CN1962111A - 具备成型冲模的冲床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备成型冲模的冲床，安装在冲模支持部件上的成型冲模的个数或位置受的限制少，并且使升降成型冲模的装置能够不受渣屑的影响适当动作。具备可升降地支持多个成型冲模(5)的冲模支持部件(2)、使上述成型冲模升降的冲模升降驱动装置(16)、以及为了将一个成型冲模(5)定位在冲孔位置(P)上而使上述冲模支持部件移动的冲模支持部件移动装置。冲模升降驱动装置(16)包括：包括使定位在冲孔位置(P)上的成型冲模升降的升降部件(35)和升降驱动该升降部件的升降驱动部件(39)的升降装置(30)、以及将该升降装置切换到上述冲模支持部件的下方位置(B)上和之外的避让位置(A)上的位置切换机构(31)。

Description

具备成型冲模的冲床
技术领域
本发明涉及具备被支持在转台等冲模支持部件上的成型冲模，在冲孔(punch)加工时使该成型冲模升降的冲床。
背景技术
图12为表示转台式冲床的整体结构的图。转台式冲床具备将多个冲头工具4支持在圆周上的上转台1、同样将多个冲模工具5支持在圆周上的下转台2，使这些上下转台1、2旋转，将所希望的一组冲头工具4和冲模工具5定位在预定的冲孔位置P上，对板材即工件W进行冲孔加工。
冲孔加工有开孔加工和成型加工，开孔加工为使冲模工具5的上面的高度与工作台18的上面的高度相同地固定冲模工具5，在这种状态下使冲头工具4下降进行加工。当用同样的方法进行成型加工时，由于工件W的加工部分形成在比工作台18的上面靠下一侧，因此该加工部分与工作台18相干涉，妨碍工件的进给。因此在成型加工时，在例如向上成型的情况下，必须使用形成了向上的凸模的成型用冲模工具(以下称为“成型冲模”)5，将工件W的加工部分形成在比工作台18的上面靠上侧地进行加工。
作为这样的成型加工方法，有如图13所示的将成型冲模5固定在其上面比工作台的上面18a高的位置上，使冲头工具4下降进行加工的方法；以及像图14所示那样将冲头工具4固定在其下面的高度与工作台的上面18a的高度相同的位置上，使冲模工具5上升进行加工的方法。在两图中，(A)表示即将加工之前的状态，(B)表示加工时的状态。在像图13的例那样使冲头工具4下降进行成型加工的情况下，为了防止妨碍工件W的进给或损伤工件的里面，位于离开冲孔位置P的位置上的成型冲模5退让到比工作台的上面18a低的下降位置上。因此，无论用哪种方法进行加工，都必须使定位在冲孔位置P上的成型冲模下降，所以其升降装置被设置在冲床上(例如专利文献1)。
该升降装置包括上面沿一个方向倾斜形成倾斜面部的进退部件和使该进退部件沿倾斜面的倾斜方向水平进退的致动器，采用在上述倾斜面部与定位在冲孔位置上的成型冲模的一部分相抵接的状态下使上述进退部件进退、从而使成型冲模升降的结构。专利文献1中，进退部件的倾斜面部在与连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线正交的方向、即冲模工具旋转的圆形轨道的切线方向倾斜，进退部件的进退方向也为上述方向。
[专利文献1]日本特许第2889951号
专利文献1的冲床由于采用成型冲模的升降装置固定设置在冲孔位置上、而且进退部件沿上述切线方向进退使成型冲模升降的结构，因此即使成型冲模下降时，进退部件也位于上述圆轨道的正下方或其附近。因此，在多个成型冲模彼此靠近地设置在下转台上的情况下，存在当一个成型冲模位于冲孔位置上时，进退部件与靠近它的成型冲模干涉的问题。虽然加长进退部件的进退行程能够避免上述干涉，但这种方法存在不仅增加了升降装置的长度，而且成型冲模的升降动作需要花费时间的问题。结果，在下转台上设置多个成型冲模的情况下，各成型冲模不得不彼此隔开间隔配置，成型冲模的安装数量或安装位置受到限制。并且，由于进退部件总是位于转台的下方，因此存在从转台上掉下的渣屑附着在进退部件及其进退引导部上，妨碍升降装置的动作的可能。
并且，如果是上述现有技术的冲床那样进退部件沿上述切线方向进退的结构的话，则一个升降装置只能进行位于一个圆周上的成型冲模的升降。因此，在采用多个同心圆上分别设置成型冲模的结构的情况下，必须设置与上述同心圆的数量相等的升降装置，使冲孔位置周围的结构变得复杂。
