CN115722584B - 一种金属板材冲压设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属板材冲压设备及其方法,涉及板材冲压领域，底座上设有整平区、冲压区、整形区和冲切区，整形区包括整形座和位于整形座两侧的整形辅助组件；整形辅助组件包括固定锲形块和活动锲形块，所述固定锲形块安装在底座上，冲压时，整形块下压活动锲形块，所述活动锲形块下移并向经过冲压区的金属板件施加挤压力；联动结构安装在传动侧板上，联动结构包括支撑板和传动台，支撑板一侧安装有用于装夹金属板件的机械夹爪，齿轮上安装有计数器，用于记录支撑板到达指定位置时齿轮所旋转的圈数；计时器安装在传动台上，用于记录金属板材从所述冲压区至整形区所需时间。

Description

一种金属板材冲压设备及其方法

技术领域

本发明属于板材冲压技术领域，具体涉及一种金属板材冲压设备及其方法。

背景技术

热冲压成型简称热成型，靠压力机和模具对板材施加外力，使其产生塑性变形，用于汽车高强度钢板冲压成型件的新技术，有利于提高整车的车身安全性及实现车身轻量化，采用热成型冲压制得的冲压件高温成型下回弹较小，成形精度高、性能好。

如一公开号为CN114309254A公开了集上料、取料、冲压一体的金属板材冲压装置以及工作方法，包括龙门桁架、金属板材输送带单元、金属板材上料料仓、金属板材上料输送单元、金属板材冲压机、金属板材冲压输送单元、金属板材下料单元和金属板材下料料仓，集上料、取料、冲压于一体的金属板材冲压装置。

上述金属板材冲压装置中通过金属板材输送带单元、金属板材上料料仓、金属板材上料输送单元、金属板材下料单元和金属板材下料料仓的配合，能够使得冲压机连续稳定的进行金属板材的冲压，但金属板材在冲压后，由于热膨胀导致成品的成型面会向外产生一定的形变，且现有的设备中，冲压完成后的成品到冲压整形工序的时间无法精确控制，易导致整形结构工作提前或延后，影响最终成品的质量。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有技术的问题，提供一种金属板材冲压设备及其方法。

一种金属板材冲压设备，包括：

底座，其上设有整平区、冲压区、整形区和冲切区，整形区包括整形座和位于整形座两侧的整形辅助组件；

顶部冲压板，其上安装有整平块、冲压块、整形块，冲压块上设有冲压型腔；

整形辅助组件，其包括固定锲形块和活动锲形块，所述固定锲形块安装在底座上，活动锲形块安装在固定锲形块上，冲压时，整形块下压活动锲形块，所述活动锲形块下移并向经过冲压区的金属板件施加挤压力；

联动结构，其安装在传动侧板上，所述传动侧板对称安装在底座上，联动结构包括支撑板和传动台，支撑板一侧安装有用于装夹金属板件的机械夹爪，支撑板安装在圆盘上，圆盘安装在齿轮上，且所述齿轮上安装有计数器，用于记录支撑板到达指定位置时齿轮所旋转的圈数，传动侧板上安装有1-3组联动结构；

计时器，其安装在传动台上，用于记录金属板材从所述冲压区至整形区所需时间，且所述计时器与所述计数器通信地耦合。

进一步地，所述底座和顶部冲压板之间安装有连接组件，所述连接组件包括前端支撑板和自动导轨滑块，前端支撑板一端安装在底座两端，自动导轨滑块一端与顶部冲压板连接，自动导轨滑块的另一端与前端支撑板活动连接，通过自动导轨滑块使顶部冲压板上升或下降。

进一步地，所述底座上安装有输送组件，板件位于输送组件上，输送组件的输送中心线与对称设立的所述传动侧板的对称中心线重合。

进一步地，所述固定锲形块和活动锲形块的截面为梯形，固定锲形块一端设有滑槽，所述滑槽内设有凹槽，活动锲形块两端设有凸块，所述凸块位于所述凹槽内，板件整形时，凸块沿着凹槽移动。

进一步地，所述活动锲形块底端安装有连接螺纹块，底座上设有限位槽，所述限位槽内设有连接螺纹块，活动锲形块与底座之间连接有弹性连接件，所述弹性连接件包括支撑块和弹簧，弹簧位于两个支撑块之间，支撑块上设有螺纹孔，所述螺纹孔与连接螺纹块螺纹连接的最高位置低于限位槽的槽口，以便活动锲形块一侧紧密贴合金属板件。

