CN117358812B - 一种连续冲压冷却一体自动装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属冲压技术设备的领域，公开了一种连续冲压冷却一体自动装置，包括基座，基座上设有冲压模具和注水装置，冲压模具内开设有冷却腔，注水装置与冲压模具之间连接有供水管道，供水管道设有供水阀门，供水阀门设有第一调节齿轮，冷却腔内设有第一感温缸，第一感温缸内滑动连接有第一活塞，第一活塞与第一感温缸的底壁之间填充有水银，第一活塞固定连接有第一调节齿条。水银的温度会随着冲压模具的变化而热胀冷缩，驱动第一活塞带动第一调节齿条移动，驱动第一调节齿轮转动，实现对供水阀门开合程度的调控。冲压模具温度升高时，供水阀门开合程度增大，反之减小。本申请具有根据冲压模具温度的变化而调控冷却水的流量的效果。

Description

一种连续冲压冷却一体自动装置

技术领域

本申请涉及金属冲压技术设备的领域，尤其是涉及一种连续冲压冷却一体自动装置。

背景技术

冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是金属塑性加工的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压模具在连续冲压作业中，不断地与工件接触并发生摩擦生热，易导致冲压模具变形进而影响成品的精度，为了给冲压模具及时降温，冲压设备往往搭配冷却系统一同使用。

相关技术可参考公告号为CN113182441A的中国专利公开了一种冲压节能冷却系统，包括上模板和下模板，下模板位于上模板的下方，上模板和下模板的左侧均连接有单向阀，单向阀的进口处连接有注水装置，上模板和下模板的右侧连接有增压装置，增压装置的右侧连接有风力收集装置，风力收集装置的右侧连接有发电机，解决了传统的冷却系统会造成能量浪费以及环境污染的问题。

针对上述中的相关技术，冲压模具的温度受加工强度、环境温度等多种因素的影响，冲压模具温度降低后，冷却水的流量需求也会降低，注水装置流量不变地向冲压模具内持续通入冷却水，会造成冷却水资源的浪费，不利于成本控制。

发明内容

为了能够根据冲压模具温度的变化而调控冷却水的流量，本申请提供一种连续冲压冷却一体自动装置。

本申请提供一种连续冲压冷却一体自动装置，采用如下的技术方案：

一种连续冲压冷却一体自动装置，包括基座，基座上设有冲压模具和注水装置，冲压模具包括固定模具和活动模具，所述冲压模具内开设有冷却腔，注水装置与冲压模具之间连接有用于向冷却腔内通入冷却水的供水管道，冲压模具上连接有用于冷却水排出的排水管道，供水管道上设有用于控制流量的供水阀门，供水阀门上设有用于调控供水阀门开合程度的第一调节齿轮，冷却腔内设有第一感温缸，第一感温缸与冲压模具固定连接，第一感温缸内滑动连接有第一活塞，第一活塞与第一感温缸的底壁之间填充有用于驱动第一活塞滑动的水银，第一活塞远离水银一端固定连接有第一调节齿条，第一调节齿条的长度方向与第一活塞的滑动方向平行且第一调节齿条与第一调节齿轮啮合，水银受热膨胀时，第一调节齿条驱动第一调节齿轮向增大供水阀门开合程度的方向转动。

通过采用上述技术方案，注水装置通过供水管道向冷却腔内供给冷却水，来为冲压模具降温。当冲压模具的温度出现变化时，第一感温缸内水银的温度随之变化并会热胀冷缩，进而驱动第一活塞滑动。第一活塞滑动时会带动第一调节齿条移动，进而带动第一调节齿轮转动，实现对供水阀门开合程度的调控。冲压模具温度升高时，供水阀门开合程度增大，反之供水阀门开合程度减小，可以根据冲压模具温度的变化而调控冷却水的流量。

可选的，所述排水管道与冲压模具的连接点位置位于冷却腔的顶端。

通过采用上述技术方案，冷却水与冲压模具充分接触后，其温度会升高并使部分冷却水汽化产生水蒸气，水蒸气的密度较低，会在冷却腔内处于冷却水的上方，排水管道与冲压模具的连接点位置位于冷却腔的顶端，有助于将产生的水蒸气及时排出，避免影响冷却效果。

