在固定凹模1的沉孔底部，其余部位位于浮块月牙槽302的上方；当浮块3在弹簧4作用下向上浮起，浮块月牙槽302被限位螺钉6的六角头压住时即上浮到位。
限位螺钉6的内六角头与固定凹模1的沉孔底面之间设有防震垫块7，以起到缓冲作用，减轻浮块3上浮时的撞击力，降低噪声。
夹持搬运机构包括一对夹爪11，两夹爪11分别安装在各自机械臂12的自由端，且相向夹持在工件法兰上方的窄边上，提供主要的夹持力。
夹持搬运机构还包括L形的托料杆13，托料杆13的垂直部位贯穿固定在机械臂12中，托料杆13的水平部位托在工件法兰的下方且对称夹持在工件14的圆周上，浮块3的水平部分的上平面设有与托料杆13水平部位相匹配的一字形嵌槽301。一字形嵌槽301用以容纳托料杆13，使托料杆13可以插在工件法兰的下方，又不妨碍浮块3顶部托起工件法兰。一对托料杆13托在工件法兰的下方，且辅助夹料的作用，使窄边件的搬运更加可靠，不会发生脱落。
冲孔凹模2的角部设有冲孔凹模月牙槽202，通过紧固螺钉8固定在固定凹模1中，紧固螺钉8的内六角头抵靠在冲孔凹模月牙槽202的底部，冲孔凹模月牙槽202呈对角分布。紧固螺钉8的内六角头同时压在冲孔凹模月牙槽202及固定凹模1的沉孔中，两个对角分布的紧固螺钉8即可将冲孔凹模2固定，便于装配及拆卸。
每个工作循环依次包括以下步骤：
步骤1：如图1、图2所示，冲头15处于上死点时，夹持搬运机构进行工件14的放料，工件14的下部废料插入冲孔凹模2的模孔中，工件14的法兰搁置在浮料机构上；
步骤2：夹持搬运机构退出后，如图3、图4所示；
步骤3：压力机驱动冲头15下行，并插入工件14的内齿孔中，当冲头15接触到工件内齿孔的底部台阶后，推动工件14及浮料机构共同下移，直至工件有效段的底部坐落在冲孔凹模2上；
步骤4：压力机驱动冲头15继续下行，开始冲裁工件14的内齿孔；工件有效段的底部支撑在凹模嵌槽201的底部，提供冲裁的反作用力；
步骤5：如图5、图6所示，当冲头15到达下死点时，冲裁结束，工件14的下部废料从冲孔凹模2的中心孔中落入，从落差垫块10的中心孔排出；
步骤6：冲头15向上回程，同时浮料机构在弹簧4的作用下上浮复位，将工件14向上浮起；
步骤7：冲头15继续向上并脱离工件14后，夹持搬运机构夹持工件14并将其移出；
步骤8：冲头15到达上死点，进入下一循环。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种窄边件的自动化搬运和冲裁机构，包括支持垫块，所述支持垫块固定在落差垫块的上方，所述支持垫块的上方固定有固定凹模，其特征在于：所述固定凹模的中心方孔中嵌装有冲孔凹模，工件放置在冲孔凹模的上方且工件的下部废料位于冲孔凹模的模孔中，所述工件的两侧设有夹持搬运机构，所述夹持搬运机构的下方设有用于托举工件的浮料机构，所述支持垫块及落差垫块的中心孔与所述冲孔凹模的中心孔相贯通。
2.根据权利要求1所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述浮料机构包括一对浮块，所述浮块呈半圆环状，纵向截面呈L形，所述浮块的竖直部分垂直插接在所述固定凹模的竖直导槽中，浮块的水平部分向工件方向延伸且端部插接在冲孔凹模顶部的凹模嵌槽中，两浮块相向端的浮块齿槽分别卡在工件两侧的外齿上且相互吻合，所述浮块的底部设有使其上浮的弹性组件。
3.根据权利要求2所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述弹性组件包括弹簧，所述浮块竖直部分的下端面设有用于安装弹簧的盲孔，所述弹簧的上端抵靠在所述浮块的盲孔内，所述弹簧的下端套在弹簧定位销上，所述弹簧定位销的下端固定在所述支持垫块的沉孔中。
4.根据权利要求2所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述凹模嵌槽的中段两侧分别设有凹模齿槽，所述凹模齿槽卡在工件的外齿上且相互吻合。
5.根据权利要求2所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述浮块的外侧壁上部设有浮块月牙槽，所述浮块月牙槽与所述固定凹模的开槽相匹配，且合围成沉孔，所述浮块由固定在固定凹模中的限位螺钉限位，所述限位螺钉的内六角头位于浮块月牙槽和固定凹模的开槽合围成的沉孔中。
6.根据权利要求5所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述限位螺钉的内六角头与固定凹模的沉孔底面之间设有防震垫块。
7.根据权利要求1所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述夹持搬运机构包括一对夹爪，两夹爪分别安装在各自机械臂的自由端，且相向夹持在工件法兰上方的窄边上。
8.根据权利要求7所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述夹持搬运机构还包括L形的托料杆，所述托料杆的垂直部位贯穿固定在所述机械臂中，所述托料杆的水平部位托在工件法兰的下方且对称夹持在工件的圆周上，所述浮块的水平部分的上平面设有与托料杆水平部位相匹配的一字形嵌槽。
9.根据权利要求1所述的窄边件的自动化搬运和冲裁机构，其特征在于：所述冲孔凹模的角部设有冲孔凹模月牙槽，通过紧固螺钉固定在固定凹模中，所述紧固螺钉的内六角头抵靠在冲孔凹模月牙槽的底部，所述冲孔凹模月牙槽呈对角分布。
10.一种窄边件的自动化搬运和冲裁方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-9所述的机构，具体包括以下步骤：
步骤1：冲头处于上死点时，夹持搬运机构进行工件的放料，工件的下部废料插入冲孔凹模的模孔中，工件的法兰搁置在浮料机构上；
步骤2：夹持搬运机构退出；
步骤3：压力机驱动冲头下行，并插入工件的内齿孔中，当冲头接触到工件内齿孔的底部台阶后，推动工件及浮料机构共同下移，直至工件有效段的底部坐落在冲孔凹模上；
步骤4：压力机驱动冲头继续下行，开始冲裁工件的内齿孔；
步骤5：当冲头到达下死点时，冲裁结束，工件的下部废料从落差垫块的中心孔排出；
步骤6：冲头向上回程，同时浮料机构在弹簧的作用下上浮复位，将工件向上浮起；
步骤7：冲头继续向上并脱离工件后，夹持搬运机构夹持工件并将其移出；
步骤8：冲头到达上死点，循环步骤1-7。
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