进一步地，所述传动侧板上设有传动槽，所述传动槽两端设有多个齿形槽，所述齿轮位于所述传动槽内，且齿轮与齿形槽啮合，齿轮与圆盘同轴，通过齿轮旋转使圆盘移动，所述圆盘内设有滑槽，滑槽两侧设有燕尾槽，滑槽内安装有连接板，连接板两侧设有燕尾块，连接板一侧与支撑板连接，支撑板运动时，燕尾块在所述燕尾槽内滑动，支撑板与传动台之间安装有顶升气缸，传动槽下方设有滑轨，所述传动台一端与滑轨滑动连接。

进一步地，所述底座上设有多个安装槽，冲压座和整形座分别位于安装槽内。

进一步地，所述冲压座和输送组件之间安装有整平座，整平块位于整平座正上方，所述整平块底端设有多个槽体，整平块内设有空腔，空腔内安装有下压板，下压板底端设有多个与槽体位置对应的压块，顶部冲压板上安装有气缸，所述气缸的气缸杆穿过顶部冲压板与所述下压板连接。

基于上述金属板材冲压设备，本发明还提供了一种金属板材冲压设备的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：板件置于输送组件上，经过输送组件将板件一端输送至对称设立的支撑板之间；

步骤二：机械夹爪固定板件，齿轮旋转，计数器开始计数，传动台沿着滑轨一端，将板件移动至整平区；

步骤三：顶升气缸下拉支撑板，使板件置于整平座上，自动导轨滑块带动顶部冲压板下移，使整平块下压整平座后，自动导轨滑块使顶部冲压板向上抬，顶升气缸上抬支撑板，齿轮继续旋转，待板件运动至冲压区后齿轮停止旋转，支撑板下移，顶部冲压板继续下压，通过冲压块对板件冲压成型；

步骤四：顶部冲压板继续上抬，支撑板上移，齿轮旋转，此时计时器开始计时，使板件移动至整形区后齿轮停止旋转，计时器和计数器均停止工作，此时，计时器与计数器所得数值即为指定数值；

步骤五：顶部冲压板下压，整形块下压活动锲形块，此时活动锲形块沿着凹槽移动，并对板件成型面施加挤压力，补偿板件因热膨胀向外变形的变形量；

步骤六：顶部冲压板继续上抬，支撑板上移，齿轮旋转，板件移动至冲切区进行成品冲切。

进一步地，步骤三中，所述整平块下压使板件贴合整平座后，气缸上抬下压板一段距离后再下推下压板，重复上抬、下推动作2-3次，使压块与板件上表面接触。

本发明的有益效果是：

整形座两侧安装有整形辅助组件，通过整形组件对冲压后的零件进行整形，由于金属板件冲压成型时，板件热膨胀，零件的成型面向外变形，因此在冲压和冲切工序间添加整形结构对其进行整形；

整形过程中，整形块下压，活动锲形块向变形的成型面进行挤压使其恢复，整形块上抬，活动锲形块回到原位，避免整形结构直接安装在整形块上时，易对成型后的零件造成表面刮擦；

金属板件通过联动结构实现位置的变化，为了使多张金属板件进行加工时，每张金属板件位置的准确，联动结构上安装有计时器和计数器，设备加工前先进行调试，从而保证成品的加工质量；

为了保证成品的表面光滑度，冲压前设有整平区，对金属板件表面进行整平，提高成品的质量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的传动侧板结构示意图；

