CN117019988A - 一种板材冲切成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具成型技术领域，尤其是一种板材冲切成型设备，包括升降设备，所述升降设备上设有夹具，以连接固定凸模，升降设备底部设有受力底座，所述受力底座上固定有凹模。本发明在对模孔内的落料件进行取料时，通过第一吸管对落料件的一侧施加向上的力，落料件受力后会第二吸管与气管的铰接点为圆心进行转动，从而使落料件由水平状态转动为竖直状态，落料件转换为竖直状态后，其与模孔内的接触面积大幅度减小，从而减少落料件取出过程中模孔受到摩擦作用，以减缓下模的磨损速率，延长其使用寿命。

Description

一种板材冲切成型设备

技术领域

本发明涉及模具成型技术领域，尤其涉及一种板材冲切成型设备。

背景技术

冲裁加工是利用落料件的塑性变形而进行的一种加工方式，其通过凹凸模具之间的相对运动对落料件产生剪切作用，进而完成落料件的成型加工。

传统的冲裁设备在加工时，其模具工作状态如图1所示，原材料板103平铺在凹模102上，凸模101a自上而下对原材料板103施加压力，利用凸模101a底面平刃口与凹模102模孔之间形成的剪切力，从原材料板103裁出所需形状的落料件104a。

上述方式在进行冲裁加工时，由于原材料板103可塑性变形，凸模101a底面的平刃口在对原材料板103施压时，原材料板103会在水平方向发生塑性流动，导致受力部分在水平方向上发生微小的形变，当落料件104a从原材料板103上裁断下来后，落料件104a边缘处的形变部位会发生回复，这就导致落料件104a会略微小于凹模102的模孔，对于微小尺寸的零件，该种状态的误差是不被允许的。

为解决上述问题，现有技术中提出了利用凹形刃口凸模对微小尺寸零件进行加工，如图2所示，凹形刃口凸模在进行冲裁时，相较于平刃口的凸模101a，凹形刃口的凸模101b刃口不是同时切入，而是逐步切入材料，逐步切断，冲裁力平缓，且由于凹形刃口内部凹面具与原材料板102之间具有一定的间隙，可以将水平方向上的塑性流动转换为竖直方向上的塑性流动，从而防止落料件104b在水平方向上回缩。

相较于平刃口冲裁，凹形刃口冲裁虽大幅度提高了落料件精度，但凹形刃口冲裁的方式不可避免的会造成落料件104b的弯曲和上翘，落料件在从凹模102模孔下落时，弯曲和上翘的落料件104b在恢复至水平状态的过程中极易卡在模孔内，因此，凹形刃口的冲裁方式通常需要配合真空设备使用，真空吸取设备配合对模孔内的落料件104b进行取料，然而，由于落料件104b恢复过程中边缘部分会向外扩张，这就导致落料件104b边缘部分会与模孔内壁之间产生巨大摩擦阻力，真空吸取设备在取料过程中，落料件104b与模孔内壁间的摩擦力会导致凹模102的模孔内壁快速磨损，大幅度降低了模具的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种板材冲切成型设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种板材冲切成型设备，包括升降设备，所述升降设备上设有夹具，以连接固定凸模，升降设备底部设有受力底座，所述受力底座上固定有凹模。

在受力底座底部固定有电缸，所述电缸的输出端上轴向固定有缸体，所述缸体上开设有通孔，所述缸体内可滑动的配合有导柱，所述导柱可滑动的配合在凹模的模孔内，所述导柱上开设有滑动孔，所述滑动孔内可滑动的配合有滑管，所述滑管一端铰接有第一吸管，所述导柱上固接有气管，所述气管一端上铰接有第二吸管，所述导柱上设有驱动结构以驱动滑管在滑动孔内滑动。

优选的，所述导柱上开设有流道，以将气管与缸体内部连通。

优选的，所述滑管与第一吸管之间通过软管连接。

优选的，所述气管与第二吸管之间通过软管连接。

优选的，所述驱动结构包括安装板，所述安装板固接在气管上，所述安装板上可转动的安装有第一齿轮，所述第一齿轮螺接在滑管上，所述安装板上固接有电机，所述电机的输出端上固接有第一不完全齿轮，所述第一不完全齿轮与第一齿轮相匹配。

