CN1853819A - 在管材上固定安装螺母的冲压装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够易于实现自动化的在管材上固定安装螺母的冲压装置。嵌合并保持管材(60)的长尺寸件的下型(6)的基端部可上下移动地支撑在下底板(2)的后端侧上。所述装置具有：提升器(30)，其以略微顶起下型(6)的前端部位的姿势来进行抵接支撑；止动器(3)，其以略微顶起下型(6)的中间部位的方式来进行抵接支撑，并对嵌合在下型(6)上的管材(60)进行定位；螺母供给通道(10)，其设置在下型(6)的外侧面；推进器(14)，其收容在下型(6)的前端部内侧；凸轮动作杆(21)，其收容在下型(6)的内侧，设置在前端部的倾斜凸轮面(22)将该推进器(14)推出到螺母供给位置(12)；该凸轮动作杆(21)的驱动装置(25)；上型(3)，其设置为在与下型(6)的轴线垂直的方向上可自由移动；敛缝模(47)，其安装在上型(3)上以及该敛缝模的驱动装置(50)。

Description

在管材上固定安装螺母的冲压装置
技术领域
本发明涉及一种在管材特别是金属制方形管的内侧固定安装螺母的冲压装置。
背景技术
专利文献1公开了一种在管材上固定安装螺母的冲压装置，其能够使用冲孔螺母(pierce nut)，将其固定安装在金属制方形管的内壁面上，并从该方形管外侧进行螺纹紧固，而所谓的冲孔螺母是螺母自身冲压金属板，同时通过对冲压后的开口周缘部进行敛缝并压入设置于螺母侧壁面上的槽中，从而使螺母固定安装在金属板上。
上述专利文献1所述的装置为手动式，也有时代背景的关系而时至今日还没有被实用化。
【专利文献1】日本特公昭53-16394号公报
发明内容
本发明目的在于对上述专利文献1中公开的装置进行改良而使其实用化，从而提供一种能够易于实现自动化的在管材上固定安装螺母的冲压装置。
为了实现上述目的，本发明的冲压装置的特征在于，其具有：机架，其通过立起设置在下底板前端侧的导柱和立起设置在后端侧的后侧壁来支撑上底板；下型，其为长尺寸件，基端部可上下移动地支撑在所述下底板的后端侧上，前端部向所述下底板的前端侧延伸，使管材嵌合其上并保持管材；提升器，其可上下移动，以略微顶起所述下型的前端部位的姿势来进行抵接支撑；止动器，其可以上下移动，以略微顶起所述下型的中间部位的方式来进行抵接支撑，并且，与嵌合在所述下型上的所述管材的端面抵接来进行定位；螺母供给通道，其设置在所述下型的外侧面，从该下型的基端部沿轴向延伸到前端部；螺母供给软管，其与所述螺母供给通道的基端连接；螺母传感器，其检测出处于所述螺母供给通道前端的螺母供给位置上的螺母；推进器，其沿与轴线垂直的方向可自由移动地收容在所述下型的顶端部内侧，并被推出到所述螺母供给位置；凸轮动作杆，其沿轴向可自由移动地收容在所述下型的内侧，设置在前端部的倾斜凸轮面与所述推进器卡合，将该推进器推出到所述螺母供给位置；凸轮驱动装置，其使该凸轮动作杆沿轴向往复移动；上型，其设置为，沿所述导柱在与所述下型的轴线垂直的方向上可自由移动；敛缝模，其安装于所述上型，并隔着所述螺母供给位置而与所述推进器对置；模驱动装置，其设置于所述上底板，使所述上型在与所述下型的轴线垂直的方向上往复移动，并且，对所述敛缝模加压的力设定为比推出所述推进器的力大。
所述提升器构成为，在顶部具有山形的倾斜导向面，通过收容于所述下底板的弹簧进行施力，使所述提升器抵接支撑所述下型，当在所述下型上嵌合管材时，通过使该管材沿所述倾斜导向面移动而压下所述提升器。
所述止动器构成为，其具有接触式传感器的作用，在使嵌合在所述下型上的管材的端面与所述止动件抵接来进行定位，同时，能够与此联动地使所述凸轮驱动装置与所述模驱动装置自动地动作。
