CN118417876B - 一种新能源汽车铜螺栓生产设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车铜螺栓生产设备及工艺，包括：储料机构，储料机构包括用于提升物料的升降板，所述升降板的下方设有提升部，所述提升部具有用于驱动升降板升降的丝杠；矫直机构，矫直机构置于所述储料机构的一侧，矫直机构包括用于支撑的框架，所述框架的内侧可调节安装有多个滚轮，多个滚轮上下交错设置，本发明的有益效果是：设备整合了升料、矫直、切割、成型和螺纹加工多个步骤，形成一条连续的自动化生产线，自动化流程减少了人工操作的需求，加快了生产周期，降低了因操作失误引发的废品率，铜料经矫直后直接送入切割和输送系统，流程连贯，减少中间环节，提高生产效率。

Description

一种新能源汽车铜螺栓生产设备及工艺

技术领域

本发明涉及新能源汽车配件加工技术领域，具体为一种新能源汽车铜螺栓生产设备及工艺。

背景技术

新能源汽车是指采用非传统燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等，在新能源汽车中，电池、电机、电控等核心部件都需要高效的电气连接，而铜螺栓作为电气连接的一部分，能够确保电流的稳定传输，提高电气系统的可靠性和安全性，铜螺栓具有良好的机械性能，如强度、硬度、韧性等，能够承受新能源汽车在行驶过程中产生的各种力和振动。此外，铜螺栓还具有较高的耐腐蚀性，能够在各种环境下保持稳定的性能，延长电气系统的使用寿命。

现有在铜螺栓生产的过程中，是多个工序进行分开后逐一拆解完成，无法将多个步骤，形成一条连续的自动化生产线，减少中间环节，不能加快对应的生产周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车铜螺栓生产设备及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车铜螺栓生产设备，包括：

储料机构，储料机构包括用于提升物料的升降板，所述升降板的下方设有提升部，所述提升部具有用于驱动升降板升降的丝杠；

矫直机构，矫直机构置于所述储料机构的一侧，矫直机构包括用于支撑的框架，所述框架的内侧可调节安装有多个滚轮，多个滚轮上下交错设置，所述框架的一侧安装有二号气缸，还包括二号电机，所述二号电机的输出端与其中一个所述滚轮固定连接；

加工机构，加工机构置于所述矫直机构的端部，所述加工机构包括加工箱，所述加工箱的内部固接有一号气缸，所述一号气缸的输出端固接有切割机；

冷镦箱，冷镦箱置于所述加工箱的内部，所述冷镦箱中部滑动连接有移动台，所述移动台的顶部设有支撑托架，所述冷镦箱的一侧设有用于冷镦成型的液压缸，所述冷镦箱的一侧安装有用于滚压成型的螺纹滚压头。

作为优选，所述提升部还包括支座，所述支座的底部固接有一号电机，所述一号电机的输出端固定连接有丝杠，所述支座的顶部转动连接有多个升降限位杆。

作为优选，所述升降限位杆的外侧滑动连接有升降板，所述升降板的中部转动连接有滑块，所述丝杠与滑块螺纹连接，所述支座的中部固定连接有滑杆，所述滑杆与滑块滑动连接。

作为优选，所述加工箱的内部对应切割机的位置安装有导向板，所述导向板的底部安装有输料槽，所述输料槽的端部上方安装有夹持移动部。

作为优选，所述夹持移动部包括固接在加工箱内部的一号直线模组，所述一号直线模组的移动滑台上竖直安装有二号直线模组，所述二号直线模组的移动滑台上安装有气动夹爪，所述输料槽的端部对应气动夹爪的位置安装有二号气缸，所述输料槽对应二号气缸的位置设置输料孔。

作为优选，所述冷镦箱内部对应液压缸的位置设置有成型孔，所述冷镦箱内部对应成型孔的位置安装有退料液压缸。

作为优选，所述冷镦箱的一端固接有三号直线模组，所述三号直线模组的移动滑台上安装有四号气缸，所述四号气缸的输出端固定连接有支撑架。

作为优选，所述支撑架与三号直线模组的移动滑台滑动连接，所述支撑架的中部固接有三号电机，所述三号电机的输出端固定连接有气动三爪卡盘。

作为优选，所述框架的端部均固接有用于输送物料的空心盘。

一种新能源汽车铜螺栓生产工艺，包括以下步骤：

将成卷的铜料置于升降板上方，通过一号电机与丝杠带动升降板向下运动，使得其与矫直机构中部的滚轮位于同一高度，将铜料的自由端从框架的一端插入，然后从上下交错设置的空心盘中部贯穿，通过空心盘对铜料进行矫直处理；