优选的，所述滑管表面设有与第一齿轮螺纹配合的往复螺纹。

优选的，所述导柱上可转动的安装有内螺纹管，所述缸体内固接有螺杆，所述内螺纹管螺接在螺杆上，所述内螺纹管端部固接有转动块，所述转动块上开设有圆弧状的滑槽，所述滑槽内设有弹簧，所述转动块上可转动的安装有第二不完全齿轮，所述第二不完全齿轮上固接有限位块，所述限位块可滑动的配合在滑槽上，所述第二不完全齿轮上同轴线固接有圆弧状的齿条，所述安装板上可转动的安装有短轴，短轴的一端固接有第二齿轮，另一端固接有第三不完全齿轮，所述第二齿轮与第一不完全齿轮相匹配，所述第二不完全齿轮及齿条两者与第三不完全齿轮相匹配。

本发明提出的一种板材冲切成型设备，有益效果在于：本发明在对模孔内的落料件进行取料时，通过第一吸管对落料件的一侧施加向上的力，落料件受力后会第二吸管与气管的铰接点为圆心进行转动，从而使落料件由水平状态转动为竖直状态，落料件转换为竖直状态后，其与模孔内的接触面积大幅度减小，从而减少落料件取出过程中模孔受到摩擦作用，以减缓下模的磨损速率，延长其使用寿命。

附图说明

图1为平刃口凸模的工作示意图。

图2为凹形刃口凸模的工作示意图。

图3为本发明提出的一种板材冲切成型设备的结构示意图。

图4为本发明提出的一种板材冲切成型设备的凸模与凹模的配合图。

图5为本发明提出的一种板材冲切成型设备的电缸及缸体的结构示意图。

图6为本发明提出的一种板材冲切成型设备的缸体的结构示意图。

图7为本发明提出的一种板材冲切成型设备的缸体内部的结构示意图。

图8为本发明提出的一种板材冲切成型设备的导柱内部的结构示意图。

图9为本发明提出的一种板材冲切成型设备的导柱内部的另一结构示意图。

图10为本发明提出的一种板材冲切成型设备的第一吸管及第二吸管的结构示意图。

图11为本发明提出的一种板材冲切成型设备的齿条及第二不完全齿轮的结构示意图。

图12为本发明提出的一种板材冲切成型设备的图11的俯视图。

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、完整地描述，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。

参照图3-5，一种板材冲切成型设备，包括升降设备24，升降设备24上设有夹具25，以连接固定凸模26，升降设备24底部设有受力底座28，受力底座28上固定有凹模27，受力底座28上表面开设有贯穿受力底座28的定位孔。

在受力底座28底部固定有电缸1，电缸1的输出端上轴向固定有缸体2，缸体2上开设有通孔201，缸体2内可滑动的配合有导柱4，导柱4可滑动的配合在凹模27的模孔内，导柱4上开设有滑动孔401，滑动孔401内可滑动的配合有滑管6，滑管6一端铰接有第一吸管8，滑管6与第一吸管8之间通过软管连接，导柱4上固接有气管7，导柱4上开设有流道402，以将气管7与缸体2内部连通，气管7一端上铰接有第二吸管9，气管7与第二吸管9之间通过软管连接，导柱4上设有驱动结构以驱动滑管6在滑动孔401内滑动。

