CN117000848A - 一种具有缓冲防护功能的冲压模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲压模具技术领域，且公开了一种具有缓冲防护功能的冲压模具，包括加工底座、凹模板、凸模板，所述加工底座的外部固定连接有切换罩，所述切换罩的内部活动连接有用于控制凸模板进行位置切换的调位机构；通过凹模板和第一伸缩缸伸缩带动凸模板运动配合对零件进行冲压成型，同时调位机构中第一齿轮与第二齿轮使得T架转动，第二齿轮转动带动四角控制环与行程开关配合控制T架的转动角度，T架转动使得凸模板和第二伸缩缸、圆罩、固定板、负压组件组成的压铆结构两者位置自由切换，不仅保证冲压模具的独立功能，同时实现冲压铆接共线操作，简化了设备，降低了零部件冲压和压铆成本。

Description

一种具有缓冲防护功能的冲压模具

技术领域

本发明涉及冲压模具技术领域，具体为一种具有缓冲防护功能的冲压模具。

背景技术

冲压模具，是在冷冲压加工中，将相关材料加工成零件或半成品的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具，冲压模具在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形完成零件加工，目前的冲压模具大多只能单一上下模具相互配合对零件进行成型加工，对于机械加工过程有些零件冲压后还需要进行压力铆接，冲压和压力铆接加工分离不能共线自由切换加工，同时采用冲压铆接工艺，压力铆接过程铆钉与零件产生动能冲击会对设备产生较大冲击损坏，目前铆接工艺多简单弹簧或气缸一级缓冲，同时对缓冲动能不能实现回收利用容易造成弹簧屈服失效或者气缸压缩气体使得缸体发热，加速设备失效。

申请号公布号为CN107350411A的中国专利，提供一种可调式冲压模具。该专利提出的装置利用导管内液位上升推动下模具在模腔内滑动，实现对工件加工深度的调节，下模具位置调节后利用涡轮带动第一齿轮转动，利用第一齿条插入卡槽中卡紧下模具，使下模具固定，实现一种模具冲压加工多种尺寸零件，但其只能对零件进行简单冲压，无法实现铆接冲压自由切换加工。

申请号公布号为CN106964747B的中国专利，提供一种压铆冲压模具。该专利提出的装置压铆冲压模具中，垫块设置在上模，铆接凹模设置在下模，并通过设置在垫块上的铆钉固定块，垫块上的铆钉，与铆接凹模配合，实现对工件的铆接，这种压铆的方式可以直接通过现有模具上模和下模的合模实现，这样把压铆工艺融入到其他工序，虽然该装置将冲压和铆接一体化操作，但是实际使用范围较小，容易造成零件冲压不达标，结构复杂，同时不能对压力铆接动能冲击进行有效缓冲回收利用。

发明内容

（一）解决的技术问题

为解决上述“对于机械加工过程有些零件冲压后还需要进行压力铆接，冲压和压力铆接加工分离不能共线自由切换加工，同时采用冲压铆接工艺，压力铆接过程铆钉与零件产生动能冲击会对设备产生较大冲击损坏，目前铆接工艺多简单弹簧或气缸一级缓冲，同时对缓冲动能不能实现回收利用容易造成弹簧屈服失效或者气缸压缩气体使得缸体发热，加速设备失效”的问题，实现以上冲压和压铆共线自由切换、压铆缓冲保护以及缓冲动能回收利用的目的。

（二）技术方案

本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有缓冲防护功能的冲压模具，包括加工底座、凹模板、凸模板，所述加工底座的外部固定连接有切换罩，所述切换罩的内部活动连接有用于控制凸模板进行位置切换的调位机构，所述切换罩的外部活动连接有用于衔接调位机构和凸模板的T架，所述T架的一端固定连接有第一伸缩缸；

所述T架的另一端固定连接有第二伸缩缸，所述第二伸缩缸的伸缩端设置有用于在冲压零件铆接过程中实现缓冲功能的圆罩和分级缓冲机构，所述圆罩的外部安装有回收单元，回收单元利用分级缓冲机构产生的动能为圆罩提供冷却的驱动，所述分级缓冲机构的底端固定连接有固定板，所述固定板的外部活动连接有用于定位铆钉的负压组件。