经过多组矫直后的铜料从空心盘穿出后进入加工箱内，一号气缸带动切割机升降，以此通过切割机将铜料切成铜棒，在导向板内进入输料槽，通过倾斜设置输料槽向下输送；

二号直线模组带动气动夹爪运动至对应二号气缸的位置，二号气缸将铜棒从输料槽一侧顶出，气动夹爪将铜棒夹持固定，然后通过二号直线模组与一号直线模组将铜棒置于正对液压缸的位置；

液压缸将铜棒挤压至冷镦箱内部，在冷镦箱内部的成型空腔内进行挤压使其变形，然后退料液压缸将成型后物料顶出至支撑托架顶部，五号气缸带动支撑托架向前运动到指定位置，四号气缸带动气动三爪卡盘向前将变形后铜件夹持到气动三爪卡盘内，四号气缸通过气动三爪卡盘带动铜件与支撑托架分离；

三号直线模组带动气动三爪卡盘运动至对应螺纹滚压头的位置，通过三号电机带动气动三爪卡盘与铜件与螺纹滚压头配合完成螺纹成型，成型后，气动三爪卡盘打开，使得螺栓跟随倒料槽排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：设备整合了升料、矫直、切割、成型和螺纹加工多个步骤，形成一条连续的自动化生产线，自动化流程减少了人工操作的需求，加快了生产周期，降低了因操作失误引发的废品率，铜料经矫直后直接送入切割和输送系统，流程连贯，减少中间环节，提高生产效率；自动化的直线模组和气动夹爪的使用，快速且准确地将铜棒移至加工位置；气动夹爪提供稳定和可靠的夹持，保证在成型过程中铜棒位置固定，避免加工误差；自动化的矫直和切割机制保证了材料加工的精准度，减少材料浪费；操作人员不需要直接接触机器运动部分，降低了工伤风险。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的储料机构结构示意图；

图3为本发明的矫直机构结构示意图；

图4为本发明一号气缸的位置结构示意图；

图5为本发明加工箱的内部结构示意图；

图6为本发明A处放大图；

图7为本发明三号直线模组的结构示意图；

图8为本发明的B处放大图；

图9为本发明的退料液压缸位置结构示意图。

图中：2、储料机构；3、矫直机构；4、加工机构；5、支座；6、一号电机；7、升降限位杆；8、升降板；9、丝杠；10、滑杆；11、框架；12、二号电机；13、调整架；14、滚轮；15、空心盘；16、加工箱；17、一号气缸；18、切割机；19、导向板；20、输料槽；21、二号气缸；23、气动夹爪；24、一号直线模组；25、二号直线模组；26、冷镦箱；27、三号直线模组；28、支撑架；29、四号气缸；30、三号电机；31、气动三爪卡盘；32、移动台；33、支撑托架；34、液压缸；35、螺纹滚压头；36、五号气缸；37、退料液压缸。

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。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。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种新能源汽车铜螺栓生产设备，包括：储料机构2，储料机构2包括用于提升物料的升降板8，升降板8的下方设有提升部，提升部具有用于驱动升降板8升降的丝杠9；矫直机构3安装储料机构2的一侧，矫直机构3包括用于支撑的框架11，框架11的内侧可调节安装有多个滚轮14，多个滚轮14上下交错设置，框架11的一侧安装有二号气缸21，还包括二号电机12，二号电机12的输出端与其中一个滚轮14固定连接；加工机构4安装在矫直机构3的端部，加工机构4包括加工箱16，加工箱16的内部固接有一号气缸17，一号气缸17的输出端固接有切割机18；冷镦箱26安装在加工箱16的内部，冷镦箱26中部滑动连接有移动台32，移动台32的顶部设有支撑托架33，冷镦箱26的一侧设有用于冷镦成型的液压缸34，冷镦箱26的一侧安装有用于滚压成型的螺纹滚压头35。

