CN115121693A - 一种高速液压冲切装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速液压冲切装置和方法，属于气门生产技术领域。装置包括液压泵站、机架、自动进料结构和切断结构，切断结构包括快剪模具、高速液压缸、蓄能器和冲头，快剪模具的前侧沿前后向设有棒料进料口，其内中部设有切断模腔，其后侧设有棒料出料口，其顶部设有能上下运动的冲压块；棒料进料口内同轴设有能将棒料固定的气涨套；切断模腔内设有静刀、动刀、静刀垫块、动刀缓冲块和气弹簧；静刀固定，动刀能向下运动0.5‑2mm，动刀缓冲块为硬塑料块；气涨套、通孔和棒料出料口依次连通；自动进料结构能将棒料向后步进送入棒料进料口中并让切断位置正好位于静刀与动刀之间，其下次步进进料时能将切断后的棒料向后顶出。

Description

一种高速液压冲切装置和方法

技术领域

本发明属于气门生产技术领域，特别涉及一种高速液压冲切装置和方法，尤其涉及一种气门棒料的切断装置和方法。

背景技术

发动机进排气门目前最主要的生产方式为：由具有一定规格长度的棒料使用直流电涡流加热镦缩集料方式再进行模具冲压成型，另一种方式是挤压成型（国内较少采用，生产成本高），由于大多数企业采用棒料加热镦缩集料方式生产气门毛坯。棒料需要由长棒料按预定长度切断得到。

如申请号为CN201620440033.2的专利公开了一种新型气门棒料切断机，机架上设有砂轮，砂轮旁设有电机，电机带动砂轮运动，在机架上设有夹紧装置，夹紧装置内夹紧棒料，在机架还设有若干组气缸，砂轮为双面倒角结构，砂轮上设有切削刃和带倒角装置。即棒料由砂轮进行切断，该方法存在至少如下三个问题：(1)加工速度慢；(2)断面不平整，对砂轮的要求高，砂轮使用一段时间后断面容易不平整；(3)砂轮为易耗品，不但提升成本，且更换砂轮也会影响生产效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种高速液压冲切装置和方法，采用类似撞断的方式以切割棒料，速度非常快，断面非常平整。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种高速液压冲切装置，该装置包括液压泵站1、机架2、机架2前部的自动进料结构和机架2后部的切断结构，所述切断结构包括机架2上的快剪模具4、快剪模具4正上方且竖向设置的高速液压缸6、高速液压缸6上的蓄能器7和高速液压缸6的伸缩杆下端的冲头13，所述高速液压缸6和蓄能器7均通过管路与液压泵站1连接；所述快剪模具4的前侧沿前后向设有棒料进料口15，其内中部设有切断模腔，其后侧设有棒料出料口16，其顶部设有能上下运动的冲压块26；所述棒料进料口15内同轴设有能将棒料固定的气涨套19；所述切断模腔内设有静刀17、动刀18、静刀垫块20、动刀缓冲块21和气弹簧22；所述静刀17和静刀垫块20由上至下依次设于切断模腔的前部，所述动刀18、动刀缓冲块21和气弹簧22由上至下依次设于切断模腔的后部；所述静刀17与动刀18前后并排设置且其上均沿前后向设有与棒料配合的通孔14，所述静刀17固定，所述动刀18能向下运动0.5-2mm，所述通孔14与棒料同轴且其直径较棒料的直径大0.05-0.2mm，所述动刀缓冲块21为硬塑料块；所述冲压块26位于冲头13的正下方，其下侧与动刀18的顶部接触，其上端向上穿出快剪模具4；所述气涨套19、通孔14和棒料出料口16依次连通；所述自动进料结构能将棒料向后步进送入棒料进料口15中并让切断位置正好位于静刀17与动刀18之间，其下次步进进料时能将切断后的棒料向后顶出棒料出料口16。