优选的，所述凹模板的表面开设有用于凸模板配合冲压定位的定位槽，所述凸模板的外部活动连接有用于配合定位槽对凸模板和凹模板冲压过程定位和冲压过程碰撞动能缓冲的保护机构，所述保护机构包括轴杆、第一压缩弹簧、滑套，所述轴杆均匀分布于凸模板的下端左右侧，所述第一压缩弹簧两端分别固定连接于滑套的上端和轴杆的上端，所述滑套的滑动连接于轴杆外部用于配合定位槽对凹模板和凸模板进行冲压过程定位和碰撞缓冲吸能。

优选的，所述调位机构包括承载板、电机、第一齿轮第二齿轮、四角控制环、行程开关，所述承载板固定安装于切换罩内部，所述电机的驱动轴与第一齿轮固定连接，所述第一齿轮转动装配在承载板上并与第二齿轮啮合，所述第二齿轮轴线与T架中心线重合，所述四角控制环固定安装在第二齿轮底端。

优选的，所述四角控制环与行程开关在圆周范围等分四个方位控制第二齿轮的位置，所述行程开关与电机电连接，所述行程开关触发，其内部电路断开，进而使得电机停止通电。

优选的，所述第一伸缩缸对称设置在凸模板且伸缩端部与凸模板顶部固定连接，所述第二伸缩缸与圆罩同轴线，所述圆罩包括分隔磁板、下腔室、上腔室，所述分隔磁板固定连接于圆罩内部，所述分隔磁板将圆罩内部从下到上分隔为下腔室和上腔室。

优选的，所述分级缓冲机构包括一级推杆、第二压缩弹簧、二级磁性压板、吸气单向阀、排气单向阀，所述一级推杆的一端固定连接于固定板的上，一级推杆另一端滑动连接于下腔室的内侧，所述第二压缩弹簧的两端分别固定安装于一级推杆的外部和分隔磁板的下端，所述二级磁性压板包括连接在一起的上端圆板和下端柱体，所述二级磁性压板的上端圆板与分隔磁板磁性相异并与上腔室内壁滑动密封连接，所述吸气单向阀与圆罩内部相通。

优选的，所述回收单元包括气环、弯管、吹气斜孔，所述气环固定连接于圆罩的外部，所述气环与上腔室的上端位置对应，所述弯管的两端分别固定连接在排气单向阀的外部用于输送二级磁性压板动作将上腔室内部空气输送到气环内部，所述吹气斜孔均位于上腔室外侧，所述弯管孔径规格小于排气单向阀规格，以保证二级磁性压板滑动时上腔室内部能够产生正压。

优选的，所述负压组件包括负压泵、中空气盘、放置槽，所述负压泵固定安装于固定板的上表面，所述中空气盘固定安装于固定板下端用于配合负压泵产生负压吸附铆钉，所述放置槽开设于中空气盘下表面用于定位铆钉。

优选的，所述固定板切换至凹模板正上方时中空气盘与凹模板上冲压件的铆接位置相对应，所述中空气盘与负压泵通过气管连接，所述中空气盘在固定板上表面的安装位置依据冲压零件铆接位置调整。

（三）有益效果

本发明提供了一种具有缓冲防护功能的冲压模具。具备以下有益效果：

一、通过凹模板和第一伸缩缸伸缩带动凸模板运动配合对零件进行冲压成型，同时调位机构中第一齿轮与第二齿轮使得T架转动，第二齿轮转动带动四角控制环与行程开关配合控制T架的转动角度，T架转动使得凸模板和第二伸缩缸、圆罩、固定板、负压组件组成的压铆结构两者位置自由切换，不仅保证冲压模具的独立功能，同时实现冲压铆接共线操作，简化了设备，降低了零部件冲压和压铆成本。