图4是本发明的联动结构左视结构示意图；

图5是本发明的圆盘俯视结构示意图；

图6是本发明的整形辅助组件结构示意图；

图7是本发明的整形辅助组件剖视图；

图8是本发明的安装槽结构示意图；

图9是本发明的整平块结构示意图。

图中标记为：1、底座；10、传动侧板；100、传动槽；101、圆盘；102、滑槽；103、计数器；104、支撑板；105、滑轨；106、齿轮；107、顶升气缸；108、传动台；109、计时器；110、燕尾块；111、机械夹爪；112、连接板；113、燕尾槽；11、整形座；12、整形辅助组件；120、固定锲形块；121、活动锲形块；122、滑槽；123、凸块；124、连接螺纹块；125、支撑块；126、弹簧；127、凹槽；128、限位槽；13、整平座；14、冲压座；141、安装槽；2、顶部冲压板；20、整平块；200、气缸；201、压块；202、槽体；203、下压板；22、整形块；21、冲压块；210、冲压型腔；22、整形块；3、连接组件；30、前端支撑板；31、自动导轨滑块；4、输送组件；5、板件。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，一种金属板材冲压设备，包括底座1和顶部冲压板2，底座1上设有整平区、冲压区、整形区和冲切区，整平区安装有整平座13，冲压区安装有冲压座14、整形区安装有整形座11、冲切区安装有冲切座，顶部冲压板2上安装有整平块20、冲压块21、整形块22和冲切刀具，冲压块21上设有冲压型腔210，板件经过联动结构依次经过整平区、冲压区、整形区和冲切区，得到最后成品。

如图1所示，底座1和顶部冲压板2之间安装有连接组件3，连接组件3包括前端支撑板30和自动导轨滑块31，前端支撑板30一端安装在底座1两端，自动导轨滑块31一端与顶部冲压板2连接，自动导轨滑块31的另一端与前端支撑板30活动连接，通过自动导轨滑块31使顶部冲压板2上升或下降，顶部冲压板2上升，联动结构带动板件移动至不同的加工区，顶部冲压板2下降，使板件完成各加工工序，冲压时，顶部冲压板2往复上下运动。

由于板件冲压加工过程中，板件完成冲压工序后，板件会发生一定的热变形，导致板件的成型面向外膨胀变形，为了保证冲压成品的质量，在冲压完成后对板件进行整形，如图2所示，整形区包括整形座11和位于整形座11两侧的整形辅助组件12。

如图6-图7所示，整形辅助组件12包括固定锲形块120和活动锲形块121，固定锲形块120安装在底座1上，活动锲形块121安装在固定锲形块120上，冲压时，整形块22下压活动锲形块121，活动锲形块121下移并向经过冲压区的金属板件的成型面施加挤压力，以便恢复金属板件的变形面。

固定锲形块120和活动锲形块121的截面为梯形，固定锲形块120一端设有滑槽122，滑槽122内设有凹槽127，活动锲形块121两端设有凸块123，凸块123位于凹槽127内，对金属板件整形时，凸块123沿着凹槽127移动，通过凸块123和凹槽127保证活动锲形块121的运动轨迹。

为了使活动锲形块121可重复多次使用，活动锲形块121底端安装有连接螺纹块124，底座1上设有限位槽128，限位槽128内设有连接螺纹块124，活动锲形块121与底座1之间连接有弹性连接件，根据弹性连接件的弹性，在整形块22上抬后，活动锲形块121可回到原位。

如图2-图5所示，联动结构安装在传动侧板10上，传动侧板10对称安装在底座1上，使用联动结构实现金属板件的移动，优选地，传动侧板10上安装有1-3组联动结构，若传动侧板10上安装有多组联动结构时，各联动结构将金属板件置于整平座、冲压座、成型座上后松开，各联动结构后退一步并抓取此位置处的金属板件后前进一步，实现交替动作，提高冲压效率。

联动结构包括支撑板104和传动台108，支撑板104一侧安装有用于装夹金属板件的机械夹爪111，支撑板104安装在圆盘101上，圆盘101安装在齿轮106上，且齿轮106上安装有计数器103，用于记录支撑板104到达指定位置时齿轮106所旋转的圈数，加工前，先对设备进行调试。

计时器109安装在传动台108上，用于记录金属板材从冲压区至整形区所需时间，且计时器109与计数器103通信地耦合，根据计时器109记录的时间与计数器103记录的齿轮106旋转的圈数从而精准确定零件的整形位置，防止因整形导致金属板件的冲压成品的质量。

传动侧板10上设有传动槽100，传动槽100两端设有多个齿形槽，齿轮106位于传动槽100内，且齿轮106与齿形槽啮合，齿轮106与圆盘101同轴，齿轮106设有电机驱动齿轮106旋转，齿轮106旋转，圆盘101沿着传动槽100直线移动。

为了确保支撑板104运动平稳，圆盘101内设有滑槽102，滑槽102两侧设有燕尾槽113，滑槽102内安装有连接板112，连接板112两侧设有燕尾块110，连接板112一侧与支撑板104连接，支撑板104运动时，燕尾块110在燕尾槽113内滑动，支撑板104与传动台108之间安装有顶升气缸107，传动槽100下方设有滑轨105，传动台108一端与滑轨105滑动连接。