可选的，所述基座上设有用于向工件喷洒冷却水的第一喷头，第一喷头连接有用于向第一喷头供水的第一喷淋管道,第一喷淋管道上设有用于调控流量的喷淋阀门，喷淋阀门上设有用于控制喷淋阀门开合程度的第二调节齿轮，活动模具上设有第二调节齿条，活动模具向靠近固定模具的方向移动时，第二调节齿条随之向靠近第二调节齿轮的方向移动并与第二调节齿轮啮合，第二调节齿条与第二调节齿轮啮合后，第二调节齿轮带动第二调节齿轮向开启喷淋阀门并逐渐增大喷淋阀门开合程度的方向转动。

通过采用上述技术方案，冲压之后，工件因受到挤压和摩擦而升温，需要及时地将工件降温定型，来保持工件加工后的精度。冲压时，活动模具向靠近固定模具的方向移动，第二调节齿条同向移动，并在移动过程中与第二调节齿轮接触并啮合，带动第二调节齿轮向开启喷淋阀门并逐渐增大喷淋阀门开合程度的方向转动，喷淋阀门逐渐开启并喷洒冷却水，冲压完毕后活动模具带动第二调节齿条向远离固定模具方向移动，喷淋阀门逐渐关闭。可以在冲压过程中自动喷洒冷却水为工件降温。

可选的，所述第二调节齿条滑动连接于活动模具上且滑动方向平行于第二调节齿条的长度方向，活动模具上转动连接有用于驱动第二调节齿条滑动的螺纹杆。

通过采用上述技术方案，通过滑动第二调节齿条可以调节，初始位置时第二调节齿条与第二调节齿轮的间距，进而调节喷淋阀门开启的时间和时长，来适应不同的环境温度。

可选的，所述活动模具上设有用于感知室温的第二感温缸，第二感温缸内滑动连接有第二活塞，第二活塞与第二感温缸的底壁之间填充有水银，第二活塞远离水银一端固定连接有第三调节齿条，螺纹杆同轴固定连接有第三调节齿轮，第三调节齿条的长度方向与第二活塞的滑动方向平行且第三调节齿条与第三调节齿轮啮合，水银受热膨胀时，第三调节齿条带动第三调节齿轮转动，第三调节齿轮带动螺纹杆转动，螺纹杆驱动第二调节齿条向靠近固定模具方向滑动。

通过采用上述技术方案，车间的室温升高时，水银受热膨胀并驱动第二活塞向远离第二感温缸底壁的方向滑动，第三调节齿条同向移动并带动第三调节齿轮转动，第三调节齿轮带动螺纹杆转动，螺纹杆驱动第二调节齿条向靠近固定模具方向滑动，进而使第二调节齿条的起始位置更加靠近第二调节齿轮，在室温降低时，则会使第二调节齿条的起始位置更加远离第二调节齿轮，便于根据室温的变化自动调节工件降温能力。

可选的，所述活动模具上固定连接有用于阻挡热交换的隔热板，第二感温缸固定连接于隔热板上。

通过采用上述技术方案，阻隔了第二感温缸与活动模具之间的热交换，减少了活动模具温度变化对第二感温缸的干扰。

可选的，所述基座固定连接有动力缸，动力缸内滑动连接有第三活塞，第三活塞与动力缸的底壁之间形成动力腔，第三活塞远离动力腔的一端固定连接有传动杆，传动杆远离第三活塞一端与活动模具固定连接，基座上设有用于装设冷却水的冷却水箱和用于向工件喷洒冷却水的第二喷头，动力缸与冷却水箱之间连通有动力管道，冷却水箱与第二喷头之间连通有第二喷淋管道，活动模具向远离固定模具方向移动时，第三活塞向减小动力腔体积的方向滑动。