发明内容
本发明的目的就是使具备成型冲模的冲床中安装在冲模支持部件上的成型冲模的个数或位置受限制少，并且使升降成型冲模的装置能够不受渣屑的影响适当动作。本发明的另一个目的就是不仅要缩短使成型冲模升降的装置的移动距离，而且要使该移动变得容易。本发明还有一个目的就是即使在多个同心圆上分别设置成型冲模的情况下也能够用一个装置升降各同心圆上的成型冲模。本发明的再一个目的就是在水平移动自由的状态下支持冲模支持部件，并且使升降部件的位置切换变得容易。
本发明的具备成型冲模的冲床具备：冲模支持部件，可升降地支持多个成型冲模；冲模升降驱动装置，使上述成型冲模升降；以及冲模支持部件移动装置，为了将一个成型冲模定位在冲孔位置上而使上述冲模支持部件移动，上述冲模升降驱动装置包括：升降装置，包括使定位在上述冲孔位置上的成型冲模升降的升降部件、和升降驱动该升降部件的升降驱动部件；以及位置切换机构，将该升降装置切换到上述冲模支持部件的下方位置和之外的避让位置。
如果采用这种结构，用冲模支持部件移动装置使冲模支持部件移动，将支持在冲模支持部件上的成型冲模中的一个定位在冲孔位置上，用冲模升降驱动装置使定位在该冲孔位置上的成型冲模升降。当冲模升降驱动装置处于位置切换机构使升降装置前进到冲模支持部件的下方位置的状态时，升降装置的升降驱动部件升降驱动升降部件，使成型冲模升降地进行动作。当成型冲模不升降时，位置切换机构使升降装置避让到冲模支持部件外的避让位置。由于成型冲模不升降时升降装置位于冲模支持部件外的避让位置，因此升降装置不与靠近冲孔位置上的成型冲模的成型冲模干涉。因此，安装在冲模支持部件上的成型冲模的个数或位置受的限制少，能够根据作业的种类或作业顺序自由地在冲模支持部件上配置多个成型冲模。并且，在使成型冲模上升进行冲孔加工的时刻以外，由于升降装置避让在冲模支持部件之外，因此渣屑不会附着在升降装置上，总是能够使升降装置合适地动作。
在本发明中，上述冲模支持部件可以为通过旋转移动使成型冲模位于冲孔位置上的圆形或扇形转台。此时，上述位置切换机构可以为使升降装置在连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向上移动进行位置切换的机构。当使升降装置在连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向上移动进行位置切换时，能够使升降装置的移动距离最短，能够使冲模升降驱动装置小型化。
并且，上述转台可以在以该转台的旋转中心为中心的多个同心圆上分别设置有成型冲模。由于使升降装置在连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向上移动，因此即使是在多个同心圆上分别设置成型冲模的情况下，也能够用一个升降装置使各同心圆上的成型冲模升降。
并且，上述冲模支持部件可以为处于水平移动自由的状态、且利用垫板从下方被支持的部件。此时，在上述垫板上形成有使升降装置自由进入的开口部。当用垫板从下面支持冲模支持部件时，能够防止加工时冲模支持部件歪斜。并且，如果在垫板上形成升降装置进入自由的开口部，则能够通过该开口部切换升降装置的位置，因此能够使升降装置的位置切换变得容易。
发明的效果
由于本发明的具备成型冲模的冲床具备：可升降地支持多个成型冲模的冲模支持部件、使上述成型冲模升降的冲模升降驱动装置、以及为了将一个成型冲模定位在冲孔位置上而使上述冲模支持部件移动的冲模支持部件移动装置；上述冲模升降驱动装置包括：包括使定位在上述冲孔位置上的成型冲模升降的升降部件和升降驱动该升降部件的升降驱动部件的升降装置、以及将该升降装置切换到上述冲模支持部件的下方位置和之外的避让位置的位置切换机构，因此能够使安装在冲模支持部件上的成型冲模的个数或位置受的限制少，并且能够使升降成型冲模的装置不受渣屑的影响，能够合适地动作。
当上述冲模支持部件为通过旋转移动使成型冲模位于冲孔位置上的圆形或扇形转台，上述位置切换机构为使升降装置在连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向上移动进行位置切换的机构时，能够使升降装置的移动距离最短，能够使冲模升降驱动装置小型化。