所述敛缝模借助于模座和支承板安装在所述上型上，并设有废屑排出通道，其在所述支承板上连通所述敛缝模的中空孔，并且在横向外侧方开口。
所述下型在基端部上具有朝下方突出的支撑凸部，该支撑凸部与设置在所述下底板上的导向槽嵌合，所述下型在前后方向和左右方向的位置受到限制，从而被支撑为可上下移动。
另外，当所述管材为方形管时，为了能够在该方形管的四个面上固定安装螺母，在由四棱柱状长尺寸件构成的下型的两侧面及下表面上，设置有已固定安装于所述方形管的螺母的退避槽，该退避槽从所述下型的前端沿轴向延伸到后端。
根据具有上述结构的本发明，不需要特别地在金属制方形管上穿设安装孔，即能够容易地安装螺母，从而能够从管材外侧进行螺纹紧固。
另外，本发明的冲压装置易于实现自动化，能够容易地并且有效地将螺母固定安装于管材内侧。
附图说明
图1是本发明的在管材上固定安装螺母的冲压装置的正视图。
图2是该冲压装置的侧视图。
图3是该冲压装置的主要部分纵剖正视图。
图4是该冲压装置的主要部分纵剖侧视图。
图5是表示在该冲压装置上设置金属制方形管的准备工序的主要部分纵剖正视图。
图6是表示该准备工序的主要部分纵剖侧视图。
图7是表示在设置于该冲压装置的金属制方形管上固定安装冲孔螺母的工序的主要部分纵剖正视图。
图8是表示该固定安装工序的主要部分纵剖侧视图。
图9是放大表示该固定安装工序的主要部分的纵剖侧视图。
图10是表示该冲压装置的凸轮动作杆和液压缸的连接部分的侧视图。
图11是该冲压装置的提升器的纵剖侧视图。
图12是该冲压装置的止动器的纵剖侧视图。
图13是表示该冲压装置的止动器的另一实施方式的纵剖侧视图。
标号说明
1：机架；
2：下底板；
3：上底板；
4：导柱(guide post)；
5：后侧壁；
6：下型；
7：上型；
9：支撑凸部；
9′：导向槽；
10：螺母供给通道；
11：螺母供给软管(hose)；
12：螺母供给位置；
13：螺母传感器；
14：推进器(pusher)；
17：冲头(punch)部；
21：凸轮动作杆；
22：倾斜凸轮面；
25：液压缸；
30：提升器(lifter)；
31：止动器(stopper)；
45：支承板(back plate)；
46：模座(dies holder)；
47：敛缝模；
50：液压缸；
60：金属制方形管；
61：冲孔(pierce)螺母；
62：方形管60的端面；
63：方形管60的屑片；
65：退避槽
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1至图4表示本发明的在管材上固定安装螺母的冲压装置，该冲压装置使用于在后述的金属制方形管60(参照图5、图6)上从内侧固定安装冲孔螺母61。该冲压装置的机架1构成为，由并列在下底板2的前端侧且立起设置的两根导柱4以及4和在后端侧立起设置的后侧壁5来支撑上底板3。
在下底板2上，由棱柱状长尺寸件构成的下型6在前后方向延伸并大致水平地配置；在上底板3侧，平板状的上型7安装成，沿导柱4、以及沿着4在与下型6的轴线垂直的上下方向上能够自由移动。
下型6在前端部具有倾斜导向面8，在基端部(后端部)具有朝下方突出的较短的长方体形状的支撑凸部9，该支撑凸部9嵌合于设置在下底板2上的导向槽9′中，限制下型6相对于下底板2在前后方向和左右方向的位置，并被支撑为可上下移动。在下型6的上面侧，设有从基端部(后端部)延伸到前端部附近的螺母供给通道10，在该螺母供给通道10的基端连接着螺母供给软管11。于是，从送料器(parts feeder)等螺母供给装置(未图示)自动供给的冲孔螺母(以下称为螺母)61，通过螺母供给软管11连续地向螺母供给通道10供给，在下型6的前端部上设有螺母传感器13，其检测输送至螺母供给通道10前端的螺母供给位置12上的螺母61。另外，为了能够在方形管60的四个面上都固定安装螺母61，因此在下型6的两侧面及下表面上设置已固定安装于方形管60内侧的螺母61的退避槽65。该退避槽65构成为，从下型6的前端沿轴向延伸到后端，当已固定安装有螺母61的方形管60嵌合在下型6上时，固定于方形管60并向内侧突出的螺母61能够沿着退避槽65平滑地移动。