其中，本发明实施例中的自动进料结构包括机架2上且由前至后依次设置的进料传感器12、活动夹具8和固定夹具10，所述活动夹具8能在进料传感器12与固定夹具10之间往复地前后向运动，所述固定夹具10位于快剪模具4的正前方，所述活动夹具8和固定夹具10上均设有能夹紧棒料的夹爪，所述夹爪能将棒料沿前后向夹紧且其正对棒料进口15；所述活动夹具8由前预定位置向后运动，所述活动夹具8上的夹爪将棒料夹紧，所述固定夹具10上的夹爪松开，所述气涨套19松开；所述活动夹具8向后运动至后预定位置时停止，棒料的切断位置正好位于静刀17与动刀18之间，所述固定夹具10上的夹爪将棒料夹紧，所述活动夹具8的夹爪松开；所述活动夹具8向前运动，所述气涨套19将棒料夹紧，所述高速液压缸6伸展以切断棒料；所述活动夹具8向前运动至前预定位置，所述前预定位置与后预定位置之间的距离为切断后的棒料的长度。

优选地，本发明实施例中的棒料出料口16沿前后向设置，其上部向下设有吹气口25，其下部为由前至后斜向下的斜面。

其中，本发明实施例中的冲头13为竖向设置的圆柱状结构且其下部的直径由上至下逐渐减小，所述快剪模具4的顶部且环绕冲压块26设有环套23，所述环套23位于冲头13的相邻外侧。

具体地，本发明实施例中的静刀17和动刀18相同且其均为合金金属块，所述静刀垫块20为金属块，所述动刀缓冲块21为PU塑料块。

优选地，本发明实施例中的切断模腔的后侧可拆卸地设有耐磨板27，所述动刀18的后侧滑动设于耐磨板27的前侧，所述耐磨板27竖向设置且其上设有供棒料穿过的过孔；所述快剪模具4的前侧螺纹连接有螺纹套28以作为棒料进料口15，所述螺纹套28与棒料同轴设置且其后端顶靠在静刀17的前侧，所述气涨套19同轴设于螺纹套28内。

具体地，本发明实施例中的切断模腔为沿左右向设置的矩形腔且其顶板可拆卸地设于快剪模具4上，所述静刀17、动刀18、静刀垫块20和动刀缓冲块21均为沿左右向设置的矩形块，所述冲压块26为沿左右向设置的长圆块。

优选地，本发明实施例中的快剪模具4上且位于切断模腔的顶部设有润滑油注入孔24，所述润滑油注入孔24位于静刀17与动刀18之间。

其中，本发明实施例中的高速液压缸6的伸缩速度≥3米/秒，其油压≥4MPa。

另一方面，本发明实施例还提供了一种高速液压冲切方法，方法包括：

(1)进料：自动进料结构将棒料步进向后送入快剪模具4中并让切断位置正好位于静刀17与动刀18之间；

(2)切断：气涨套19将棒料夹紧，高速液压缸6伸展让冲头13顶压在冲压块26上，动刀18快速向下运动0.5-2mm将棒料切断，高速液压缸6回位；

(3)出料：气涨套19松开，自动进料结构步进进料的同时将切断后的棒料由棒料出料口16顶出。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种高速液压冲切装置和方法，采用类似撞断的方式以切割棒料，动刀仅稍微移动即可；速度非常快，切断时间仅需要0.5s左右，加上进出料时间也不到1.5s；断面非常平整，切断效果较采用切刀切断棒料的方式好。动刀可使用很长一段时间，可直接更换或者打磨后使用，能明显降低成本。另外，动刀、动刀缓冲块和耐磨板等也易于更换。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高速液压冲切装置的结构示意图；