并且，当上述转台在以该转台的旋转中心为中心的多个同心圆上分别设置有成型冲模时，能够用一个升降装置使各同心圆上的成型冲模升降。
当上述冲模支持部件为处于水平移动自由的状态、且利用垫板从下方被支持的部件，在上述垫板上形成有升降装置进入自由的开口部时，不仅能够防止加工时冲模支持部件歪斜，而且使升降装置的位置切换变得容易。
附图说明
图1是本发明的一个实施形态的冲床的侧视图。
图2是表示用上述冲床中使用的成型冲模进行成型加工的方法的说明图，(A)表示冲头工具和成型冲模的即将进行冲孔加工之前的状态，(B)表示其冲孔加工时的状态。
图3是表示用上述冲床中使用的成型冲模进行不同的成型加工的方法的说明图，(A)表示冲头工具和成型冲模的即将进行冲孔加工之前的状态，(B)表示其冲孔加工时的状态。
图4(A)为成型冲模安装位置周边部的俯视图，(B)为其剖视侧视图。
图5是表示成型冲模安装位置周边部的不同状态的剖视侧视图。
图6是表示成型冲模安装位置周边部的再不同的状态的剖视侧视图。
图7是冲模升降驱动装置的立体图。
图8是升降装置的主要部分的剖视图，(A)(B)(C)分别表示不同的状态。
图9是表示凸轮槽的形状的图。
图10是不同的冲床的成型冲模安装位置周边部的俯视图。
图11是不同的冲模升降驱动装置的立体图。
图12是现有技术的冲床的侧视图。
图13是表示成型加工的方法的说明图，(A)表示冲头工具和成型冲模的即将进行冲孔加工之前的状态，(B)表示其冲孔加工时的状态。
图14是表示成型加工的方法的说明图，(A)表示冲头工具和成型冲模的即将进行冲孔加工之前的状态，(B)表示其冲孔加工时的状态。
具体实施方式
下面与附图一起说明本发明的一个实施形态。该实施形态为将本发明用于图1所示的转台式冲床的形态。该冲床将作为冲头工具支持部件的上转台1和作为冲模工具的支持部件的下转台2同心地设置在框体3上，在这些上下转台1、2的各分度位置分别设置各种冲头工具4和冲模工具5。
上下转台1、2的俯视形状都为圆形，围绕旋转中心轴7旋转自由地设置。转台移动装置8使上下转台1、2旋转移动，通过这样使冲头工具4和冲模工具5处在位于配置了上述分度位置的圆周上的预定的冲孔位置P上。转台移动装置8使上下转台1、2使用相同的电动机9，用链机构10、11将旋转传递给上下转台1、2。另外，上下转台1、2的俯视形状也可以是扇形。并且也可以将冲头工具4和冲模工具5支持在转台以外的支持部件上。此时，转台移动装置8为冲头、冲模支持部件移动装置。
设置在上转台1上的冲头工具4由冲头驱动机构13在上述冲孔位置P上升降驱动。冲头驱动机构13具备曲柄机构14和由该曲柄机构升降驱动的压头(ram)15，通过压头15使冲头工具4升降。设置在转台2上的冲模工具5中的某几个为成型冲模，该成型冲模5为了在上述冲孔位置P上改变上下位置，可以在后面将要说明的冲模升降驱动装置16的作用下升降。如图2和图3所示，在例如向上成型的情况下，成型冲模5采用使模具部分5a向上的凸模形状，与凹模的冲头工具4组合使用。
板材即工件W被工件进给机构17在工作台18上前后左右搬送，以便使所希望的部分位于冲孔位置P。工件进给机构17为用工件保持件17a把持工件W的端部进行搬送的机构。工件保持件17a安装在十字滑块17b上，十字滑块17b左右(X方向)移动自由地被设置在前后(Y方向)自由地在框体3上移动的滑架17c上。工作台18为设置了安放引导工件W的活动轴承等滑动部件的平台。
如图4～图6所示，成型冲模5通过冲模保持台20安装在作为冲模支持部件的下转台2上。冲模保持台20为在中央形成有上下贯通的带锪孔的冲模安装孔21的部件，使该冲模安装孔21的平面位置与下转台2上形成的冲模穿插孔22一致，用螺栓等固定在下转台2的上面。成型冲模5上下滑动自由地嵌入保持在冲模安装孔21和冲模穿插孔22内。虽然在图4、5、6所示的例中成型冲模5在冲模穿插孔22内滑动自由，但也可以使成型冲模5在冲模安装孔21内滑动自由。如图4(B)和图5所示那样，常态下为粗径的模具部分5a与冲模安装孔21的锪孔面21a卡合。在这种状态下，成型冲模5的下端从冲模穿插孔22向下方突出。该成型冲模5的突出下端部的侧面沿下转台2的径向形成图2和图3所示那种形状的卡合槽5b。