需要说明的是，本发明升降板8用于支撑和提升铜材料；其下方的提升部包括一号电机6，利用丝杠9实现升降板8的升降，以调节材料的位置，方便进料和处理，确保物料的稳定输送和高效的料仓管理；框架11为矫直操作提供支持结构，内侧安装有多个交错设置的滚轮14，用于矫正铜材料进料时的弯曲或扭曲，确保其直线性；二号电机12号用于驱动滚轮14，通过调整架13调整滚轮14的位置或压力，进一步优化矫直效果；加工箱16内部固定安装有一号气缸17以及配合检测切割长度的红外线传感器，其输出端连接切割机18用于将矫直后的铜材料进行切割，按需裁剪成定长的铜坯；支撑和移动铜坯以进行冷镦成型；移动台32顶部的支撑托架33用于固定和定位铜坯；液压缸34用于驱动成型工具，通过高压压力实现铜材料的塑性变形，形成螺栓头部；螺纹滚压头35在铜坯成形后，该头部用于在螺栓上滚压出精确的螺纹，其具体流程为：铜材料被装载到储料机构2中，升降板8在电机驱动下，通过丝杠9的作用上升或下降，以调整材料到适合的加工高度；铜材料从储料机构2送入矫直机构3；在框架11内的多个滚轮14的作用下，通过上下交错的设置来矫正材料的弯曲或扭曲，确保材料的直线性；滚轮14的动力来源于二号电机12，并通过二号气缸21调节滚轮14的位置或压力；经过矫直的铜材料被送入加工箱16；在一号气缸17的推动下，切割机18将铜材料切割成预定长度的铜坯，为下一步的成形工作准备；铜坯被放置在移动台32的支撑托架33上，并送入冷镦箱26；在液压缸34的作用下，铜坯被压制成螺栓的初步形状，包括头部的形成；成型后的螺栓再由螺纹滚压头35进行螺纹的滚压成型。

请参阅图1、2所示，提升部还包括支座5，支座5的底部固接有一号电机6，一号电机6的输出端固定连接有丝杠9，支座5的顶部转动连接有多个升降限位杆7，升降限位杆7的外侧滑动连接有升降板8，升降板8的中部转动连接有滑块，丝杠9与滑块螺纹连接，支座5的中部固定连接有滑杆10，滑杆10与滑块滑动连接。

需要说明的是，本发明支座5用于支撑整个上料储料机构，一号电机6的输出端固定连接有丝杠9，电机通过旋转丝杠，转化电机的旋转运动为丝杠的线性运动，进而推动整个提升系统，升降限位杆7底部固定安装有与支座5转动的圆环，以此升降板8可以在丝杠9的作用下转动，把并且丝杠9可以牵引其升降，以调整材料到适合的加工高度，方便其进入框架11内部。

请参阅图1、2、6所示，加工箱16的内部对应切割机18的位置安装有导向板19，导向板19的底部安装有输料槽20，输料槽20的端部上方安装有夹持移动部，夹持移动部包括固接在加工箱16内部的一号直线模组24，一号直线模组24的移动滑台上竖直安装有二号直线模组25，二号直线模组25的移动滑台上安装有气动夹爪23，输料槽20的端部对应气动夹爪23的位置安装有二号气缸21，输料槽20对应二号气缸21的位置设置输料孔，框架11的端部均固接有用于输送物料的空心盘15。

需要说明的是，本发明铜料经过多组矫直处理后，从空心盘15出来，进入到加工箱16内部；在加工箱内，铜料首先通过导向板19，该导向板帮助引导铜料至正确位置以便进行切割后落入输料槽20内；切割机18通过一号气缸17的驱动进行升降动作，从而将铜料切割成铜棒，铜料在导向板19的帮助下顺利进入输料槽20；输料槽20是倾斜设置的，利用重力帮助铜棒向下输送至机器的一侧；在输料槽的端部，有一个二号气缸21，将铜棒从输料槽的一侧顶出，以便于夹持移动部进行捕捉；夹持移动部包括竖直安装的二号直线模组25和一号直线模组24；一号直线模组24固定在加工箱内部，而二号直线模组25则在一号模组的移动滑台上；气动夹爪23安装在二号直线模组的移动滑台上，用于夹持铜棒；当二号气缸21将铜棒顶出输料槽时，二号直线模组25带动气动夹爪23移动至铜棒的位置，夹持固定铜棒；通过二号直线模组25和一号直线模组24的协同作用，气动夹爪23将铜棒移动并定位至正对液压缸34的位置，为进一步的加工作业做好准备。

请参阅图4、5、7、8、9所示，冷镦箱26内部对应液压缸34的位置设置有成型孔，冷镦箱26内部对应成型孔的位置安装有退料液压缸37，冷镦箱26的一端固接有三号直线模组27，三号直线模组27的移动滑台上安装有四号气缸29，四号气缸29的输出端固定连接有支撑架28，支撑架28与三号直线模组27的移动滑台滑动连接，支撑架28的中部固接有三号电机30，三号电机30的输出端固定连接有气动三爪卡盘31。