如图3、图4所示，在下型6的前端部内侧嵌入安装有推进器14，其推出处于螺母供给位置12上的螺母61。该推进器14在推进器本体15上一体地突出设有冲头部17，且收容于下型6中并能够在与下型6的轴线相垂直的方向上自由移动，该推进器本体15的剖面形状为门形且在下部具有卡合槽16，该冲头部17将螺母61推出。如图9所示，冲头部17配置为，通过开口部18向螺母供给通道10内突出，并持续受到压簧19向下型6内的待机位置的弹力，该开口部18连通开口于螺母供给位置12。在推进器本体15的卡合槽16的内侧底面上设有倾斜面20，其与后述的凸轮动作杆21的倾斜凸轮面22卡合。
凸轮动作杆21由方轴状部件构成，在其与推进器14的卡合槽16相卡合的前端部分上具有与倾斜面20滑动接触的倾斜凸轮面22。该凸轮动作杆21在轴向上自由滑动地收容于插通孔24，该插通孔24从下型6的基端部(后端部)沿轴向延伸，连接设置于凸轮动作杆21的后端部的连接片23，其与设置在后侧壁5上的液压缸25的活塞杆26联动地连接。如图10明确所示那样，在连接片23设有在上下方向上较长的长孔27，借助插通于该长孔27的销28连接活塞杆26，由长孔27和销28吸收下型6的上下移动，并且，当液压缸25动作时，如图10(b)所示，由活塞杆26的前端面对凸轮动作杆21的后端面29加压，来朝下型6的前端侧推动凸轮动作杆21。
另外，在下底板2上设置有提升器30和止动器31，该提升器30能够上下移动，并以略微顶起下型6的前端部位的姿态来进行抵接支撑，该止动器31以略微顶起下型6的中间部位或后端部位的方式来进行抵接支撑，并且，如后所述，该止动器31与嵌合在下型6上的方形管60的端面62抵接来进行定位。
如图11所示，提升器30的圆筒状本体32可自由上下移动地安装在下底板2上，该圆筒状本体32，在上端具有圆锥状顶部33且在下端具有凸缘部34，并且，通过顶起弹簧35施力来使圆锥状顶部33从下底板2突出，通过该圆锥状顶部33以略微顶起下型6的前端部位的姿势来进行抵接支撑，并且能够克服顶起弹簧35的施力而将圆筒状本体32压下。另一方面，能够通过凸缘部34来限制圆锥状顶部33的突出量。该提升器30可以设置一个，但是由于如前所述在下型6的下面设有用于固定安装在方形管60上的螺母61的退避槽65，因此为了避开该退避槽65而如图3所示在横向并列配设有两个提升器。
如图12所示，止动器31的圆筒状本体36可自由上下移动地安装在下底板2上，该圆筒状本体36在上端具有扁平顶部37且在下端具有凸缘部38，并且，通过顶起弹簧39施力使扁平顶部37从下底板2突出，通过扁平顶部37来以略微顶起下型6的中间部位或后端部位的方式进行抵接支撑，并且，使嵌合在下型6上的方形管60的端面62与圆筒状本体36的侧面抵接来进行定位(参照图6)。另外，为了使止动器31具有接触式传感器(touch sensor)的作用，用导电性金属材料来制造圆筒状本体36，如图12所示，并且构成为，在圆筒状本体36和下底板2及下型6的接触部位之间装入绝缘体40，从而能够使嵌合在下型6上的方形管60的端面62与止动器31的圆筒状本体36的侧面抵接来进行定位，同时，止动器31作为接触式传感器发挥作用，使液压缸25和后述的液压缸50动作。