通过采用上述技术方案，在一次冲压完成后，活动模具向远离固定模具方向移动，活动模具通过传动杆带动第三活塞向靠近动力缸底壁的方向滑动，动力腔体积减小，气压升高，进而将压冷却水箱内的冷却水压入第二喷淋管道，并从第二喷头喷出，可以在冲压结束活动模具复位的过程中，实现冷却水的自动喷洒。

可选的，所述动力缸上连通有用于向动力腔内补充空气的供气管道，供气管道上设有用于限制气体仅能由外界进入动力腔内的单向阀。

通过采用上述技术方案，有助于减小第三活塞向远离动力缸底壁方向滑动时的阻力，进而减小活动模具复位的阻力。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在冲压工作中，冲压模具的温度会受到多种因素的影响，在冲压模具温度降低后，冷却水的流量需求也会降低，注水装置流量不变地向冲压模具内流速不变的通入冷却水，会造成冷却水资源的浪费，本申请中冲压模具的温度出现变化时，第一感温缸内水银的温度变化并热胀冷缩，驱动第一活塞滑动，随后通过第一调节齿条的传动来转动第一调节齿轮，实现对供水阀门开合程度的调控，冲压模具温度升高时，供水阀门开合程度增大，反之供水阀门开合程度减小，可以根据冲压模具温度的变化而调控冷却水的流量；

2.一次冲压之后，受压工件会因受到挤压和摩擦而升温，需要及时地将工件降温定型，若一直向工件位置喷洒冷却水，则不利于成本的控制，冲压时，活动模具向靠近固定模具的方向移动，并带动第二调节齿条同向移动，在移动过程中第二调节齿条与第二调节齿轮接触并啮合，随后带动第二调节齿轮向开启喷淋阀门并逐渐增大喷淋阀门开合程度的方向转动，喷淋阀门逐渐开启并喷洒冷却水，冲压完毕后活动模具带动第二调节齿条向远离固定模具方向移动，喷淋阀门逐渐关闭，可以在冲压过程中自动喷洒冷却水，有助于成本的控制。

附图说明

图1是本申请实施例一的整体结构示意图。

图2是本申请实施例一中用于展示第一感温缸的内部结构示意图。

图3是图1中A部分的放大示意图。

图4是本申请实施例一中用于展示第二感温缸的结构示意图。

图5是图4中B部分的放大示意图。

图6是本申请实施例一中用于展示第二感温缸的内部结构示意图。

图7是本申请实施例二的整体结构示意图。

图8是本申请实施例二的内部结构示意图。

附图标记说明：1、基座；11、第一喷头；111、第一喷淋管道；1111、喷淋阀门；1112、第二调节齿轮；12、第二喷头；121、第二喷淋管道；2、冲压模具；21、固定模具；22、活动模具；221、第二调节齿条；222、螺纹杆；2221、第三调节齿轮；223、隔热板；23、冷却腔；24、排水管道；25、第一感温缸；251、第一活塞；252、第一调节齿条；26、第二感温缸；261、第二活塞；262、第三调节齿条；3、注水装置；31、供水管道；311、供水阀门；3111、第一调节齿轮；4、动力缸；41、第三活塞；411、传动杆；42、动力腔；5、动力管道；6、冷却水箱；7、供气管道；71、单向阀。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本申请实施例公开一种连续冲压冷却一体自动装置。

参照图1和图2，一种连续冲压冷却一体自动装置，包括基座1，基座1用于支撑和安装各种设备。基座1安装有冲压模具2和注水装置3，冲压模具2包括定固定模具21和活动模具22，固定模具21固定连接基座1上，活动模具22竖直滑动连接与基座1上并通过液压设备驱动，配合固定模具21实现冲压工作，此为现有技术，本申请不做过多阐述。注水装置3为水泵，可为冷却水的循环提供动力。冲压模具2的内部开设有冷却腔23，注水装置3与冲压模具2之间连接有供水管道31，注水装置3通过供水管道31向冷却腔23内通入冷却水，同时冲压模具2上连接有排水管道24，冷却腔23的冷却水从排水管道24排出。冲压模具2温度改变后，冷却水的需求会降低，但是供水管道31内冷却水的流量不变，会造成冷却水资源的浪费，成本增加。本申请中供水管道31上安装有用于控制流量的供水阀门311，冲压模具2温度升高时，供水阀门311开合程度增大，反之供水阀门311开合程度减小，可以根据冲压模具2温度的变化而调控冷却水的流量。