在冲孔位置P附近且下转台2的下侧，设置有从下面支持下转台2以防冲孔加工时歪斜的垫板24。该垫板24为承受冲压载荷并且不妨碍冲孔加工时产生的渣屑排出的部件，在本例中，由隔着冲孔位置P沿下转台2的径向互相分开的一对垫板部件24a、24b构成。径向外侧的垫板部件24a为门形，开有供后述的升降装置30出入的开口部25。这对垫板部件24a、24b设置在下转台2旋转时不与成型冲模5的上述突出下端干涉的地方。
下面参照图7～图9说明冲模升降驱动装置16。冲模升降驱动装置16具备升降装置30，利用位置切换机构31将该升降装置30切换到下转台2的下方位置和离开下转台2的退让位置。在本实施形态中，位置切换机构31使用缸，使升降装置30沿着敷设于框体3上的轨道32在连接冲孔位置P和下转台2的旋转中心7的假想直线33(图4所示)的方向(X方向)移动。移动时，通过上述径向外侧的垫板部件24a的开口部25进行位置切换。
升降装置30由以下部件组成：在上述轨道32上移动自由的基座部件34；升降自由地支持在该基座部件34上，上部形成了能够与上述成型冲模5的卡合槽5b卡合的、截面为钩形的卡合凸条35a的升降部件35；旋转自由地安装在该升降部件35两侧面部的一对凸轮滚子36；沿X方向相对于基座部件34滑动自由、具有与上述凸轮滚子36卡合的凸轮槽37的凸轮部件38；使该凸轮部件38沿X方向移动的缸式升降驱动部件39；安装在凸轮部件38的转台旋转中心的端面上，能够通过上述开口部25、大小与开口部25相当的盖体40。
如图8所示，在升降部件35的下部设置上下方向的轴35b，该轴35b滑动自由地嵌入基座部件34上形成的升降部件安装孔34a内，通过这样将升降部件35升降自由地支持在基座部件34上。凸轮部件38包括水平方向宽的中央部38a和垂直方向高度高的两侧部38b，中央部38a的背面连接着作为升降驱动部件39的动力缸的活塞杆39a，在两侧部38b上形成上述凸轮槽37。凸轮部件的中央部38a的上面形成为水平，作为冲孔加工时升降部件35的落座面。并且，在凸轮部件中央部38a上形成有当凸轮部件38向转台的旋转中心前进时升降部件35的轴35b嵌入的凹部41。
如图9所示，凸轮槽37由以下部分构成：位置比转台的旋转中心一侧低的倾斜部37a；与该倾斜部37a的转台旋转中心相反一侧延续的水平部37b；与该水平部37b的转台旋转中心相反一侧延续、位置比水平部37b稍低的台阶部37c。当使凸轮部件38沿X方向进退时，凸轮滚子36沿凸轮槽37转动，升降部件35的高度改变。当凸轮滚子36位于倾斜部37a的最低位置时，升降部件35位于最低级L1。当凸轮滚子36位于水平部37b时，升降部件35位于最高级L2。当凸轮滚子36位于台阶部37c时，升降部件35位于比最高级L2稍低的加工级L3。
下面说明冲模升降驱动装置16的动作。在初始状态，如图4所示，升降装置30位于下转台2外的避让位置A。在用成型冲模5进行成型加工的情况下，如图5所示那样驱动位置切换机构31，使升降装置30前进到下转台2的下方位置B。在下方位置B，升降部件35的卡合凸条35a卡合到成型冲模5的卡合槽5b中，成型冲模5和升降部件35在上下方向的移动上成为一体。此时，升降部件35处于凸轮滚子36位于凸轮槽37的倾斜部37a的最下位置的最低级L1。
在这种状态下驱动升降驱动部件39使凸轮部件38前进，通过这样使凸轮滚子36沿凸轮槽37的倾斜部37a转动到台阶部37c，如图6所示，升降部件35上升到加工级L3。由此，成型冲模5被向上抬起，成型冲模5的上面比工作台18的上面18a高。当该升降部件35位于加工级L3时，升降部件35处于被凸轮部件38的中央部38a从下面支持的状态。当凸轮部件38前进时，升降部件35在暂时上升到最高级L2后下降到比该位置稍低的加工级L3，因此能够使升降部件35顺利地落座到凸轮部件38的中央部38a上。
这样，在成型冲模5上升，工件W被抬起到比工作台18的上面18a高的位置上的状态下，使冲头工具4下降进行成型加工(参照图2)。此时，由于升降部件35被凸轮部件38的中央部38a从下面支持，因此能够承受大的成型载荷。并且，凸轮滚子36上不会承受大的载荷。