需要说明的是，本发明液压缸34将铜棒推入冷镦箱26内部的成型空腔中，液压缸34的推力确保铜棒能够被压入并且塑形；冷镦箱26内部的成型孔是用于形成铜棒的具体形状；铜棒在这些孔中被挤压，形成所需的外形；一旦铜棒成型完成，退料液压缸37负责将成型后的物料推出至支撑托架33顶部，准备进一步处理；通过三号直线模组27和四号气缸29带动气动三爪卡盘31沿直线方向移动；三号直线模组27提供稳定的直线导向，而四号气缸29则提供推动力；气动三爪卡盘31夹持并转移铜件；三爪卡盘可以在四号气缸29的推动下前进与后退，保证铜料的放置；三号电机30驱动气动三爪卡盘31运动与螺纹滚压头35配合转动；在铜件被气动三爪卡盘31移动到指定位置后，螺纹滚压头35用于在铜件上形成螺纹，通过三号电机30的转动来实现与气动三爪卡盘31的配合；五号气缸36控制支撑托架33向前移动，以便将成型的铜件转移到下一个加工位置或集料区。

一种新能源汽车铜螺栓生产工艺，包括以下步骤：

将成卷的铜料置于升降板8上方，通过一号电机6与丝杠9带动升降板8向下运动，使得其与矫直机构3中部的滚轮14位于同一高度，将铜料的自由端从框架11的一端插入，然后从上下交错设置的空心盘15中部贯穿，通过空心盘15对铜料进行矫直处理，利用电动升降机和自动矫直机构，减少人工操作，降低劳动强度和错误率。自动调节铜料至矫直机构的正确位置，确保输送顺畅，防止有输送过程出现拐角，避免降低加工的准确性和产品质量；

经过多组矫直后的铜料从空心盘15穿出后进入加工箱16内，一号气缸17带动切割机18升降，以此通过切割机18将铜料切成铜棒，在导向板19内进入输料槽20，通过倾斜设置输料槽20向下输送，铜料经矫直后直接送入切割和输送系统，流程连贯，减少中间环节，提高生产效率；利用自动化设备进行切割，保证铜棒尺寸一致，为后续加工提供均质化的原材料；

二号直线模组25带动气动夹爪23运动至对应二号气缸21的位置，二号气缸21将铜棒从输料槽20一侧顶出，气动夹爪23将铜棒夹持固定，然后通过二号直线模组25与一号直线模组24将铜棒置于正对液压缸34的位置，液压缸34将铜棒挤压至冷镦箱26内部，在冷镦箱26内部的成型空腔内进行挤压使其变形，然后退料液压缸37将成型后物料顶出至支撑托架33顶部，五号气缸36带动支撑托架33向前运动到指定位置，四号气缸29带动气动三爪卡盘31向前将变形后铜件夹持到气动三爪卡盘31内，四号气缸29通过气动三爪卡盘31带动铜件与支撑托架33分离，自动化的直线模组和气动夹爪的使用，快速且准确地将铜棒移至加工位置；气动夹爪提供稳定和可靠的夹持，保证在成型过程中铜棒位置固定，避免加工误差；镦技术能在不升温的情况下完成金属变形，增强材料的强度和韧性；相较于热锻，冷镦的生产速度更快，能源消耗更低，有助于降低生产成本；

三号直线模组27带动气动三爪卡盘31运动至对应螺纹滚压头35的位置，通过三号电机30带动气动三爪卡盘31与铜件与螺纹滚压头35配合完成螺纹成型，成型后，气动三爪卡盘31打开，使得螺栓跟随倒料槽排出，夹持系统不仅稳定铜件，同时配合支撑托架移动至精确位置，为下一步操作做准备；螺纹滚压技术可以在不切除材料的情况下形成高精度螺纹，保持材料的完整性；自动化精确控制：通过电机和模组的精确控制，确保螺纹成型的均匀性和准确性；自动开闭的卡盘和倒料槽，确保成品的顺利排出，减少人工清理，提高生产效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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 (6)

1.一种新能源汽车铜螺栓生产设备，其特征在于：包括：

储料机构（2），储料机构（2）包括用于提升物料的升降板（8），所述升降板（8）的下方设有提升部，所述提升部具有用于驱动升降板（8）升降的丝杠（9），所述提升部还包括支座（5），所述支座（5）的底部固接有一号电机（6），所述一号电机（6）的输出端固定连接有丝杠（9），所述支座（5）的顶部转动连接有多个升降限位杆（7），所述升降限位杆（7）的外侧滑动连接有升降板（8），所述升降板（8）的中部转动连接有滑块，所述丝杠（9）与滑块螺纹连接，所述支座（5）的中部固定连接有滑杆（10），所述滑杆（10）与滑块滑动连接；

