CN117463899B - 一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统，包括从上到下依次设置的上模装置、送料装置和下模装置，上模装置包括N个上模模组单元，下模装置包括N个下模模组单元，上模模组单元与下模模组单元一一适配且对应设置；送料装置包括驱动组件、固定机架、移动机架和N个夹取组件单元，N个夹取组件单元设置在移动机架上；移动机架通过驱动组件安装在固定机架上，驱动组件用于带动移动机架在固定机架上移动，从而带动所有夹取组件单元同步移动，将产品传送到目标上模模组单元和下模模组单元之间；N为大于1的整数。本发明提供一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统,实现薄壁、小尺寸产品的连续送料拉伸成型，提高材料利用率。

Description

一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统

技术领域

本发明属于成型工艺技术领域，具体涉及一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统。

背景技术

汽车上使用的温度传感器外壳、轴承套、转子套均采用拉伸成型工艺制成，精度要求高。由于产品直径较小，一般内径为1.5～10mm，且材料较薄，一般壁厚为0.1～0.8mm，所以目前均采用连续模送料方式进行生产。然而连续模送料方式需要在产品的周边做细带连接，才能满足产品的送料，增加了单个产品的料耗，生产成本较高。而且，多品种小批量的零部件，较难实现共模，开发周期长，增加了模具制作成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统,实现薄壁、小尺寸产品的连续送料拉伸成型，提高材料利用率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统，包括从上到下依次设置的上模装置、送料装置和下模装置，所述上模装置包括N个上模模组单元，下模装置包括N个下模模组单元，上模模组单元与下模模组单元一一适配且对应设置；所述送料装置包括驱动组件、固定机架、移动机架和N个夹取组件单元，N个夹取组件单元设置在移动机架上；移动机架通过驱动组件安装在固定机架上，驱动组件用于带动移动机架在固定机架上移动，从而带动所有夹取组件单元同步移动，将产品传送到目标上模模组单元和下模模组单元之间；所述N为大于1的整数。

作为本发明实施例的进一步改进，所述夹取组件单元包括两个对称设置的夹块和两个夹取驱动件，夹取驱动件与夹块连接，用于调整两个夹块的夹持端面之间的距离以夹取和释放产品。

作为本发明实施例的进一步改进，所述夹取驱动件包括线性弹簧、固定板和推杆，固定板固定在移动机架上，固定板设有滑槽；夹块与推杆的一端连接，推杆的另一端设置在固定板的滑槽内且可在滑槽内移动；线性弹簧的一端与夹块固定连接，另一端与固定板固定连接；线性弹簧呈自然状态时，两个夹块的夹持端面之间的最大距离小于所夹产品的直径；还包括拨动装置，拨动装置用于拨动两个夹块背向移动而增大两个夹块的夹持端面之间的距离以释放产品。

作为本发明实施例的进一步改进，所述拨动装置包括N个拨动组件单元，N个拨动组件单元分别安装在N个上模模组单元上；拨动组件单元包括拨块，拨动组件单元随上模模组单元下降后，拨块插入夹取组件单元的两个夹块之间以使两个夹块背向移动。

作为本发明实施例的进一步改进，每个拨动组件单元具有两块拨块。

作为本发明实施例的进一步改进，所述N个上模模组单元根据成型工序的顺序依次间隔布设，N个下模模组单元根据成型工序的顺序依次间隔布设，所述N个夹取组件单元根据成型工序的顺序依次间隔布设。

作为本发明实施例的进一步改进，所述下模模组单元包括拉伸凹模，拉伸凹模的内壁纵向截面为连续变化的曲线，包括从上到下依次连接的第一弧线段、第二弧线段、第三弧线段、平行于轴线的第一直线段和向下向外倾斜的第二直线段。

作为本发明实施例的进一步改进，所有下模模组单元的拉伸凹模的外形相同且外径相等。

作为本发明实施例的进一步改进，所述上模模组单元包括从上到下依次连接的上模板、上垫板、上固定板、拉伸冲头和拉伸凸模，拉伸冲头上套设有第一矩形弹簧；所述拉伸冲头与上固定板可拆卸连接。