二、通过一级推杆在圆罩内部滑动使得第二压缩弹簧压缩，继而对固定板和凹模板压铆过程中产生的碰撞进行缓冲，一级推杆滑动直至与二级磁性压板的下端柱体接触，二级磁性压板受到一级推杆碰撞挤压后，上端圆板发生移动以挤压上腔室内部空气，上腔室内部空气通过排气单向阀排出实现对压铆过程分级缓冲，如此不仅避免的第二压缩弹簧被过度压缩失效，也提高了压铆过程对第二伸缩缸、圆罩、固定板、负压组件组成压铆结构缓冲保护效果。

三、通过排气单向阀输送上腔室内部压缩空气经过弯管进入气环内部，气环表面吹气斜孔产生气流吹向上腔室对应的圆罩表面来实现对二级磁性压板压缩上腔室内部空气产生热量的冷却，如此实现压铆过程对固定板、负压组件与凹模板的铆接动能缓冲保护和动能回收利用。

附图说明

图1为本发明整体外观结构示意图；

图2为本发明内部切换罩、调位机构、T架连接剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处结构示意图；

图4为本发明凸模板、保护机构、第一伸缩缸连接剖视结构示意图；

图5为本发明第二伸缩缸、圆罩、分级缓冲机构、回收单元、固定板、负压组件连接结构示意图；

图6为本发明第二伸缩缸、圆罩、回收单元、分级缓冲机构连接剖视结构示意图；

图7为本发明圆罩和回收单元连接结构示意图；

图8为本发明固定板和负压组件连接剖视结构示意图。

图中：1、加工底座；2、凹模板；21、定位槽；3、凸模板；31、保护机构；311、轴杆；312、第一压缩弹簧；313、滑套；4、切换罩；41、调位机构；411、承载板；412、电机；413、第一齿轮；414、第二齿轮；415、四角控制环；416、行程开关；42、T架；43、第一伸缩缸；44、第二伸缩缸；5、圆罩；51、分隔磁板；52、下腔室；53、上腔室；6、分级缓冲机构；61、一级推杆；62、第二压缩弹簧；63、二级磁性压板；64、吸气单向阀；65、排气单向阀；7、回收单元；71、气环；72、弯管；73、吹气斜孔；8、固定板；81、负压组件；811、负压泵；812、中空气盘；813、放置槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

该具有缓冲防护功能的冲压模具的实施例如下：

请参阅图1－图4，一种具有缓冲防护功能的冲压模具，包括加工底座1、凹模板2、凸模板3，加工底座1的外部固定连接有切换罩4，凹模板2的表面开设有用于凸模板3配合冲压定位的定位槽21，凸模板3的外部活动连接有用于配合定位槽21对凸模板3和凹模板2冲压过程定位和冲压过程碰撞动能缓冲的保护机构31，保护机构31包括轴杆311、第一压缩弹簧312、滑套313，轴杆311均匀分布于凸模板3的下端左右侧，第一压缩弹簧312两端分别固定连接于滑套313的上端和轴杆311的上端，滑套313滑动连接于轴杆311外部用于配合定位槽21对凹模板2和凸模板3进行冲压过程定位和碰撞缓冲。

切换罩4的内部活动连接有用于控制凸模板3进行位置切换的调位机构41，调位机构41包括承载板411、电机412、第一齿轮413第二齿轮414、四角控制环415、行程开关416，承载板411固定安装于切换罩4内部，电机412的驱动轴与第一齿轮413固定连接，第一齿轮413转动装配在承载板411上并与第二齿轮414啮合，第二齿轮414轴线与T架42中心线重合，四角控制环415固定安装在第二齿轮414底端，四角控制环415与行程开关416在圆周范围等分四个方位控制第二齿轮414的位置，冲压和铆接切换过程电机412通过人工操作启动运行，行程开关416与电机412电连接，行程开关416触发，其内部电路断开，进而使得电机412停止通电，切换罩4的外部活动连接有用于衔接调位机构41和凸模板3的T架42，T架42的一端固定连接有第一伸缩缸43。

