CN1149514A - 一种冲压模具 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种冲压模具，适用于产品冲压模具设计和制造及专业生产冲压模模座(模架)的工业部门。本发明将冲压模具分解为模座和模芯两部分，一个模座对应于实现不同冲压功能的多种模芯，模座和模芯采用快速夹紧和松开机构联接，模座大小可根据冲床吨位设计成标准产品系列。

Description

一种冲压模具

本发明是关于一种冲压模具，适用于产品冲压加工成型、冲压模具设计和制造及专业生产冲压模模座(模架)的工业部门。

现有的冲压模具设计采用的是整体设计概念，将模具作为一个整体的功能模块来实现，把模具的模座、凸凹模和缓冲卸料装置等设计成为一个整体结构，一个模具安装在冲床上经调模使产品合格即具备工作状态。该模具结构存在以下缺点：

1.模具设计和制造周期长，费用高；

2.模具重量和体积大，给模具在冲床上频繁装卸带来一定困难，尤其80吨以上吨位冲床用模具，其重量往往有几百公斤甚至上千公斤，产品的频繁变换给模具装卸带来困难，常需几人合作才能完成，同时带来不安全作业因素；

3.模具的调校需要较高的作业技能，且技能及熟练程度的掌握需较长的培训时间；

4.模具需要维修时，模具拆装劳动强度大，并且要求维修者具有较高的操作技能；

5.当一套模具的使命完成或寿命终结需要报废时，整套模具都要报废，资源浪费大等。

本发明的任务是对从模具设计→模具制造→冲压加工→模具维修的全过程进行研究，设计旨在克服以上缺点的冲压模具结构

本发明的冲压模具结构采用分体设计概念，将一个模具整体分解为两个既相互独立又相互依存的功能模块：通用不变的模座部分和随产品或工序不同而变化的模芯部分。模座设计成一种通用结构形式，其独特结构可辅助不同模芯实现冲裁、弯曲和拉伸等不同功能。模座大小可根据冲床吨位大小设计成系列。采用本发明，不同吨位大小的冲床可长期配用相应的模座，模具设计、制造、装卸、调校和维修等实际上只需针对模芯来进行。在实际生产中，必要时模座可象整体模具一样在冲床上装卸。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.一个模座对应于实现冲裁、弯曲和拉伸等不同功能的多种模芯，模座可设计成标准产品系列；

2.简化模具设计，缩短模具设计和制造周期，如将与模座配合部分的模板和垫板外形尺寸事先进行预加工，制造周期可进一步缩短，并且有利于模板和垫板材料的专业化生产；

3.降低模具制造成本；

4.缩短模具装卸和调校时间；

5.缩短作业者掌握模具调校技能的培训时间；

6.模芯与整体模具相比，其重量和体积大为减少，便于存贮管理和降低存贮费用；

7.减少模具在冲床上装卸及维修时拆装的劳动量；

8.为建立冲压模具的CAD/CAM系统打下基础等。

下面将结合附图作进一步说明

图1、2为本发明整体结构图；

图3、4、5为其它几种上模芯夹紧装置结构图。

图1和图2表示了本发明的冲压模具结构。图中双点画线表示模芯部分，其余表示模座部分。

模座部分是由上模座和下模座组成。上模座由上模座缓冲部件、上模座垫板8、上模座本体9和可移动式偏心夹紧装置等组成下模座由导柱15、下模座本体20、下模座垫板21、固定式偏心夹紧装置、下模座缓冲部件(用于弯曲、拉伸等场合)、支承垫板33和支承块34(用于冲裁、落料等场合)等组成。