图2是自动进料结构和切断结构组合的结构示意图；

图3是自动进料结构和切断结构组合的结构示意图；

图4是快剪模具的外观示意图；

图5是快剪模具的剖视图；

图6是现有技术切断后的棒料的断面图；

图7是采用本发明的技术切断后的棒料的端面图；

图8是采用本发明的技术切断后的多根棒料的端面图。

图中：1液压泵站、2机架、3滑轨、4快剪模具、5支架、6高速液压缸、7蓄能器、8活动夹具、9滑座、10固定夹具、11伺服驱动机构、12进料传感器、13冲头、14通孔、15棒料进料口、16棒料出料口、17静刀、18动刀、19气涨套、20静刀垫块、21动刀缓冲块、22气弹簧、23环套、24润滑油注入孔、25吹气孔、26冲压块、27耐磨板、28螺纹套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1-5，实施例1提供了一种高速液压冲切装置，该装置包括液压泵站1、机架2、机架2前部的自动进料结构和机架2后部的切断结构等；自动进料结构用于进料，为了保证加工速度，本专利采用自动进料。其中，切断结构包括机架2上的快剪模具4、快剪模具4正上方且竖向设置的高速液压缸6、高速液压缸6上的蓄能器7和高速液压缸6的伸缩杆下端的冲头13等，高速液压缸6设于支架5（包括四根支撑杆及其顶部的支撑板，高速液压缸6设于支撑板上）上，支架5固定在机架2上。蓄能器7与高速液压缸6的缸体连通（本实施例中设于缸体的顶部）以提升高速液压缸6的伸展速度，其设置方式为本领域的技术人员所熟知。冲头13能向下顶压在冲压块26上。高速液压缸6和蓄能器7均通过管路与液压泵站1连接，要求冲头13具有一定的速度和冲压力。快剪模具4的前侧沿前后向设有棒料进料口15（能供棒料穿过），其内中部设有切断模腔，其后侧设有棒料出料口16（能供棒料穿出），其顶部设有能上下运动的冲压块26。棒料进料口15内同轴设有能将棒料固定的气涨套19（套设在棒料外，具体同轴设于棒料外）。切断模腔内设有静刀17、动刀18、静刀垫块20、动刀缓冲块21和气弹簧22（提供动刀缓冲块21向上运动的弹力）等；静刀17和静刀垫块20由上至下依次设于切断模腔的前部，动刀18、动刀缓冲块21和气弹簧22由上至下依次设于切断模腔的后部。静刀17与动刀18前后并排设置且其上均沿前后向设有与棒料配合的通孔14（较棒料稍大的圆孔，与棒料同轴设置），静刀17与动刀18上的通孔14大小相同并对齐。静刀17固定，动刀18仅能向下运动0.5-2mm。通孔14与棒料同轴且其直径较棒料的直径大0.05-0.2mm，实现棒料能通过但不会在其内运动。动刀缓冲块21为硬塑料块，可稍微形变。冲压块26位于冲头13的正下方，其下侧与动刀18的顶部接触，其上端向上穿出快剪模具4。气涨套19、通孔14和棒料出料口16依次连通构成棒料穿过的通道。自动进料结构能将棒料向后步进送入棒料进料口15中并让切断位置正好位于静刀17与动刀18之间，其下次步进进料时能将切断后的棒料向后顶出棒料出料口16。

其中，参见图1-3，本发明实施例中的自动进料结构包括机架2上且由前至后依次设置的进料传感器12（环形结构，套设于棒料外，可检测是否有棒料，如果无，本装置停止动作）、活动夹具8和固定夹具10，活动夹具8能在进料传感器12（前预定位置）与固定夹具10（后预定位置）之间往复地前后向运动，固定夹具10位于快剪模具4的正前方。活动夹具8和固定夹具10上均设有能夹紧棒料的夹爪（具体为气动夹爪），夹爪能将棒料沿前后向夹紧且其正对棒料进口15。活动夹具8由前预定位置向后运动，活动夹具8上的夹爪将棒料夹紧，固定夹具10上的夹爪松开，气涨套19松开。活动夹具8向后运动至后预定位置时停止，棒料的切断位置正好位于静刀17与动刀18之间，固定夹具10上的夹爪将棒料夹紧，活动夹具8的夹爪松开。活动夹具8向前运动，固定夹具10上的夹爪将棒料夹紧，活动夹具8的夹爪松开，气涨套19将棒料夹紧，高速液压缸6伸展以切断棒料。活动夹具8向前运动至前预定位置，前预定位置与后预定位置之间的距离为切断后的棒料的长度。不停地重复前述过程以实现棒料的步进进料。具体地，机架2的前部沿前后向设有滑轨3，活动夹具8通过滑座9滑动设于滑轨3上且其与机架2之间沿前后向设有伺服驱动机构11（具体为丝杠驱动机构）以驱动活动夹具8前后向运动。

优选地，参见图2和4-5，本发明实施例中的棒料出料口16沿前后向设置，其上部向下设有吹气口25（位于棒料正上方，以将棒料向下吹动，通过管路与压缩空气供应结构连接），其下部为由前至后斜向下的斜面以将切断的棒料向下引出。

其中，参见图2-5，本发明实施例中的冲头13为竖向设置的圆柱状结构且其下部的直径由上至下逐渐减小,快剪模具4的顶部且环绕冲压块26设有环套23，环套23位于冲头13（上部）的相邻外侧。环套23具体为与冲头13同轴设置的圆环，起防护作用。