如图2所示，底座1上安装有输送组件4，板件5位于输送组件4上，输送组件4的输送中心线与对称设立的传动侧板10的对称中心线重合。

基于上述金属板材冲压设备，本发明还提出了一种金属板材冲压设备的操作方法，包括以下步骤：

传动侧板10上安装有一组联动结构：

板件5置于输送组件4上，经过输送组件4将板件5一端输送至对称设立的支撑板104之间；

机械夹爪111固定板件5，齿轮106旋转，计数器103开始计数，传动台108沿着滑轨105一端，将板件5移动至整平区；

顶升气缸107下拉支撑板104，使板件5置于整平座13上，自动导轨滑块31带动顶部冲压板2下移，使整平块20下压整平座13，对板件表面进行平面冲压，保证金属板件的平面度；

自动导轨滑块31使顶部冲压板2向上抬，顶升气缸107将支撑板104上推，使板件远离整平座13；

齿轮106继续旋转，待板件运动至冲压区后齿轮106停止旋转，支撑板104下移，顶部冲压板2继续下压，通过冲压块21对板件冲压成型；

金属板件成形后，顶部冲压板2继续上抬，支撑板104上移，齿轮106旋转，此时计时器109开始计时，使板件移动至整形区后齿轮106停止旋转，计时器109和计数器103均停止工作，此时，计时器109与计数器103所得数值即为指定数值，后续齿轮106与传动台108重复工作时，根据指定数值停止，即工件到达指定位置；

顶部冲压板2下压，整形块22下压活动锲形块121，此时活动锲形块121沿着凹槽127移动，并对板件成型面施加挤压力，补偿板件因热膨胀向外变形的变形量；

顶部冲压板2继续上抬，支撑板104上移，齿轮106旋转，板件移动至冲切区进行成品冲切。

实施例二

在上述实施例一的基础上，弹性连接件设置成可拆卸式，如图7所示，弹性连接件包括支撑块125和弹簧126，弹簧126位于两个支撑块125之间，支撑块125上设有螺纹孔，螺纹孔与连接螺纹块124螺纹连接，弹性连接件底部的支撑块125的最高位置低于限位槽128的槽口，以便活动锲形块121一侧紧密贴合金属板件。

由于活动锲形块121多次重复上下运动，多次使用时，弹性连接件的弹力受到影响，活动锲形块121无法回到初始位置，因此影响金属板件的整形，弹性连接件与底座1、弹性连接件与活动锲形块121螺纹连接，以便更换弹性连接件。

本实施例中其他部件及原理与实施例一相同。

实施例三

如图1-图9所示，一种金属板材冲压设备，包括底座1和顶部冲压板2，底座1上设有多个安装槽141，冲压座14和整形座11分别位于安装槽141内，安装槽141内尺寸大于冲压座14、整形座11的尺寸，以便根据不同成型板件的尺寸更换冲压座及整形座。

冲压座14和输送组件4之间安装有整平座13，整平块20位于整平座13正上方，整平块20底端设有多个槽体202，整平块20内设有空腔，空腔内安装有下压板203，下压板203底端设有多个与槽体202位置对应的压块201，顶部冲压板2上安装有气缸200，气缸200的气缸杆穿过顶部冲压板2与下压板203连接。

整平块20下压使板件贴合整平座13后，气缸200上抬下压板203一段距离后再下推下压板203，重复上抬、下推动作2-3次，使压块201与板件上表面接触，冲压成型前，对金属板件进行多次重复下压，保证金属板件表面平整度，以便成型后的成品的表面的平滑。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)

1.一种金属板材冲压设备，其特征在于，包括：

底座，其上设有整平区、冲压区、整形区和冲切区，整形区包括整形座和位于整形座两侧的整形辅助组件；

顶部冲压板，其上安装有整平块、冲压块、整形块，冲压块上设有冲压型腔；

整形辅助组件，其包括固定锲形块和活动锲形块，所述固定锲形块安装在底座上，活动锲形块安装在固定锲形块上，冲压时，整形块下压活动锲形块，所述活动锲形块下移并向经过冲压区的金属板件施加挤压力；

联动结构，其安装在传动侧板上，所述传动侧板对称安装在底座上，联动结构包括支撑板和传动台，支撑板一侧安装有用于装夹金属板件的机械夹爪，支撑板安装在圆盘上，圆盘安装在齿轮上，且所述齿轮上安装有计数器，用于记录支撑板到达指定位置时齿轮所旋转的圈数，传动侧板上安装有1-3组联动结构；