在进行冲裁工作时，升降设备24通过夹具25驱动凸模26下移，对凹模27上的材料板进行冲裁，裁断下来的落料件位于凹模27内的模孔内。

在对模孔内的落料件取料时，首先启动电缸1，电缸1驱动缸体2上移至受力底座28上的定位孔内，缸体2上的导柱4此时对应插入模孔内。

驱动导柱4上移，令第一吸管8及第二吸管9抵靠在落料件上，真空设备通过管路202连接至通孔201上，启动真空设备令缸体2内产生负压。

由于第一吸管8通过软管、滑管6与缸体2连通，第一吸管8内部此时也处于负压状态，在外界大气压作用下第一吸管8吸附在落料件上。

由于第二吸管9通过软管、气管7及流道402与缸体2连通，第二吸管9内部此时也处于负压状态，在外界大气压作用下第二吸管9吸附在落料件上。

驱动结构驱动滑管6在滑动孔401内上移，滑管6上移过程中会带动第一吸管8上移，由于第一吸管8吸附在落料件上，第一吸管8上移过程中会从一侧对落料件施加向上的力，落料件一侧受力后会以第二吸管9与气管7的铰接点为圆心进行转动，在落料件转动过程中，第一吸管8也会在滑管6上进行转动。

当落料件转动90度后，即落料件从水平状态转动至竖直状态后，滑管6停止上移，接着驱动导柱4下移即可将落料件从凹模27的模孔内取出。

相较于现有技术，本发明在对模孔内的落料件进行取料时，通过第一吸管8对落料件的一侧施加向上的力，落料件受力后会第二吸管9与气管7的铰接点为圆心进行转动，从而使落料件由水平状态转动为竖直状态，落料件转换为竖直状态后，其与模孔内的接触面积大幅度减小，从而减少落料件取出过程中模孔受到摩擦作用，以减缓下模27的磨损速率，延长其使用寿命。

如图6-10所示，驱动结构包括安装板12，安装板12固接在气管7上，安装板12上可转动的安装有第一齿轮11，滑管6表面设有与第一齿轮11螺纹配合的往复螺纹，第一齿轮11螺接在滑管6上，安装板12上固接有电机13，电机13的输出端上固接有第一不完全齿轮14，第一不完全齿轮14与第一齿轮11相匹配。

驱动结构在工作时，由电机13驱动第一不完全齿轮14转动，第一不完全齿轮14与第一齿轮11啮合时，会驱动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11螺纹配合在滑管6表面的往复螺纹上，第一齿轮11转动过程中会驱动滑管6沿轴向做直线往复运动，从而控制与之连接的第一吸管8进行升降运动。

如图7-9及图11-12所示，导柱4上可转动的安装有内螺纹管5，缸体2内固接有螺杆3，内螺纹管5螺接在螺杆3上，内螺纹管5端部固接有转动块20，转动块20上开设有圆弧状的滑槽23，滑槽23内设有弹簧22，转动块20上可转动的安装有第二不完全齿轮19，第二不完全齿轮19上固接有限位块21，限位块21可滑动的配合在滑槽23上，第二不完全齿轮19上同轴线固接有圆弧状的齿条18，安装板12上可转动的安装有短轴16，短轴16的一端固接有第二齿轮15，另一端固接有第三不完全齿轮17，第二齿轮15与第一不完全齿轮14相匹配，第二不完全齿轮19及齿条18两者与第三不完全齿轮17相匹配。

在由电机13驱动第一不完全齿轮14转动过程中，当第一不完全齿轮14与第二齿轮15啮合时，第一不完全齿轮14会驱动第二齿轮15转动，第二齿轮15转动会带动短轴16转动，短轴16转动会驱动第三不完全齿轮17转动，第三不完全齿轮17在转动过程中会间歇性的与齿条18及第二不完全齿轮19啮合，当第三不完全齿轮17与第二不完全齿轮19啮合时会驱动第二不完全齿轮19转动，当第三不完全齿轮17与齿条18啮合时会驱动第二不完全齿轮19反转，对于第二不完全齿轮19的转动状态，如图11所示，其中：

当第三不完全齿轮17与第二不完全齿轮19啮合使得第二不完全齿轮19转动时，第二不完全齿轮19通过限位块21驱动转动块20同步转动，转动块20转动带动内螺纹管5转动，由于内螺纹管5与螺杆3螺纹配合，在内螺纹管5转动过程中会沿着轴向上移。

当第三不完全齿轮17与齿条18啮合使得第二不完全齿轮19反转时，第二不完全齿轮19会带动限位块21反转，限位块21反转首先会压缩弹簧22，弹簧22被压缩后其自身的弹力会随之增大，转动块20受到的弹力也会随之增大，当弹簧22的弹力大于转动块20所受的阻力时，弹簧22会驱动转动块20反转，转动块20反转会驱动内螺纹管5反转，在内螺纹管5反转过程中会沿着轴向下移。