各零部件构成、原理、功能和联接分述如下(图1、图2)。

上模座缓冲部件由上盖板1、缓冲板2、压力弹簧6、螺堵7、支承4、螺钉3和限位导向螺钉5等零件组成，其缓冲功能具有冲压时予压紧产品和辅助卸料功能，采用能量存贮和释放的原理利用压力弹簧6来实现，卸料力的大小可通过选择不同弹性系数的弹簧和选用不同的弹簧数量来调节。实际应用时，设计类似卸料顶杆24的结构，在一个冲压周期中，当上模落下时，上、下模逐渐合模，产品逐渐成型，下模的反作用力逐渐增大并通过卸料顶杆24作用于缓冲板2，使缓冲板2产生运动并使弹簧6受压贮存能量，当上模升起时，上、下模逐渐分开，下模的反作用力逐渐减少至零，压力弹簧6贮存的能量逐渐释放并产生弹力通过缓冲板2作用于卸料顶杆24，卸料顶杆24运动并作用于产品，使产品与上模产生相对运动并与上模分离，完成卸料过程支承4起着对上模芯垫板的辅强和对缓冲板2的导向作用，限位导向螺钉5起着对缓冲板2的限位导向作用上模座缓冲部件内含在上模座中，在图中主视图方向呈T型配合联接，上盖板1与上模座垫板8及缓冲板2与上模座本体9在图中仰视图方向呈前端开口的U型配合联接，通过其尺寸配合实现。

上模座垫板8和上模座本体9采用销定位，螺钉紧固联接二者可以设计和制造成为一个整体，分开的目的旨在改善制造加工工艺性和降低加工成本。上模座本体9上有与导柱15配合的导套和与可移动式偏心装置上T型块10配合的T型槽。二者还带有与冲床滑块联接用的安装槽。

可移动式偏心夹紧装置由本体12、偏心轴11、T型块10、压板13和压板回转中心轴14等组成，其夹紧功能采用杠杆原理和偏心夹紧机构来实现。可移动式偏心夹紧装置与上模座本体9通过T型块10与上模座本体9上的T型槽的间隙配合来联接。装模时，移动可移动式偏心夹紧装置，使其本体12的侧面22与上模芯垫板接触，旋紧偏心轴11，使压板13绕压板回转中心轴14旋转，导致压板13另一端面23夹紧上模芯垫板。卸模时，操作步骤相反。可移动式偏心夹紧装置呈对称分布于上模座的两端。

导柱15通过过盈配合与下模座本体20联接，采用螺钉紧固，冲压过程中起导向定位作用。

固定式偏心夹紧装置由本体18、偏心轴19、压板17和压板回转中心轴16等组成，其夹紧功能采用杠杆原理和偏心夹紧机构来实现。固定式偏心夹紧装置呈对称方式分布于下模座的两端，二者通过定位销和螺钉紧固在下模座本体20上。装卸模具时，只要旋紧或旋松偏心轴19，即可使压板17夹紧或松开下模芯垫板。

下模座本体20和下模座垫板21采用销定位，螺钉紧固联接。二者可以设计和制造成为一个整体，分开的目的旨在改善制造加工工艺性和降低加工成本。

支承垫板33和支承块34用于冲孔和落料的场合。支承垫板33设计制造成方框型结构，中间方孔便于落料，通过尺寸配合与下模座本体20和下模座垫板21联接。支承块34的作用是为了增强支承垫板33的抗弯强度。

下模座缓冲部件由缓冲板25、下盖板26、压力弹簧30、螺堵31、支承27、螺钉28和限位导向螺钉29等零件组成，其原理结构和作用等与上模座缓冲部件类似，不同之处除了尺寸不同外，在下盖板26上带有使用气压柱时的孔，在有些情况下，需要使用气压柱来增大卸料力以便调整产品尺寸，如弯曲工序。在不带气压的小冲床上使用时，通过选用不同弹性系数的弹簧和不同的弹簧数量来调节卸料力大小。下模座缓冲部件内含在下模座中，缓冲板25与下模座本体20及下盖板26与下模座垫板21在图中仰视图方向呈前端开口的U型配合联接，通过尺寸配合实现。