计时器，其安装在传动台上，用于记录金属板材从所述冲压区至整形区所需时间，且所述计时器与所述计数器通信地耦合；

所述固定锲形块和活动锲形块的截面为梯形，固定锲形块一端设有滑槽，所述滑槽内设有凹槽，活动锲形块两端设有凸块，所述凸块位于所述凹槽内，金属板件整形时，凸块沿着凹槽移动；

所述活动锲形块底端安装有连接螺纹块，底座上设有限位槽，所述限位槽内设有连接螺纹块，活动锲形块与底座之间连接有弹性连接件，所述弹性连接件包括支撑块和弹簧，弹簧位于两个支撑块之间，支撑块上设有螺纹孔，所述螺纹孔与连接螺纹块螺纹连接的最高位置低于限位槽的槽口，以便活动锲形块一侧紧密贴合金属板件；

所述传动侧板上设有传动槽，所述传动槽两端设有多个齿形槽，所述齿轮位于所述传动槽内，且齿轮与齿形槽啮合，齿轮与圆盘同轴，通过齿轮旋转使圆盘移动，所述圆盘内设有滑槽，滑槽两侧设有燕尾槽，滑槽内安装有连接板，连接板两侧设有燕尾块，连接板一侧与支撑板连接，支撑板运动时，燕尾块在所述燕尾槽内滑动，支撑板与传动台之间安装有顶升气缸，传动槽下方设有滑轨，所述传动台一端与滑轨滑动连接。

2.根据权利要求1所述的金属板材冲压设备，其特征在于，所述底座和顶部冲压板之间安装有连接组件，所述连接组件包括前端支撑板和自动导轨滑块，前端支撑板一端安装在底座两端，自动导轨滑块一端与顶部冲压板连接，自动导轨滑块的另一端与前端支撑板活动连接，通过自动导轨滑块使顶部冲压板上升或下降。

3.根据权利要求2所述的金属板材冲压设备，其特征在于，所述底座上安装有输送组件，金属板件位于输送组件上，输送组件的输送中心线与对称设立的所述传动侧板的对称中心线重合。

4.根据权利要求3所述的金属板材冲压设备，其特征在于，所述底座上设有多个安装槽，冲压座和整形座分别位于安装槽内。

5.根据权利要求4所述的金属板材冲压设备，其特征在于，所述冲压座和输送组件之间安装有整平座，整平块位于整平座正上方，所述整平块底端设有多个槽体，整平块内设有空腔，空腔内安装有下压板，下压板底端设有多个与槽体位置对应的压块，顶部冲压板上安装有气缸，所述气缸的气缸杆穿过顶部冲压板与所述下压板连接。

6.一种使用如权利要求5所述金属板材冲压设备的操作方法，包括以下步骤：

S1、金属板件置于输送组件上，经过输送组件将金属板件一端输送至对称设立的支撑板之间；

S2、机械夹爪固定金属板件，齿轮旋转，计数器开始计数，传动台沿着滑轨一端，将金属板件移动至整平区；

S3、顶升气缸下拉支撑板，使金属板件置于整平座上，自动导轨滑块带动顶部冲压板下移，使整平块下压整平座后，自动导轨滑块使顶部冲压板向上抬，顶升气缸上抬支撑板，齿轮继续旋转，待金属板件运动至冲压区后齿轮停止旋转，支撑板下移，顶部冲压板继续下压，通过冲压块对金属板件冲压成型；

S4、顶部冲压板继续上抬，支撑板上移，齿轮旋转，此时计时器开始计时，使金属板件移动至整形区后齿轮停止旋转，计时器和计数器均停止工作，此时，计时器与计数器所得数值即为指定数值；

S5、顶部冲压板下压，整形块下压活动锲形块，此时活动锲形块沿着凹槽移动，并对金属板件成型面施加挤压力，补偿金属板件因热膨胀向外变形的变形量；

S6、顶部冲压板继续上抬，支撑板上移，齿轮旋转，金属板件移动至冲切区进行成品冲切。

7.根据权利要求6所述的金属板材冲压设备的操作方法，其特征在于，S3中，所述整平块下压使金属板件贴合整平座后，气缸上抬下压板一段距离后再下推下压板，重复上抬、下推动作2-3次，使压块与板件上表面接触。