作为本发明实施例的进一步改进，在减薄拉伸工序中，采用适配的上模模组单元和下模模组单元，按照10%t的减薄率，实现变薄与拉伸同步成型。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明实施例在上模装置和下模装置之间设置送料装置，送料装置采用N个夹取组件单元夹持产品，N个夹取组件单元分别对应N个成型工序，每个夹取组件单元将其对应成型工序中成型后的产品传送到下一个成型工序的工位上，即下一个成型工序对应的上模模组单元和下模模组单元之间后，再回到其对应的成型工序的工位上；N个夹取组件单元同步在固定机架上来回移动，可同时将N个对应成型工序中成型后的产品传送到下一个成型工序中，从而实现薄壁、小尺寸产品的连续送料拉伸成型。各成型工序工位上的产品之间相互独立，无需做细带连接，提高材料利用率。

附图说明

图1为本发明实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统中送料装置的俯视图；

图2为本发明实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统中夹取组件单元和拨动组件单元的结构示意图；

图3是本发明实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统中上模模组单元和下模模组单元的结构示意图；

图4是本发明实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统中拉伸凹模的截面图；

图5是图4中A部的放大图。

图中有：上模模组单元11、上模板121、上垫板122、上固定板123、拉伸冲头124、拉伸凸模125、第一矩形弹簧126、送料装置2、移动机架21、夹取组件单元22、夹块221、线性弹簧222、固定板223、限位块224、下模模组单元31、拉伸凹模321、第一弧线段3211、第二弧线段3212、第三弧线段3213、第一直线段3214、第二直线段3215、下模板322、下垫板323、下模座324、下底板325、顶料块326、弹簧套筒327、第二矩形弹簧328、拨块411、产品5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明实施例提供一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统，包括从上到下依次设置的上模装置、送料装置2和下模装置。上模装置包括上模架和N个上模模组单元11，N个上模模组单元11沿上模架的长度方向布设。下模装置包括下模架和N个下模模组单元31，N个下模模组单元31沿下模架的长度方向布设。上模架和下模架上下平行设置，上模模组单元11与下模模组单元31一一适配且对应设置。N对适配的上模模组单元11和下模模组单元31分别对应N个成型工序，N对上模模组单元11和下模模组单元31之间形成N个成型工位。其中，N为大于1的整数，N具体根据成品所需的成型工序的数量设置，可以等于成型工序数量，也可以是成型工序数量的倍数。例如，N=2，N=3，N=4，……，或者N=15，甚至更大。使用时，送料装置将产品传送到目标成型工序的成型工位上，目标成型工序对应的上模装置下降进行冲压，上模模组单元11与下模模组单元31配合将产品拉伸成型。

如图1所示，送料装置2包括驱动组件、固定机架、移动机架21和N个夹取组件单元22，移动机架21和上模架以及下模架相互平行设置，N个夹取组件单元22沿移动机架的长度方向设置在移动机架21上。移动机架21通过驱动组件安装在固定机架上，驱动组件用于带动移动机架21在固定机架上移动，从而带动N个夹取组件单元22同步移动。

初始状态时，N个夹取组件单元22分别位于对应的N个成型工位上，即分别位于N对适配的上模模组单元11和下模模组单元31之间，并夹取成型工位上已完成该成型工序的产品。在驱动组件作用下，N个夹取组件单元22同步将产品传送到各自对应的下一成型工位，释放产品，再返回自己的成型工位。其中，驱动组件采用凸轮传动机构，具体包括电机、锥形齿轮组、连杆、链轮组件和凸轮，电机的驱动轴通过锥形齿轮组与连杆的一端连接，连杆的另一端通过链轮组件与凸轮连接，凸轮与移动机架连接。工作时，电机经锥形齿轮、连杆和链轮组件带动凸轮转动，从而带动移动机架来回移动。

优选的，N个上模模组单元11根据成型工序的顺序依次间隔布设，N个下模模组单元31根据成型工序的顺序依次间隔布设，N个夹取组件单元22根据成型工序的顺序依次间隔布设。上模模组单元11、下模模组单元31和夹取组件单元22均根据成型工序的顺序依次布设，仅需将产品依次向后移动一个成型工位，提高加工效率。

每个产品在第一个成型工位上拉伸成型后，第一个成型工位上的夹取组件单元22将其传送到第二个成型工位，拉伸成型后，第二个成型工位上的夹取组件单元将其移动到第三个成型工位，依此，倒数第二个成型工位上的夹取组件单元将其移动到最后一个成型工位，拉伸成型后得到成品。当第一个成型工位上的夹取组件单元将产品移动到第二个成型工位时，第二个成型工位上的夹取组件单元将前一个产品移动到第三个成型工位上，第三个成型工位上的夹取组件单元将前一个产品移动到第四个成型工位上，……，第N个成型工位上的夹取组件单元将成品移动到成品工位上，实现产品连续送料拉伸成型。