另外，如图13所示，可以由气缸41构成止动器31，使其活塞杆42从下底板2突出，通过该活塞杆42来以略微顶起下型6的方式进行抵接支撑。在该情况下，以沿下型6的长度方向隔开预定间隔且并列状态下，将多个气缸41配设在下底板2上，对各空气缸41的活塞杆42的突出和后退进行控制，对嵌合在下型6上的方形管60的停止位置进行变更，从而能够使多个螺母61隔开一定间隔并自动固定安装在方形管60上。
另一方面，在上型7上借助于支承板45安装有模座46，在该模座46上安装敛缝模47。在支承板45上设有废屑排出通道49，其连通敛缝模47的中空孔48，并朝斜上方延伸且在横向外侧开口。该上型7与设置在上底板3上的液压缸50的活塞杆51联动地连接，并通过液压缸50能够沿导柱4、4上下移动。敛缝模47隔着下型6的螺母供给位置12而与推进器14对置地配设，由液压缸50的活塞杆51将上型7压下，从而能够使敛缝模47对嵌合在下型6上的方形管60加压，压在下底板2上。并且液压缸50压下敛缝模47的加压力设定为，大于通过液压缸25顶起推进器14的加压力。
下面，对如上所述构成的本发明的冲压装置的动作进行说明。
图5、图6表示金属制方形管60嵌合在下型6上并被保持在预定位置的准备状态。通过下型6前端的倾斜导向面8，对方形管60的前端开口进行导向引导而嵌合在下型6上，并向后端侧插入，则当开口端面62沿提升器30的圆锥状顶部33的倾斜面进行移动时，其一边克服压簧35的弹力而压下提升器30一边移动，开口端面62在与止动器31的侧面抵接的位置上停止，图5、图6所示的准备状态结束。
接着，按下未图示的运转控制装置的起动开关，使液压缸50和液压缸25依次动作，但是只要通过螺母传感器13没有检测到螺母61被供给到螺母供给位置12，则液压缸50和液压缸25就不会动作。
首先，使液压缸50动作，如图7、图8所示，使敛缝模47与上型3一起下降，使方形管60压在下底板2上。接着，使液压缸25动作，通过活塞杆26将凸轮动作杆21向下型6的前端侧推压移动，则通过倾斜凸面22顶起推进器14，由其冲头部17将位于螺母供给位置12的螺母61推压到方形管60的内侧面，并且使被顶起的螺母61与敛缝模47相互作用，冲压方形管60，通过敛缝模47对其开口周缘部进行敛缝，将螺母61固定安装在方形管60的内侧。此时通过液压缸50压下的敛缝模47的加压力设定为，大于通过液压缸25施加的借助于凸轮动作杆21来由推进器14顶起螺母61的加压力，从而就能实现通过螺母61的方形管60的冲压以及通过敛缝模47的敛缝工序。另一方面，如图9所示，使用螺母61进行冲压后的方形管60的屑片63，从敛缝模47的中空孔48经支承板45的废屑排出通路49排出到外部。
若螺母61固定安装在方形管60上，则使液压缸25和液压缸50返回图5、图6中所示的位置。接着，从下型6取下固定安装有螺母61的方形管60，将下一根方形管60如上所述同样地嵌合在下型6上来进行准备。另外，当要在方形管60上固定安装多个螺母61的情况下，只要在上述螺母61的固定安装作业结束后，在使方形管60沿下型6移动预定距离改变位置的状态下，与上述同样地进行螺母61的固定安装作业就可以。另外，当要在方形管60另外三个面上固定安装螺母61的情况下，如上所述将固定安装有螺母61的方形管60从下型6取下，改变朝向使将要固定安装螺母61的侧面成为上侧，再嵌合在下型6上，与上述同样地固定安装螺母61就可以。此时，由于使已固定安装于方形管60且朝内侧突出的螺母61沿退避槽65移动，因此不会对固定安装作业形成障碍。
在上述实施方式中，对在方形管60上固定安装冲孔螺母61的实施例进行了说明，但是通过改变下型6的外观形状也能够适用于圆形管材或具有异型截面形状的管材。另外，作为凸轮驱动装置和敛缝模驱动装置，除了实施方式中采用的液压缸外，也可以使用气压缸或伺服电动机等其它加压装置。

Claims (8)