参照图2和图3，供水阀门311上设置有第一调节齿轮3111，转动第一调节齿轮3111可以调控供水阀门311的开合程度。固定模具21上固定连接有第一感温缸25且第一感温缸25位于冷却腔23内，第一感温缸25一端开口且开口端与固定模具21得外界连通，第一感温缸25内滑动连接有第一活塞251，第一活塞251与第一感温缸25的底壁之间填充有水银，当冲压模具2的温度出现变化时，第一感温缸25内水银的温度同样随之变化并会热胀冷缩，体积变化过程中的水银会驱动第一活塞251滑动。第一活塞251远离水银一端固定连接有第一调节齿条252，第一调节齿条252的长度方向与第一活塞251的滑动方向平行，第一活塞251滑动时会带动第一调节齿条252同向移动。第一调节齿条252与第一调节齿轮3111啮合，移动的第一调节齿条252会驱动第一调节齿轮3111转动，进而实现对供水阀门311开合程度的调控。

参照图3和图4，冷却水在冷却腔23内与冲压模具2充分接触后，会受热导致其温度升高，使部分冷却水汽化并产生水蒸气，水蒸气会占据一定空间，进而减小冷却水与冲压模具2之间的接触面积，影响冷却效果。水蒸气的密度较低，会在冷却腔23内处于冷却水的上方，排水管道24与冲压模具2的连接点位置位于冷却腔23的顶端，有助于将产生的水蒸气及时排出，避免影响冷却效果。

参照图4和图5，在冲压过程中，工件受到挤压和摩擦后，其温度也会迅速升高，成型后的工件需要快速降温定型，来保持工件加工后的精度。基座1上安装有第一喷头11，第一喷头11连接有第一喷淋管道111，用于向第一喷头11供水,第一喷淋管道111上安装有喷淋阀门1111，喷淋阀门1111上安装有第二调节齿轮1112，转动第二调节齿轮1112可以调节喷淋阀门1111的开合程度，进而调整第一喷淋管道111内冷却水的流量。活动模具22上固定连接有第二调节齿条221，活动模具22向靠近固定模具21的方向移动时，第二调节齿条221随之靠近向第二调节齿轮1112的方向移动，在移动了一定的距离后，第二调节齿条221与第二调节齿轮1112啮合，并且第二调节齿条221带动第二调节齿轮1112向开启喷淋阀门1111并逐渐增大喷淋阀门1111开合程度的方向转动。可以在冲压前后及时向工件自动喷洒冷却水，及时为工件降温，保持工件加工后的精度。

参照图5和图6，为了控制成本，厂房的建设通常较为简单，保温效果较差，部分极端地区，夏季最高气温与冬季最低气温的差值超过六十摄氏度，受到气候变化的影响，加工车间中的室温变化幅度较大，不同室温下，工件降温所需的冷却水量也不同。第二调节齿条221滑动连接于活动模具22上，并且滑动方向平行于第二调节齿条221的长度方向，可以改变第二调节齿条221相对于第二调节齿轮1112的起始位置，进而可以随着室温的变化来调整第一喷头11开启的时间点和时间长度，匹配当前室温下合适的工件降温方案。活动模具22上转动连接有螺纹杆222，螺纹杆222与第二调节齿条221螺纹连接，转动螺纹杆222可以驱动和控制第二调节齿条221的滑动，并对第二调节齿条221具有一定的限位作用。