本发明实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，在上模装置和下模装置之间设置送料装置2，送料装置采用N个夹取组件单元22夹取产品，N个夹取组件单元分别对应N个成型工位，与N个上模模组单元和N个下模模组单元一一对应，上模装置一次冲压可同时进行N个产品的不同工序的拉伸成型。N个夹取组件单元同步来回移动，每个夹取组件单元夹取其工位上完成对应成型工序的产品，并移动到下一个工位上，即下一个成型工序对应的上模模组单元和下模模组单元之间后，释放产品，夹取组件单元回到其工位上，从而实现最小壁厚为0.1mm、最小内径为1.5mm的小尺寸产品的连续送料拉伸成型。各成型工位上的产品之间相互独立，无需做细带连接，提高材料利用率30%以上。

作为优选例，如图2所示，夹取组件单元22包括两个对称设置的夹块221和两个夹取驱动件，两个夹块221的相对端面为夹持端面，夹持端面的形状与所夹产品的外形适配。夹取驱动件与夹块221连接，用于调整两个夹块的夹持端面之间的距离，以夹取和释放产品。两个夹块221的对称轴线平行于N个夹取组件单元22的布设方向，即夹取组件单元22的移动方向。本实施例采用两个夹块夹持产品，通过调整两个夹块之间的距离来夹取和释放产品，结构简单，仅需控制二维平面的运动，即可实现夹取和释放产品以及带动产品移动。

优选的，夹取驱动件包括线性弹簧222、固定板223和推杆，线性弹簧222的一端与夹块221固定连接，另一端与固定板223固定连接。固定板223固定在移动机架上，固定板设有滑槽。夹块221与推杆的一端连接，推杆的另一端设置在固定板223的滑槽内且可在滑槽内移动，夹块移动时起到导向作用。线性弹簧222呈自然状态时，两个夹块的夹持端面之间的最大距离小于所夹产品的直径。线性弹簧呈自然状态时，所有夹持组件单元的两个夹块的夹持端面之间的最大距离可不相同，与对应成型工序中产品尺寸适配。本实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统还包括拨动装置，拨动装置用于拨动两个夹块221背向移动而增大两个夹块的夹持端面之间的距离，以释放产品。

上述实施例中，利用线性弹簧222的弹力带动两个夹块221相向移动以夹紧产品，利用拨动装置带动两个夹块221背向移动以释放产品。根据产品的尺寸弹性控制夹持力，既能保持产品夹持的稳定性，又能防止夹持力过大而使产品产生夹持痕迹。

进一步优选，拨动装置包括N个拨动组件单元，N个拨动组件单元分别安装在N个上模模组单元11上。拨动组件单元包括拨块411，拨动组件单元随上模模组单元11下降后，拨块411插入夹取组件单元22的两个夹块之间，以使两个夹块背向移动。优选的，每个拨动组件单元包括两块拨块411，两个拨块分别位于上模模组单元的拉伸冲头的两侧。优选的，拨块的底端侧面与夹块顶端侧面相适配，便于拨块在下降过程中插入两个夹块之间，以推动两个夹块背向移动。

上述实施例设置N个拨动组件单元，分别用于拨动对应的夹取组件单元的两个夹块，拨块的大小根据对应的夹取组件单元的线性弹簧呈自然状态时，两个夹块的夹持端面之间的最大距离所设置，即根据对应成型工序中产品的尺寸所设置，保证顺利拨动夹块以释放产品。拨动组件单元设置在上模模组单元上，跟随上模模组单元同步升降，在上模模组单元下降冲压时，拨动组件单元拨动夹块释放产品，产品进行拉伸成型，而夹取组件单元回到其对应的成型工位。上模模组单元上升，拨块组件单元上升，夹取组件单元夹取其对应成型工位上的产品，将产品传送到下一成型工位。无需单独控制拨动装置运动，结构简单，提高加工效率。