具体地，本发明实施例中的静刀17和动刀18相同且其均为合金金属块（要求耐磨且具有高硬度），静刀垫块20为金属块，动刀缓冲块21为PU塑料块。

优选地，参见图5，本发明实施例中的切断模腔的后侧可拆卸地设有耐磨板27（可以为与切断模腔配合的矩形板），动刀18的后侧滑动设于耐磨板27的前侧，耐磨板27竖向设置且其上设有供棒料穿过的过孔（直径较棒料大，具体可以为沿左右向设置的长圆孔）。快剪模具4的前侧螺纹连接有螺纹套28以作为棒料进料口15，螺纹套28可调整静刀17和动刀18的间隙，螺纹套28与棒料同轴设置且其后端顶靠在静刀17的前侧，气涨套19同轴设于螺纹套28内。进一步地，切断模腔的左右内壁上且位于动刀18的左右两侧也可设置耐磨板（沿前后向设置）。

具体地，本发明实施例中的切断模腔为沿左右向设置的矩形腔且其顶板（作为快剪模具4的顶板，冲压块26设于其上）可拆卸地设于快剪模具4上，静刀17、动刀18、静刀垫块20和动刀缓冲块21均为沿左右向设置的矩形块，冲压块26为沿左右向设置的长圆块（避免其旋转）。静刀17和静刀垫块20的前后侧对齐，动刀18和动刀缓冲块21的前后侧对齐。前述结构易于更换动刀18（易磨损）和动刀缓冲块21（易损坏）等。

优选地，本发明实施例中的快剪模具4上且位于切断模腔的顶部设有润滑油注入孔24，润滑油注入孔24位于静刀17与动刀18之间。

其中，本发明实施例中的高速液压缸6的伸缩速度≥3米/秒，其油压≥4MPa。本实施例的装置可加工气门棒料，棒料的杆径具体可以为5-13mm。具体地，高速液压缸6的直径为40mm，行程200mm，速度3米/秒，油压4.5MPa 。

实施例2

实施例2提供了一种高速液压冲切方法，采用实施例1公开的高速液压冲切装置，方法包括：

(1)进料：自动进料结构将棒料步进向后送入快剪模具4中并让切断位置正好位于静刀17与动刀18之间。步进进料由活动夹具8和固定夹具10配合实现。

(2)切断：气涨套19将棒料夹紧，高速液压缸6伸展让冲头13顶压在冲压块26上，动刀18快速向下运动0.5-2mm将棒料切断，高速液压缸6回位。

(3)出料：气涨套19松开，自动进料结构步进进料的同时将切断后的棒料由棒料出料口16顶出，完成执行步骤(2)，以此类推，实现高速地切断棒料。

图6为切断后的棒料的断面照片，从图上可以看出，断面非常平整。

下面对切断效果进行验证：

对Φ13-45mm钢进行切断（采用对应规格的高速液压冲切装置），结果如图8所示。剪后端面跳动小于35丝（图7为31丝），端面平整，无肉眼缺陷，椭圆最小直径为Φ12.75mm，长度300mm可竖立不倒。再进行压角（如图7所示），倒角光滑均匀。较图6所示的常规方法（压剪切法）来说，切断效果更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种高速液压冲切装置，其特征在于，包括液压泵站(1)、机架(2)、机架(2)前部的自动进料结构和机架(2)后部的切断结构，所述切断结构包括机架(2)上的快剪模具(4)、快剪模具(4)正上方且竖向设置的高速液压缸(6)、高速液压缸(6)上的蓄能器(7)和高速液压缸(6)的伸缩杆下端的冲头(13)，所述高速液压缸(6)和蓄能器(7)均通过管路与液压泵站(1)连接；所述快剪模具(4)的前侧沿前后向设有棒料进料口(15)，其内中部设有切断模腔，其后侧设有棒料出料口(16)，其顶部设有能上下运动的冲压块(26)；所述棒料进料口(15)内同轴设有能将棒料固定的气涨套(19)；所述切断模腔内设有静刀(17)、动刀(18)、静刀垫块(20)、动刀缓冲块(21)和气弹簧(22)；所述静刀(17)和静刀垫块(20)由上至下依次设于切断模腔的前部，所述动刀(18)、动刀缓冲块(21)和气弹簧(22)由上至下依次设于切断模腔的后部；所述静刀(17)与动刀(18)前后并排设置且其上均沿前后向设有与棒料配合的通孔(14)，所述静刀(17)固定，所述动刀(18)能向下运动0.5-2mm，所述通孔(14)与棒料同轴且其直径较棒料的直径大0.05-0.2mm，所述动刀缓冲块(21)为硬塑料块；所述冲压块(26)位于冲头(13)的正下方，其下侧与动刀(18)的顶部接触，其上端向上穿出快剪模具(4)；所述气涨套(19)、通孔(14)和棒料出料口(16)依次连通；所述自动进料结构能将棒料向后步进送入棒料进料口(15)中并让切断位置正好位于静刀(17)与动刀(18)之间，其下次步进进料时能将切断后的棒料向后顶出棒料出料口(16)。