由于弹簧22的弹力逐步增大，转动块20所受的弹力也会逐步增大，因此，转动块20反转过程中其速度及加速度也会逐步增大，直至转动块20与第二不完全齿轮19的转速相同，转动块20反转的速度逐步增大过程中，内螺纹管5反转速度也是逐步增大，因此，内螺纹管5轴向下移也是逐步增大的，其带动导柱4下移的速度也会从零逐渐增大至最大值，导柱4带动第一吸管8及第二吸管9下移速度也是从零逐渐增大至最大值。

第一吸管8及第二吸管9是通过吸力与落料件连接的，倘若第一吸管8及第二吸管9在下移过程中的瞬时速度过大，第一吸管8及第二吸管9可能会因吸力无法提供落料件加速瞬间所需的力，而导致落料件与上述两个吸管分离，因此，在落料件取料过程中，本发明令第一吸管8及第二吸管9的下移速度从零逐渐增大至最大值，以防止第一吸管8及第二吸管9在刚开始下移的瞬间加速度过大而导致的落料件分离。

工作流程及工作原理：

在进行冲裁工作时，升降设备24通过夹具25驱动凸模26下移，对凹模27上的材料板进行冲裁，裁断下来的落料件位于凹模27内的模孔内。

在对模孔内的落料件取料时，首先启动电缸1，电缸1驱动缸体2上移至受力底座28上的定位孔内，缸体2上的导柱4此时对应插入模孔内。

启动电机13，电机13驱动第一不完全齿轮14转动，其工作步骤如下：

S1、第一不完全齿轮14首先驱动第二齿轮15转动，第二齿轮15转动会带动短轴16转动，短轴16转动会驱动第三不完全齿轮17转动，对于第三不完全齿轮17转动其工作过程中如下：

S11、第三不完全齿轮17先与第二不完全齿轮19啮合使得第二不完全齿轮19转动，第二不完全齿轮19通过限位块21驱动转动块20同步转动，转动块20转动带动内螺纹管5转动，由于内螺纹管5与螺杆3螺纹配合，在内螺纹管5转动过程中会沿着轴向上移，内螺纹管5上移带动导柱4上移，导致带动第一吸管8及第二吸管9上移；

S12、当第一吸管8及第二吸管9上移至最高点时，第一吸管8及第二吸管9抵靠在落料件上，此时，第一不完全齿轮14与第二齿轮15分离、第三不完全齿轮17与第二不完全齿轮19分离；

S2、第一不完全齿轮14与第二齿轮15分离后，第一不完全齿轮14与第一齿轮11啮合，第一不完全齿轮14驱动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11螺纹配合在滑管6表面的往复螺纹上，第一齿轮11先驱动滑管6上移，滑管6上移带动第一吸管8上移，由于第一吸管8吸附在落料件上，第一吸管8上移过程中会从一侧对落料件施加向上的力，落料件一侧受力后会以第二吸管9与气管7的铰接点为圆心进行转动；

S21、当落料件转动90度后，即落料件从水平状态转动至竖直状态后，第一不完全齿轮14与第一齿轮11分离；

S22、第一不完全齿轮14与第一齿轮11分离后，第一不完全齿轮14重新与第二齿轮15进行啮合，使得第二齿轮15再次进行转动；

S23、第二齿轮15再次进行转动时，第三不完全齿轮17与齿条18啮合，使得第二不完全齿轮19反转，第二不完全齿轮19反转会带动限位块21反转，限位块21反转首先会压缩弹簧22，弹簧22被压缩后其自身的弹力会随之增大，转动块20受到的弹力也会随之增大，当弹簧22的弹力大于转动块20所受的阻力时，弹簧22会驱动转动块20反转，转动块20反转会驱动内螺纹管5反转，在内螺纹管5反转过程中会下移，内螺纹管5下移带动导柱4下移，导柱4带动第一吸管8及第二吸管9下移，第一吸管8及第二吸管9两者带动落料件保持竖直状态下移；