参照图5和图6，工作人员需要根据车间室温的变化，来调整第二调节齿条221的初始位置，但是部分地区的昼夜温差较大，需要工作人员频繁的测温和调整，人工成本较大。活动模具22上安装有第二感温缸26，第二感温缸26内滑动连接有第二活塞261，第二活塞261与第二感温缸26的底壁之间填充有水银，第二感温缸26可以感知室温的变化并于其内部的水银热交换。螺纹杆222同轴固定连接有第三调节齿轮2221，第二活塞261远离水银一端固定连接有第三调节齿条262，第三调节齿条262的长度方向与第二活塞261的滑动方向平行且第三调节齿条262与第三调节齿轮2221啮合。室温升高时，水银受热膨胀并驱动第二活塞261向远离第二感温缸26底壁的方向滑动，第三调节齿条262同向移动并带动第三调节齿轮2221转动，第三调节齿轮2221带动螺纹杆222转动，螺纹杆222驱动第二调节齿条向靠近固定模具21方向滑动，进而使第二调节齿条221的起始位置更加靠近第二调节齿轮1112，在冲压过程中增加第一喷头11的喷洒时间，增强降温能力；同理可知，在室温降低时，会使第二调节齿条221的起始位置更加远离第二调节齿轮1112，在冲压过程中减少第一喷头11的喷洒时间，减弱降温能力。可以根据室温的变化自动调节工件降温能力。

参照图5，第二感温缸26用于感知室温的变化，冲压过程中，活动模具22也会升温，对第二感温缸26造成一定的干扰，活动模具22上固定连接有用于阻止热交换的隔热板223，第二感温缸26固定连接于隔热板223上，阻止了第二感温缸26与活动模具22之间的热交换，减少了活动模具22温度变化对第二感温缸26造成的干扰。

本申请实施例一种连续冲压冷却一体自动装置的实施原理为：在冲压过程中，冲压模具2的温度会不断升高，注水装置3通过供水管道31向冷却腔23内供给冷却水为冲压模具2降温。当冲压模具2的温度出现变化时，第一感温缸25内水银的温度同时产生变化，并会热胀冷缩，水银体积发生变化，驱动第一活塞251滑动。第一活塞251滑动时会带动第一调节齿条252同向移动，进而带动第一调节齿轮3111转动，实现对供水阀门311开合程度的调控。冲压模具2温度升高时，供水阀门311开合程度增大，反之供水阀门311开合程度减小，可以根据冲压模具2温度的变化而调控冷却水的流量。

实施例二：

参照图7和图8，实施例二和实施例一的区别在于：工件降温的方式不同。基座1固定连接有动力缸4，动力缸4单端开口且开口朝下设置。动力缸4内滑动连接有第三活塞41，第三活塞41与动力缸4的底壁之间的区域为动力腔42，动力腔42的体积会随着第三活塞41的滑动和改变。第三活塞41远离动力腔42的一端固定连接有传动杆411，传动杆411远离第三活塞41一端与活动模具22固定连接，基座1上安装有冷却水箱6和第二喷头12，动力缸4与冷却水箱6之间连通有动力管道5，冷却水箱6与第二喷头12之间连通有第二喷淋管道121，活动模具22向远离固定模具21方向移动时，第三活塞41向靠近动力缸4底壁的方向滑动，动力腔42体积减小，气压升高，进而将冷却水箱6内的冷却水压入第二喷淋管道121，并从第二喷头12喷出，可以在冲压结束后活动模具22复位的过程中，实现冷却水的自动喷洒。