第一伸缩缸43对称设置在凸模板3且伸缩端部与凸模板3顶部固定连接，第二伸缩缸44与圆罩5同轴线，圆罩5包括分隔磁板51、下腔室52、上腔室53，分隔磁板51固定连接于圆罩5内部，分隔磁板51将圆罩5内部从下到上分隔为下腔室52和上腔室53。

T架42的另一端固定连接有第二伸缩缸44，第二伸缩缸44的伸缩端设置有用于在冲压零件铆接过程中实现缓冲功能的圆罩5和分级缓冲机构6，圆罩5的外部安装有回收单元7，回收单元7利用分级缓冲机构6产生的动能为圆罩5提供冷却驱动，分级缓冲机构6的底端固定连接有固定板8，固定板8的外部活动连接有用于定位铆钉的负压组件81。

通过第一伸缩缸43伸缩带动凸模板3升降，凸模板3与凹模板2运动配合对零件进行冲压成型，同时调位机构41中第一齿轮413与第二齿轮414使得T架42转动，第二齿轮414转动带动四角控制环415与行程开关416配合控制T架42的转动角度，T架42转动使得凸模板3和第二伸缩缸44、圆罩5、固定板8、负压组件81组成的压铆结构两者位置自由切换，不仅保证冲压模具的独立功能，同时实现冲压铆接共线操作，简化了设备，降低了零部件冲压和压铆成本。

本发明在使用时，零件放入凹模板2内侧，第一伸缩缸43通电伸长带动凸模板3运动，凸模板3带动轴杆311运动，轴杆311运动带动第一压缩弹簧312和滑套313运动，凸模板3运动直至与凹模板2接触冲压零件，同时滑套313随着凸模板3插入定位槽21保证凸模板3和凹模板2精确定位，滑套313插入定位槽21内侧并沿着轴杆311轴向滑动直至压缩第一压缩弹簧312。

零件冲压后电机412通电运行使得第一齿轮413转动，第一齿轮413转动使得第二齿轮414转动，第二齿轮414转动使得四角控制环415转动九十度直至与行程开关416接触，电机412停止通电，第二齿轮414转动带动T架42转动，T架42转动使得第一伸缩缸43、凸模板3、第二伸缩缸44、圆罩5、固定板8运动、负压组件81转动九十度，操作人员将待铆接件放入凹模板2内侧与冲压件配合，操作人员将铆钉放入负压组件81内侧，完成铆钉安装，铆接放件后，同理操作人员操作电机412通电运行转动使得第二齿轮414转动九十度，直至固定板8转动与凹模板2位置平行对应。

进一步的，请参阅图5－图7，分级缓冲机构6包括一级推杆61、第二压缩弹簧62、二级磁性压板63、吸气单向阀64、排气单向阀65，一级推杆61的一端固定连接于固定板8上，一级推杆61另一端滑动连接于下腔室52的内侧，第二压缩弹簧62的两端分别固定安装于一级推杆61的上端和分隔磁板51的下端，二级磁性压板63包括连接在一起的上端圆板和下端柱体，二级磁性压板63的上端圆板与分隔磁板51磁性相异并与上腔室53内壁滑动密封连接，吸气单向阀64与圆罩5内部相通，通过一级推杆61在圆罩5内部滑动使得第二压缩弹簧62压缩，继而对固定板8和凹模板2压铆过程中产生的碰撞进行缓冲，一级推杆61滑动直至与二级磁性压板63的下端柱体接触，二级磁性压板63受到一级推杆61碰撞挤压后，上端圆板发生移动以挤压上腔室53内部空气，上腔室53内部空气通过排气单向阀65排出实现对压铆过程分级缓冲，如此不仅避免的第二压缩弹簧62被过度压缩失效，也提高了压铆过程对第二伸缩缸44、圆罩5、固定板8、负压组件81组成压铆结构缓冲保护效果。