2.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述自动进料结构包括机架(2)上且由前至后依次设置的进料传感器(12)、活动夹具(8)和固定夹具(10)，所述活动夹具(8)能在进料传感器(12)与固定夹具(10)之间往复地前后向运动，所述固定夹具(10)位于快剪模具(4)的正前方，所述活动夹具(8)和固定夹具(10)上均设有能夹紧棒料的夹爪，所述夹爪能将棒料沿前后向夹紧且其正对棒料进口(15)；

所述活动夹具(8)由前预定位置向后运动，所述活动夹具(8)上的夹爪将棒料夹紧，所述固定夹具(10)上的夹爪松开，所述气涨套(19)松开；所述活动夹具(8)向后运动至后预定位置时停止，棒料的切断位置正好位于静刀(17)与动刀(18)之间，所述固定夹具(10)上的夹爪将棒料夹紧，所述活动夹具(8)的夹爪松开；所述活动夹具(8)向前运动，所述气涨套(19)将棒料夹紧，所述高速液压缸(6)伸展以切断棒料；所述活动夹具(8)向前运动至前预定位置，所述前预定位置与后预定位置之间的距离为切断后的棒料的长度。

3.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述棒料出料口(16)沿前后向设置，其上部向下设有吹气口(25)，其下部为由前至后斜向下的斜面。

4.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述冲头(13)为竖向设置的圆柱状结构且其下部的直径由上至下逐渐减小，所述快剪模具(4)的顶部且环绕冲压块(26)设有环套(23)，所述环套(23)位于冲头(13)的相邻外侧。

5.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述静刀(17)和动刀(18)相同且其均为合金金属块，所述静刀垫块(20)为金属块，所述动刀缓冲块(21)为PU塑料块。

6.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述切断模腔的后侧可拆卸地设有耐磨板(27)，所述动刀(18)的后侧滑动设于耐磨板(27)的前侧，所述耐磨板(27)竖向设置且其上设有供棒料穿过的过孔；所述快剪模具(4)的前侧螺纹连接有螺纹套(28)以作为棒料进料口(15)，所述螺纹套(28)与棒料同轴设置且其后端顶靠在静刀(17)的前侧，所述气涨套(19)同轴设于螺纹套(28)内。

7.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述切断模腔为沿左右向设置的矩形腔且其顶板可拆卸地设于快剪模具(4)上，所述静刀(17)、动刀(18)、静刀垫块(20)和动刀缓冲块(21)均为沿左右向设置的矩形块，所述冲压块(26)为沿左右向设置的长圆块。

8.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述快剪模具(4)上且位于切断模腔的顶部设有润滑油注入孔(24)，所述润滑油注入孔(24)位于静刀(17)与动刀(18)之间。

9.根据权利要求1所述的高速液压冲切装置，其特征在于，所述高速液压缸(6)的伸缩速度≥3米/秒，其油压≥4MPa。

10.高速液压冲切方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)进料：自动进料结构将棒料步进向后送入快剪模具(4)中并让切断位置正好位于静刀(17)与动刀(18)之间；

(2)切断：气涨套(19)将棒料夹紧，高速液压缸(6)伸展让冲头(13)顶压在冲压块(26)上，动刀(18)快速向下运动0.5-2mm将棒料切断，高速液压缸(6)回位；

(3)出料：气涨套(19)松开，自动进料结构步进进料的同时将切断后的棒料由棒料出料口(16)顶出。

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