参照图7和图8，动力缸4上连通有用于向动力腔42内补充空气的供气管道7，供气管道7上设有用于限制气体仅能由外界进入动力腔42内的单向阀71。有助于减小第三活塞41向远离动力缸4底壁方向滑动时的阻力，进而减小活动模具22复位的阻力。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种连续冲压冷却一体自动装置，包括基座(1)，基座(1)上设有冲压模具(2)和注水装置(3)，冲压模具(2)包括固定模具(21)和活动模具(22)，其特征在于：所述冲压模具(2)内开设有冷却腔(23)，注水装置(3)与冲压模具(2)之间连接有用于向冷却腔(23)内通入冷却水的供水管道(31)，冲压模具(2)上连接有用于冷却水排出的排水管道(24)，供水管道(31)上设有用于控制流量的供水阀门(311)，供水阀门(311)上设有用于调控供水阀门(311)开合程度的第一调节齿轮(3111)，冷却腔(23)内设有第一感温缸(25)，第一感温缸(25)与冲压模具(2)固定连接，第一感温缸(25)内滑动连接有第一活塞(251)，第一活塞(251)与第一感温缸(25)的底壁之间填充有用于驱动第一活塞(251)滑动的水银，第一活塞(251)远离水银一端固定连接有第一调节齿条(252)，第一调节齿条(252)的长度方向与第一活塞(251)的滑动方向平行且第一调节齿条(252)与第一调节齿轮(3111)啮合，水银受热膨胀时，第一调节齿条(252)驱动第一调节齿轮(3111)向增大供水阀门(311)开合程度的方向转动,所述基座(1)上设有用于向工件喷洒冷却水的第一喷头(11)，第一喷头(11)连接有用于向第一喷头(11)供水的第一喷淋管道(111),第一喷淋管道(111)上设有用于调控流量的喷淋阀门(1111)，喷淋阀门(1111)上设有用于控制喷淋阀门(1111)开合程度的第二调节齿轮(1112)，活动模具(22)上设有第二调节齿条(221)，活动模具(22)向靠近固定模具(21)的方向移动时，第二调节齿条(221)随之向靠近第二调节齿轮(1112)的方向移动并与第二调节齿轮(1112)啮合，第二调节齿条(221)与第二调节齿轮(1112)啮合后，第二调节齿条(221)带动第二调节齿轮(1112)向开启喷淋阀门(1111)并逐渐增大喷淋阀门(1111)开合程度的方向转动,所述第二调节齿条(221)滑动连接于活动模具(22)上且滑动方向平行于第二调节齿条(221)的长度方向，活动模具(22)上转动连接有用于驱动第二调节齿条(221)滑动的螺纹杆(222),所述活动模具(22)上设有用于感知室温的第二感温缸(26)，第二感温缸(26)内滑动连接有第二活塞(261)，第二活塞(261)与第二感温缸(26)的底壁之间填充有水银，第二活塞(261)远离水银一端固定连接有第三调节齿条(262)，螺纹杆(222)同轴固定连接有第三调节齿轮(2221)，第三调节齿条(262)的长度方向与第二活塞(261)的滑动方向平行且第三调节齿条(262)与第三调节齿轮(2221)啮合，水银受热膨胀时，第三调节齿条(262)带动第三调节齿轮(2221)转动，第三调节齿轮(2221)带动螺纹杆(222)转动，螺纹杆(222)驱动第二调节齿条(221)向靠近固定模具(21)方向滑动。

2.根据权利要求1所述的一种连续冲压冷却一体自动装置，其特征在于：所述排水管道(24)与冲压模具(2)的连接点位置位于冷却腔(23)的顶端。

3.根据权利要求1所述的一种连续冲压冷却一体自动装置，其特征在于：所述活动模具(22)上固定连接有用于阻挡热交换的隔热板(223)，第二感温缸(26)固定连接于隔热板(223)上。

4.根据权利要求1所述的一种连续冲压冷却一体自动装置，其特征在于：所述基座(1)固定连接有动力缸(4)，动力缸(4)内滑动连接有第三活塞(41)，第三活塞(41)与动力缸(4)的底壁之间形成动力腔(42)，第三活塞(41)远离动力腔(42)的一端固定连接有传动杆(411)，传动杆(411)远离第三活塞(41)一端与活动模具(22)固定连接，基座(1)上设有用于装设冷却水的冷却水箱(6)和用于向工件喷洒冷却水的第二喷头(12)，动力缸(4)与冷却水箱(6)之间连通有动力管道(5)，冷却水箱(6)与第二喷头(12)之间连通有第二喷淋管道(121)，活动模具(22)向远离固定模具(21)方向移动时，第三活塞(41)向减小动力腔(42)体积的方向滑动。

5.根据权利要求4所述的一种连续冲压冷却一体自动装置，其特征在于：所述动力缸(4)上连通有用于向动力腔(42)内补充空气的供气管道(7)，供气管道(7)上设有用于限制气体仅能由外界进入动力腔(42)内的单向阀(71)。