在上模座上用来夹紧上模芯垫板的夹紧装置的另外几种结构型式采用凸轮和杠杆原理实现压板进给和夹紧，利用拉力弹簧当压板松开时实现压板复位，其具体结构型式如图3、图4和图5所示。采用这几种结构型式，无需每次作业时移进移出整个夹紧装置，其操作更加快捷、简便和安全。

图3所示的夹紧装置由压板回转中心轴3、进给凸轮4、轴5、夹紧凸轮6、压板7、本体8和复位弹簧9等零件组成。本体8通过定位销和螺钉固定在上模座本体2上，其它零件均是安装在本体8上。在进行压板7夹紧作业时，按图示方向用扳手右向旋转轴5，带动进给凸轮4和夹紧凸轮6旋转，当进给凸轮4ab段与压板7接触时，压板7实现进给，拉力弹簧9受拉伸长并贮存能量，这时夹紧凸轮6的fd段与压板7接触，不实现夹紧，当进给凸轮4bc段与压板7接触时，进给到位，这时夹紧凸轮6的de段与压板7接触并逐渐实现夹紧。松开压板7并使其复位的操作步骤及过程与夹紧作业时相反。进给凸轮4和夹紧凸轮6与轴5通过键联接。

图4所示的夹紧装置由压板回转中心轴3、压板4、齿轮5、夹紧凸轮6、轴7、齿轮8、进给凸轮9、轴10、本体11和复位弹簧12等零件组成。本体11通过定位销和螺钉固定在上模座本体2上，其它零件均是安装在本体11上。齿轮5和夹紧凸轮6与轴7以及齿轮8和进给凸轮9与轴10均是通过键联接。在进行压板4夹紧作业时，按图示方向用扳手左向旋转轴7，通过齿轮和键传动，带动夹紧凸轮6和进给凸轮9旋转，当进给凸轮9ab段与压板4接触时，使压板4实现进给，夹紧凸轮6ab段与压板4接触，不夹紧压板4，复位弹簧12受拉伸并贮存能量；当进给凸轮9bc段与压板4接触时完成进给，夹紧凸轮6fg段与压板4接触并逐渐夹紧压板4，完成夹紧作业。松开压板4并使其复位的操作步骤及过程与夹紧作业时相反。

图5所示的夹紧装置由压板3、压板回转中心轴4、轴5、凸轮6、本体7和复位弹簧8等零件组成。本体7通过定位销和螺钉固定在上模座本体2上，其它零件均是安装在本体7上。凸轮6与轴5通过键联接。在进行压板3夹紧作业时，按图示方向用扳手右向旋转轴5，通过键传动带动凸轮6右转，当凸轮6ab段与压板3接触时，使压板3实现进给，复位弹簧8受拉伸并贮存能量；当凸轮6bc段和cd段与压板3接触时，压板3进给到位并逐渐被夹紧，完成夹紧作业。松开压板3并使其复位的操作步骤及过程与夹紧作业时相反。