作为优选例，如图3所示，下模模组单元31包括从上到下依次连接的下模板322、下垫板323、下模座324和下底板325，下模板322内安装有拉伸凹模321，拉伸凹模321内设有顶料块326，顶料块326底部穿过下模板322和下垫板323，与穿过下模座324和下底板325的弹簧套筒327连接，弹簧套筒327内设有第二矩形弹簧328。顶料块326用于拉伸成型后，在设有第二矩形弹簧328的弹簧套筒327作用下将产品从拉伸凹模321内脱出。

如图4和图5所示，拉伸凹模321的内壁纵向截面为连续变化的曲线，包括从上到下依次连接的第一弧线段3211、第二弧线段3212、第三弧线段3213、平行于轴线的第一直线段3214和向下向外倾斜的第二直线段3215。

本实施例中的拉伸凹模321，第一弧线段3211为拉伸凹模321口部圆角，根据拉伸系数选择弧度，第二弧线段3212根据产品直径选择弧度，第三弧线段3213根据产品材料硬度选择弧度，拉伸成型时材料流动过程中依次接触第一弧线段、第二弧线段和第三弧线段，依次连接的第一弧线段、第二弧线段和第三弧线段可以使得拉伸成型时材料流动顺畅，保证产品尺寸精度要求。第一直线段3214根据产品材料厚度选择长度，一般为材料厚度的1～2倍。第一直线段的长度影响材料拉伸成型的阻力，如果第一直线段过长，会增加拉伸阻力，导致拉伸后上下壁厚不均匀，材料减薄较难验证，无法满足内外径尺寸同时管控要求。向外向下倾斜设置的第二直线段起到避空的作用，当产品向下拉伸的过程中只与第一直线段接触，第二直线段不接触到产品的外壁，减少拉伸时材料流动阻力。而且，拉伸成型后，产品在脱模时阻力小，脱料顺畅，产品外壁不会有脱模的痕迹。本实施例采用多段式圆角设计的拉伸凹模321，提高材料流动的均匀性，保证拉伸后筒壁上下的一致性，提高产品的拉伸精度，产品内外径尺寸公差可控制在±0.01以内。

优选的，所有下模模组单元的拉伸凹模321的外形相同且外径相等。所有下模模组单元除拉伸凹模外，其它结构均相同。下模模组单元的其它结构可以适配同一产品的不同成型工序的拉伸凹模，也可以适配不同产品的相同成型工序和不同成型工序的拉伸凹模，实现多品种小批量产品的共模生产，模具开发周期短，生产中模具更换快捷。

作为优选例，如图3所示，上模模组单元11包括从上到下依次连接的上模板121、上垫板122、上固定板123、拉伸冲头124和拉伸凸模125，拉伸冲头124上套设有第一矩形弹簧126。拉伸冲头124与上固定板123可拆卸连接。同一产品的不同成型工序或不同产品拉伸成型时，只需更换拉伸冲头124和拉伸凸模125，其它结构均相同，实现多品种小批量产品的共模生产，模具开发周期短，生产中模具更换快捷。

作为优选例，在减薄拉伸工序中，采用适配的上模模组单元和下模模组单元，按照侧壁10%t的减薄率，实现侧壁变薄与拉伸同步成型。在预拉伸工序中，通过设定预拉伸的拉伸间隙、拉伸比例以及拉伸凸模和拉伸凹模的圆角尺寸，确保材料正常均匀流动，可保证材料厚度不被拉扯减薄。在减薄拉伸工序中，均按照侧壁10%t的减薄率与拉伸同步成型，将需要变薄的侧壁壁厚区域减薄，底部厚度不变，可实现底部与侧壁壁厚不一致的要求，并且通过变薄和拉伸同步成型的方式，产品的精度更稳定，产品外观光洁度更高。