矫直机构（3），矫直机构（3）置于所述储料机构（2）的一侧，矫直机构（3）包括用于支撑的框架（11），所述框架（11）的内侧可调节安装有多个滚轮（14），多个滚轮（14）上下交错设置，所述框架（11）的一侧安装有二号气缸（21），还包括二号电机（12），所述二号电机（12）的输出端与其中一个所述滚轮（14）固定连接；

加工机构（4），加工机构（4）置于所述矫直机构（3）的端部，所述加工机构（4）包括加工箱（16），所述加工箱（16）的内部对应切割机（18）的位置安装有导向板（19），所述导向板（19）的底部安装有输料槽（20），所述输料槽（20）的端部上方安装有夹持移动部；所述加工箱（16）的内部固接有一号气缸（17），所述一号气缸（17）的输出端固接有切割机（18）；

所述夹持移动部包括固接在加工箱（16）内部的一号直线模组（24），所述一号直线模组（24）的移动滑台上竖直安装有二号直线模组（25），所述二号直线模组（25）的移动滑台上安装有气动夹爪（23），所述输料槽（20）的端部对应气动夹爪（23）的位置安装有二号气缸（21），所述输料槽（20）对应二号气缸（21）的位置设置输料孔；

冷镦箱（26），冷镦箱（26）置于所述加工箱（16）的内部，所述冷镦箱（26）中部滑动连接有移动台（32），所述移动台（32）的顶部设有支撑托架（33），所述冷镦箱（26）的一侧设有用于冷镦成型的液压缸（34），所述冷镦箱（26）的一侧安装有用于滚压成型的螺纹滚压头（35）。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车铜螺栓生产设备，其特征在于：所述冷镦箱（26）内部对应液压缸（34）的位置设置有成型孔，所述冷镦箱（26）内部对应成型孔的位置安装有退料液压缸（37）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车铜螺栓生产设备，其特征在于：所述冷镦箱（26）的一端固接有三号直线模组（27），所述三号直线模组（27）的移动滑台上安装有四号气缸（29），所述四号气缸（29）的输出端固定连接有支撑架（28）。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车铜螺栓生产设备，其特征在于：所述支撑架（28）与三号直线模组（27）的移动滑台滑动连接，所述支撑架（28）的中部固接有三号电机（30），所述三号电机（30）的输出端固定连接有气动三爪卡盘（31）。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车铜螺栓生产设备，其特征在于：所述框架（11）的端部均固接有用于输送物料的空心盘（15）。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车铜螺栓生产设备的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

将成卷的铜料置于升降板（8）上方，通过一号电机（6）与丝杠（9）带动升降板（8）向下运动，使得其与矫直机构（3）中部的滚轮（14）位于同一高度，将铜料的自由端从框架（11）的一端插入，然后从上下交错设置的空心盘（15）中部贯穿，通过空心盘（15）对铜料进行矫直处理；

经过多组矫直后的铜料从空心盘（15）穿出后进入加工箱（16）内，一号气缸（17）带动切割机（18）升降，以此通过切割机（18）将铜料切成铜棒，在导向板（19）内进入输料槽（20），通过倾斜设置输料槽（20）向下输送；

二号直线模组（25）带动气动夹爪（23）运动至对应二号气缸（21）的位置，二号气缸（21）将铜棒从输料槽（20）一侧顶出，气动夹爪（23）将铜棒夹持固定，然后通过二号直线模组（25）与一号直线模组（24）将铜棒置于正对液压缸（34）的位置；

液压缸（34）将铜棒挤压至冷镦箱（26）内部，在冷镦箱（26）内部的成型空腔内进行挤压使其变形，然后退料液压缸（37）将成型后物料顶出至支撑托架（33）顶部，五号气缸（36）带动支撑托架（33）向前运动到指定位置，四号气缸（29）带动气动三爪卡盘（31）向前将变形后铜件夹持到气动三爪卡盘（31）内，四号气缸（29）通过气动三爪卡盘（31）带动铜件与支撑托架（33）分离；

三号直线模组（27）带动气动三爪卡盘（31）运动至对应螺纹滚压头（35）的位置，通过三号电机（30）带动气动三爪卡盘（31）与铜件与螺纹滚压头（35）配合完成螺纹成型，成型后，气动三爪卡盘（31）打开，使得螺栓跟随倒料槽排出。