1、一种在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，具有：
机架，其通过立起设置在下底板前端侧的导柱和立起设置在后端侧的后侧壁来支撑上底板；
下型，其为长尺寸件，基端部可上下移动地支撑在所述下底板的后端侧上，前端部向所述下底板的前端侧延伸，使管材嵌合其上并保持管材；
提升器，其可上下移动，以略微项起所述下型的前端部位的姿势来进行抵接支撑；
止动器，其可以上下移动，以略微顶起所述下型的中间部位的方式来进行抵接支撑，并且，与嵌合在所述下型上的所述管材的端面抵接来进行定位；
螺母供给通道，其设置在所述下型的外侧面，从该下型的基端部沿轴向延伸到前端部；
螺母供给软管，其与所述螺母供给通道的基端连接；
螺母传感器，其检测处于所述螺母供给通道前端的螺母供给位置上的螺母；
推进器，其沿与轴线垂直的方向可自由移动地收容在所述下型的前端部内侧，并被推出到所述螺母供给位置；
凸轮动作杆，其沿轴向可自由移动地收容在所述下型的内侧，设置在前端部的倾斜凸轮面与所述推进器卡合，将该推进器推出到所述螺母供给位置；
凸轮驱动装置，其使该凸轮动作杆沿轴向往复移动；
上型，其设置为，沿所述导柱在与所述下型的轴线垂直的方向上可自由移动；
敛缝模，其安装于所述上型，并隔着所述螺母供给位置而与所述推进器对置；
模驱动装置，其设置于所述上底板，使所述上型在与所述下型的轴线垂直的方向上往复移动，并且，对所述敛缝模加压的力设定为比推出所述推进器的力大。
2、如权利要求1所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述提升器构成为，在顶部具有山形的倾斜导向面，通过收容于所述下底板的弹簧进行施力，使所述提升器抵接支撑所述下型，当在所述下型上嵌合管材时，通过使该管材沿所述倾斜导向面移动而压下所述提升器。
3、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述止动器构成为，其具有接触式传感器的作用，使嵌合在所述下型上的管材的端面与所述止动器抵接来进行定位，同时，与此联动地所述凸轮驱动装置与所述模驱动装置自动地动作。
4、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述敛缝模借助于模座和支承板安装在所述上型上，并设有废屑排出通道，所述废屑排出通道在所述支承板上连通所述敛缝模的中空孔，并且在横向外侧方开口。
5、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述下型在基端部上具有朝下方突出的支撑凸部，该支撑凸部与设置在所述下底板上的导向槽嵌合，所述下型在前后方向和左右方向的位置受到限制，被支撑为可上下移动。
6、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述管材为方形管，所述下型由棱柱状长尺寸件构成，在该下型的两侧面及下面上，设置有已固定安装在所述方形管上的螺母的退避槽，并且该退避槽从所述下型的前端沿轴向延伸至后端。
7、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，构成为，所述凸轮驱动装置是安装于所述后侧壁的液压缸，该液压缸的活塞杆借助于销和长孔与所述下型的后端连接，在动作时由所述活塞杆的前端面按压所述下型的后端面。
8、如权利要求1或2所述的在管材上固定安装螺母的冲压装置，其特征在于，所述模驱动装置是设置于所述上底板的液压缸，该液压缸的活塞杆与所述上型连接。
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