回收单元7包括气环71、弯管72、吹气斜孔73，气环71固定连接于圆罩5的外部，气环71与上腔室53的上端位置对应，弯管72的两端分别固定连接在排气单向阀65的外部，用于将上腔室53内部排出的空气输送到气环71内部，吹气斜孔73均位于上腔室53外侧，弯管72孔径规格小于排气单向阀65规格，以保证二级磁性压板63滑动时上腔室53内部能够产生正压。

排气单向阀65输送上腔室53内部压缩空气经过弯管72进入气环71内部，气环71表面吹气斜孔73产生气流吹向上腔室53对应的圆罩5表面来实现对二级磁性压板63压缩上腔室53内部空气产生热量的冷却，如此实现压铆过程对固定板8、负压组件81与凹模板2的铆接动能缓冲保护和动能回收利用。

本发明在使用时，固定板8与凹模板2位置对应后，第二伸缩缸44通电伸长带动圆罩5运动，圆罩5运动通过一级推杆61运动带动固定板8运动，固定板8运动带动负压组件81携带铆钉运动运动到凹模板2内侧直至与铆接件和冲压件接触，完成压铆过程，压铆过程中一级推杆61在圆罩5内侧下腔室52内部滑动使得第二压缩弹簧62压缩对压铆过程固定板8和凹模板2压铆碰撞动能进行吸收缓冲，一级推杆61滑动直至与二级磁性压板63接触，二级磁性压板63的下端柱体受到一级推杆61碰撞移动，二级磁性压板63的下端柱体移动带动上端圆板在圆罩5内部移动并挤压圆罩5内部的上腔室53内部空气并在上腔室53内部产生正压，上腔室53内部空气通过排气单向阀65排出输送到弯管72内部，气流经过弯管72进入气环71内部，气环71表面吹气斜孔73产生气流吹向上腔室53对应的圆罩5表面进行冷却，当压铆完成，一级推杆61在第二压缩弹簧62回复力作用下复位，二级磁性压板63上端圆板在分隔磁板51磁场中受到磁力吸附复位，上腔室53内部随着二级磁性压板63复位产生负压，外部空气通过吸气单向阀64吸入补充空气。

进一步地，请参阅图1、图8，负压组件81包括负压泵811、中空气盘812、放置槽813，负压泵811固定安装于固定板8的上表面用于给中空气盘812内部产生负压，中空气盘812固定安装于固定板8下端用于配合负压泵811产生负压吸附铆钉，放置槽813开设于中空气盘812下表面用于定位铆钉，固定板8切换至凹模板2正上方时中空气盘812与凹模板2上冲压件的铆接位置相对应，中空气盘812与负压泵811通过气管连接，中空气盘812在固定板8上表面的安装位置依据冲压零件铆接位置调整。

本发明在使用时，负压泵811通电运行通过气管使得中空气盘812内部产生负压，铆钉放入放置槽813内部堵塞中空气盘812气路，进而使得铆钉在负压作用下固定在放置槽813内侧。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种具有缓冲防护功能的冲压模具，包括加工底座（1）、凹模板（2）、凸模板（3），其特征在于：所述加工底座（1）的外部固定连接有切换罩（4），所述切换罩（4）的内部活动连接有用于控制凸模板（3）进行位置切换的调位机构（41），所述切换罩（4）的外部活动连接有用于衔接调位机构（41）和凸模板（3）的T架（42），所述T架（42）的一端固定连接有第一伸缩缸（43）；

所述T架（42）的另一端固定连接有第二伸缩缸（44），所述第二伸缩缸（44）的伸缩端设置有用于在冲压零件铆接过程中实现缓冲功能的圆罩（5）和分级缓冲机构（6），所述圆罩（5）的外部安装有回收单元（7），所述回收单元（7）利用分级缓冲机构（6）产生的动能为圆罩（5）提供冷却的驱动，所述分级缓冲机构（6）的底端固定连接有固定板（8），所述固定板（8）的外部活动连接有用于定位铆钉的负压组件（81）。