图1和图2也表示采用了本发明的冲压模具结构的两个应用实例：弯曲和冲裁模具(模芯)工作状态简图。

模座长期安装在冲床上，每次更换模芯的装卸步骤如下：

1.装模：

(1).将冲床滑块升到上极限位置，安装冲裁模芯时下模座换上支承垫板33和支承块34；安装弯曲模芯时先把气压柱32放入工作台上的气压柱孔中，再换上下模座缓冲部件；

(2).松开固定式偏心夹紧装置的偏心轴，将模芯推进下模座，推进位置通过定位销限位(定位销图中未表示出)，旋紧偏心轴，使固定式偏心夹紧装置夹紧模芯下垫板；

(3).松开可移动式偏心夹紧装置的偏心轴，将可移动式偏心夹紧装置移到上模座两端边缘；

(4).将冲床滑块落到下极限位置，调整冲床滑块高度位置，使上模座的下面与模芯上垫板面贴合；

(5).将可移动式偏心夹紧装置移回到工作位置，旋紧其偏心轴，使其夹紧模芯上垫板；

(6).升起冲床滑块，此时模芯已安装好，若是弯曲工序加上气压，即具备调模状态。

2.卸模：

(1).适当调高冲床滑块位置，将冲床滑块落到下极限位置，使上、下模芯合起，若弯曲工序使用气压，则放掉气压，使气压柱落入工作台气压柱孔中；

(2).松开上模座可移动式偏心夹紧装置的偏心轴，松开模芯上垫板，将可移动式偏心夹紧装置移到上模座两端边缘；

(3).升起冲床滑块；

(4).松开下模座固定式偏心夹紧装置的偏心轴，松开模芯下垫板，取下模芯。

Claims (7)

1.一种冲压模具结构，见说明书中图1、图2所示，其结构特征在于：

(1).冲压模具结构由模座和模芯两个既相互独立又相互依存的功能模块组成(图1、图2中双点画线部分为模芯，其余部分为模座)；

(2).模座结构是不变的，模芯结构随产品和工序不同而变化；

(3).上、下模座各含有缓冲卸料功能和装置，下模座还具有冲孔落料功能；

(4).简化模芯结构，模具设计只需针对模芯来进行；

(5).模座安装在冲床上，模芯安装在模座上，二者通过快速夹紧和松开机构机械夹紧式联接。

2.一种如权利要求1所述的冲压模具结构中的上模座缓冲部件结构，见说明书中图1零件1-7所示，其特征为：

 (1).上模座缓冲部件内含在上模座中，在图中主视图方向呈

     T型配合联接，在图中仰视图方向呈前端开口的U型配合

    联接，二者联接通过尺寸配合实现；

 (2).上模座缓冲部件的缓冲卸料功能根据能量存贮和释放的

     原理利用压力弹簧或其它具有能量存贮和释放特性的弹

    性材料通过与缓冲板2的相互作用并使缓冲板2往复运动

    来实现；

(3).采用支承4似的结构对上模芯垫板进行抗弯曲强度辅助

    和对缓冲板2进行导向；

(4).采用限位导向螺钉5似的结构对缓冲板2进行导向和复

    位时限位。

3.一种如权利要求1所述的冲压模具结构中的上模座的可移动式偏心夹紧装置，见说明书中图1零件10-14所示，其特征为；

(1).整个装置在非夹紧状态可在上模座的T型槽中移动， 以

    利于夹紧和松开模芯时操作；

(2).采用杠杆式偏心(或凸轮)夹紧机构。

4.一种如权利要求1所述的冲压模具结构中的下模座上的固定式偏心夹紧装置，见说明书中图1零件16-19，其特征在于采用杠杆式偏心(或凸轮)夹紧机构。

5.一种如权利要求1所述的冲压模具结构中的上、下模座结构，见说明书中图1零件8、9、20和21所示，为了使上、下模座适应冲裁、落料、弯曲和拉伸等多种冲压功能，将上、下模座的中心部位设计成空腔形状，该空腔形状的特征是：在图1、图2中主视图方向呈T型，仰视图方向呈前端开口的U型结构。

6.一种如权利要求1所述的冲压模具结构中的下模座缓冲部件结构，见说明书中图1零件25-31所示，其特征为：

(1).在下盖板26上带有使用气压柱时的孔；

(2).其余结构特征同权利要求2

7.在上模座上用来夹紧上模芯垫板的其它三种夹紧装置，见说明书中图3、图4和图5所示，其结构特征为：

(1).采用凸轮机构实现压板进给；

(2).采用凸轮机构和杠杆机构实现压板夹紧上模芯垫板；

(3).压板松开后复位采用复位(拉力)弹簧实现；

(4).压板进给和夹紧以及松开和复位分别由一个操作动作完

    成。

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