S3、在导柱4下移过程中，再次启动电缸1，电缸1带动缸体2下移，从而令落料件完全从模孔内取出；

S4、当缸体2移动至最低点后，导柱4也下移至最低点，此时，第三不完全齿轮17与齿条18分离，第一不完全齿轮14也恰好与第二齿轮15分离；

S5、第一不完全齿轮14与第二齿轮15分离后，第一不完全齿轮14重新与第一齿轮11啮合，第一不完全齿轮14再次驱动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11螺纹配合在滑管6表面的往复螺纹上，此时，第一齿轮11将驱动滑管6下移，滑管6下移带动第一吸管8下移，由于第一吸管8吸附在落料件上，第一吸管8上移过程中会从一侧对落料件施加向下的力，令落料件从竖直状态恢复至水平状态，而第一吸管8及第二吸管9也将完成复位。

相较于现有技术，本发明在对模孔内的落料件进行取料时，通过第一吸管8对落料件的一侧施加向上的力，落料件受力后会第二吸管9与气管7的铰接点为圆心进行转动，从而使落料件由水平状态转动为竖直状态，落料件转换为竖直状态后，其与模孔内的接触面积大幅度减小，从而减少落料件取出过程中模孔受到摩擦作用，以减缓下模27的磨损速率，延长其使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种板材冲切成型设备，包括升降设备（24），所述升降设备（24）上设有夹具（25），以连接固定凸模（26），升降设备（24）底部设有受力底座（28），所述受力底座（28）上固定有凹模（27），其特征在于：

在受力底座（28）底部固定有电缸（1），所述电缸（1）的输出端上轴向固定有缸体（2），所述缸体（2）上开设有通孔（201），所述缸体（2）内可滑动的配合有导柱（4），所述导柱（4）可滑动的配合在凹模（27）的模孔内，所述导柱（4）上开设有滑动孔（401），所述滑动孔（401）内可滑动的配合有滑管（6），所述滑管（6）一端铰接有第一吸管（8），所述导柱（4）上固接有气管（7），所述气管（7）一端上铰接有第二吸管（9），所述导柱（4）上设有驱动结构以驱动滑管（6）在滑动孔（401）内滑动。

2.根据权利要求1所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述导柱（4）上开设有流道（402），以将气管（7）与缸体（2）内部连通。

3.根据权利要求1所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述滑管（6）与第一吸管（8）之间通过软管连接。

4.根据权利要求1所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述气管（7）与第二吸管（9）之间通过软管连接。

5.根据权利要求1所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述驱动结构包括安装板（12），所述安装板（12）固接在气管（7）上，所述安装板（12）上可转动的安装有第一齿轮（11），所述第一齿轮（11）螺接在滑管（6）上，所述安装板（12）上固接有电机（13），所述电机（13）的输出端上固接有第一不完全齿轮（14），所述第一不完全齿轮（14）与第一齿轮（11）相匹配。

6.根据权利要求5所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述滑管（6）表面设有与第一齿轮（11）螺纹配合的往复螺纹。

7.根据权利要求5所述的板材冲切成型设备，其特征在于，所述导柱（4）上可转动的安装有内螺纹管（5），所述缸体（2）内固接有螺杆（3），所述内螺纹管（5）螺接在螺杆（3）上，所述内螺纹管（5）端部固接有转动块（20），所述转动块（20）上开设有圆弧状的滑槽（23），所述滑槽（23）内设有弹簧（22），所述转动块（20）上可转动的安装有第二不完全齿轮（19），所述第二不完全齿轮（19）上固接有限位块（21），所述限位块（21）可滑动的配合在滑槽（23）上，所述第二不完全齿轮（19）上同轴线固接有圆弧状的齿条（18），所述安装板（12）上可转动的安装有短轴（16），短轴（16）的一端固接有第二齿轮（15），另一端固接有第三不完全齿轮（17），所述第二齿轮（15）与第一不完全齿轮（14）相匹配，所述第二不完全齿轮（19）及齿条（18）两者与第三不完全齿轮（17）相匹配。