2.根据权利要求1所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述凹模板（2）的表面开设有用于凸模板（3）配合冲压定位的定位槽（21），所述凸模板（3）的外部活动连接有用于配合定位槽（21）对凸模板（3）和凹模板（2）冲压过程定位和冲压过程碰撞动能缓冲的保护机构（31），所述保护机构（31）包括轴杆（311）、第一压缩弹簧（312）、滑套（313），所述轴杆（311）均匀分布于凸模板（3）的下端左右侧，所述第一压缩弹簧（312）两端分别固定连接于滑套（313）的上端和轴杆（311）的上端，所述滑套（313）的滑动连接于轴杆（311）外部用于配合定位槽（21）对凹模板（2）和凸模板（3）进行冲压过程定位和碰撞缓冲吸能。

3.根据权利要求1所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述调位机构（41）包括承载板（411）、电机（412）、第一齿轮（413）第二齿轮（414）、四角控制环（415）、行程开关（416），所述承载板（411）固定安装于切换罩（4）内部，所述电机（412）的驱动轴与第一齿轮（413）固定连接，所述第一齿轮（413）转动装配在承载板（411）上并与第二齿轮（414）啮合，所述第二齿轮（414）轴线与T架（42）中心线重合，所述四角控制环（415）固定安装在第二齿轮（414）底端。

4.根据权利要求3所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述四角控制环（415）与行程开关（416）在圆周范围等分四个方位控制第二齿轮（414）的位置，所述行程开关（416）与电机（412）电连接，所述行程开关（416）触发，其内部电路断开，进而使得电机（412）停止通电。

5.根据权利要求1所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述第一伸缩缸（43）对称设置在凸模板（3）且伸缩端部与凸模板（3）顶部固定连接，所述第二伸缩缸（44）与圆罩（5）同轴线，所述圆罩（5）包括分隔磁板（51）、下腔室（52）、上腔室（53），所述分隔磁板（51）固定连接于圆罩（5）内部，所述分隔磁板（51）将圆罩（5）内部从下到上分隔为下腔室（52）和上腔室（53）。

6.根据权利要求5所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述分级缓冲机构（6）包括一级推杆（61）、第二压缩弹簧（62）、二级磁性压板（63）、吸气单向阀（64）、排气单向阀（65），所述一级推杆（61）的一端固定连接于固定板（8）的上，一级推杆（61）另一端滑动连接于下腔室（52）的内侧，所述第二压缩弹簧（62）的两端分别固定安装于一级推杆（61）的外部和分隔磁板（51）的下端，所述二级磁性压板（63）包括连接在一起的上端圆板和下端柱体，所述二级磁性压板（63）的上端圆板与分隔磁板（51）磁性相异并与上腔室（53）内壁滑动密封连接，所述吸气单向阀（64）与圆罩（5）内部相通。

7.根据权利要求6所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述回收单元（7）包括气环（71）、弯管（72）、吹气斜孔（73），所述气环（71）固定连接于圆罩（5）的外部，所述气环（71）与上腔室（53）的上端位置对应，所述弯管（72）的两端分别固定连接在排气单向阀（65）的外部用于输送二级磁性压板（63）动作将上腔室（53）内部空气输送到气环（71）内部，所述吹气斜孔（73）均位于上腔室（53）外侧，所述弯管（72）孔径规格小于排气单向阀（65）规格，以保证二级磁性压板（63）滑动时上腔室（53）内部能够产生正压。

8.根据权利要求1所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述负压组件（81）包括负压泵（811）、中空气盘（812）、放置槽（813），所述负压泵（811）固定安装于固定板（8）的上表面，所述中空气盘（812）固定安装于固定板（8）下端用于配合负压泵（811）产生负压吸附铆钉，所述放置槽（813）开设于中空气盘（812）下表面用于定位铆钉。

9.根据权利要求8所述的一种具有缓冲防护功能的冲压模具，其特征在于：所述固定板（8）切换至凹模板（2）正上方时中空气盘（812）与凹模板（2）上冲压件的铆接位置相对应，所述中空气盘（812）与负压泵（811）通过气管连接，所述中空气盘（812）在固定板（8）上表面的安装位置依据冲压零件铆接位置调整。