上述优选实施例的机械式送料变薄拉伸精密成型系统的工作流程如下：

所有上模模组单元11同步下降，拨块411接触到夹块221并插入两个夹块之间，夹块221在拨块411作用下背向移动，释放产品。上模模组单元11继续下降冲压产品。同时，驱动组件带动所有夹取组件单元22向上一个成型工位移动（图1中所示的左边），夹取组件单元回到各自对应的成型工位。所有上模模组单元11同步上升，拨块411脱离夹块221，两个夹块221在线性弹簧222作用下相向移动，夹紧位于其对应的成型工位上的产品。上模模组单元11继续上升，驱动组件带动所有夹取组件单元22向下一个成型工位移动（图1中所示的右边），夹取组件单元22移动到各自的下一个成型工位。所有上模模组单元11再同步下降，拨块411接触到夹块221并插入两个夹块221之间，夹块221在拨块411作用下背向移动，释放产品。上模模组单元11继续下降冲压产品。同时，驱动组件带动所有夹取组件单元22向左移动，夹取组件单元回到各自对应的成型工位。所有上模模组单元11同步上升，拨块411脱离夹块221，两个夹块221在线性弹簧222作用下相向移动，夹紧位于其对应成型工位上的产品。上模模组单元11继续上升，驱动组件带动所有夹取组件单元22向右移动，夹取组件单元22移动到各自的下一个成型工位。依此循环，所有夹取组件单元在各自的对应成型工位和下一个成型工位之间来回移动，且与拨动组件单元的升降配合，即与上模模组单元的升降配合，按照成型工序的顺序依次移动产品并冲压拉伸成型。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，包括从上到下依次设置的上模装置、送料装置（2）和下模装置，所述上模装置包括N个上模模组单元（11），下模装置包括N个下模模组单元（31），上模模组单元（11）与下模模组单元（31）一一适配且对应设置；所述送料装置（2）包括驱动组件、固定机架、移动机架（21）和N个夹取组件单元（22），N个夹取组件单元（22）设置在移动机架（21）上；移动机架（21）通过驱动组件安装在固定机架上，驱动组件用于带动移动机架在固定机架上移动，从而带动所有夹取组件单元（22）同步移动，将产品传送到目标上模模组单元（11）和下模模组单元（31）之间；所述N为大于1的整数；

所述下模模组单元（31）包括拉伸凹模（321），拉伸凹模（321）的内壁纵向截面为连续变化的曲线，包括从上到下依次连接的第一弧线段（3211）、第二弧线段（3212）、第三弧线段（3213）、平行于轴线的第一直线段（3214）和向下向外倾斜的第二直线段（3215）；第一直线段（3214）的长度为材料厚度的1～2倍；产品壁厚为0.1～0.8mm；第一弧线段（3211）为拉伸凹模（321）口部圆角，根据拉伸系数选择弧度，第二弧线段（3212）根据产品直径选择弧度，第三弧线段（3213）根据产品材料硬度选择弧度。

2.根据权利要求1所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所述夹取组件单元（22）包括两个对称设置的夹块（221）和两个夹取驱动件，夹取驱动件与夹块（221）连接，用于调整两个夹块的夹持端面之间的距离以夹取和释放产品。

3.根据权利要求2所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所述夹取驱动件包括线性弹簧（222）、固定板（223）和推杆，固定板（223）固定在移动机架（21）上，固定板（223）设有滑槽；夹块（221）与推杆的一端连接，推杆的另一端设置在固定板（223）的滑槽内且可在滑槽内移动；线性弹簧（222）的一端与夹块（221）连接，另一端与固定板（223）连接；线性弹簧（222）呈自然状态时，两个夹块（221）的夹持端面之间的最大距离小于所夹产品的直径；还包括拨动装置，拨动装置用于拨动两个夹块（221）背向移动而增大两个夹块的夹持端面之间的距离以释放产品。

4.根据权利要求3所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所述拨动装置包括N个拨动组件单元，N个拨动组件单元分别安装在N个上模模组单元（11）上；拨动组件单元包括拨块（411），拨动组件单元随上模模组单元（11）下降后，拨块（411）插入夹取组件单元（22）的两个夹块（221）之间以使两个夹块背向移动。

5.根据权利要求4所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，每个拨动组件单元具有两块拨块（411）。

6.根据权利要求1所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所述N个上模模组单元（11）根据成型工序的顺序依次间隔布设，N个下模模组单元（31）根据成型工序的顺序依次间隔布设，所述N个夹取组件单元（22）根据成型工序的顺序依次间隔布设。

7.根据权利要求1所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所有下模模组单元（31）的拉伸凹模（321）的外形相同且外径相等。

8.根据权利要求1所述的机械式送料变薄拉伸精密成型系统，其特征在于，所述上模模组单元（11）包括从上到下依次连接的上模板（121）、上垫板（122）、上固定板（123）、拉伸冲头（124）和拉伸凸模（125），拉伸冲头（124）上套设有第一矩形弹簧（126）；所述拉伸冲头（124）与上固定板（123）可拆卸连接。