在冲孔加工结束后，进行与上述相反的动作，使升降部件35下降到最低级L1，进而使升降装置30后退到避让位置A。在加工为开孔加工的情况下，在升降装置30后退到避让位置A后，用图中没有表示的吸引装置吸引除去开孔加工时产生的冲孔位置P下方的渣屑。由于开口部25被升降装置30的盖体40堵住，因此冲孔位置P下方的密闭度高，能够有效地进行渣屑的吸引。
该冲模升降驱动装置16由于不升降成型冲模5时升降装置30位于作为冲模支持部件的下转台2外的避让位置A，因此即使在相邻的分度位置上并设了成型冲模的情况下，升降装置30也不与冲孔位置P的相邻分度位置上的成型冲模5干涉。因此，安装在下转台2上的成型冲模5的个数或位置受的限制少，能够根据作业的种类或作业顺序自由地在下转台2上配置多个成型冲模5。并且，在使成型冲模5上升进行冲孔加工的时刻以外，由于升降装置30避让在下转台2外，因此渣屑不会附着在升降装置30上，总是能够使升降装置30合适地动作。
通过使升降装置30沿连接冲孔位置P和转台的旋转中心7的假想直线33的方向(X方向)移动进行位置切换，能够使升降装置30的移动距离最短。在进行该位置切换时，由于升降装置30通过垫板部件24a上形成的开口部25，因此升降装置30的位置切换变得容易。由于上述原因，能够使冲模升降驱动装置16小型、简单化。
并且，如果采用使升降装置30沿连接冲孔位置P和转台的旋转中心7的假想直线33的方向移动的结构，则即使是图10所示的在多个同心圆43、44、45上分别设置成型冲模5的下转台2，也能够用一个升降装置30升降各同心圆43、44、45上的成型冲模5。
图11表示不同的冲模升降驱动装置。该冲模升降驱动装置46也具备升降装置50，用位置切换机构31将该升降装置50切换到下转台2的下方位置和离开下转台2的避让位置，但升降装置50的结构与上述冲模升降驱动装置16稍有不同。对于相同的结构，添加相同的符号，省略其说明，下面就结构不同的地方进行说明。
该冲模升降驱动装置46的升降驱动部件采用伺服电动机51。利用该伺服电动机51的旋转动力通过带传动装置52使滚珠丝杠53旋转，使螺合在该滚珠丝杠53上的螺母54沿与连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向(X方向)正交的方向(Y方向)移动。当螺母54沿Y方向移动时，凸轮部件38通过由第1齿条56、小齿轮57和第2齿条58构成的齿条小齿轮机构沿X方向进退，与上述实施形态一样，凸轮滚子36和凸轮槽37的凸轮机构使升降部件35升降。
另外，第1齿条56滑动自由地卡合在螺母54上形成的沿X方向的引导槽54a中。由此，伴随升降装置50为了切换位置而沿X方向移动，第1齿条56沿引导槽54a移动。并且，当第1齿条56位于滚珠丝杠53的轴心延伸线上时，升降部件35进行升降动作。因此，螺母54上不作用弯曲转矩，在保持螺母54和螺合在其上的滚珠丝杠53的精度上比较理想。
如果采用这种结构，由于升降驱动部件采用51伺服电动机，因此容易进行升降部件35的升降控制。因此，该冲模升降驱动装置46除了能像上述冲模升降驱动装置16一样将成型冲模5固定在其上面比工作台的上面18a高的位置上，使冲头工具4下降进行成型加工(图2)外，还能够在将冲头工具4固定在其下面的高度与工作台的上面18a的高度相同的位置上、使成型冲模5上升进行的成型加工(图3)中，调整成型冲模5的上升端，使工件的成型加工部在任意的高度位置上进行加工。并且，由于能够将升降驱动部件51设置在离开上述假想直线的位置上，因此能够缩短冲模升降驱动装置46的假想直线方向上的长度。

Claims (5)

1.一种具备成型冲模的冲床，其特征在于，
具备：冲模支持部件，可升降地支持多个成型冲模；冲模升降驱动装置，使上述成型冲模升降；以及冲模支持部件移动装置，为了将一个成型冲模定位在冲孔位置上而使上述冲模支持部件移动，
上述冲模升降驱动装置包括：升降装置，包括使定位在上述冲孔位置上的成型冲模升降的升降部件、和升降驱动该升降部件的升降驱动部件；以及位置切换机构，将该升降装置切换到上述冲模支持部件的下方位置和之外的避让位置。
2.如权利要求1所述的具备成型冲模的冲床，上述冲模支持部件为通过旋转移动使成型冲模位于冲孔位置上的圆形或扇形转台，上述位置切换机构为使升降装置在连接冲孔位置和转台的旋转中心的假想直线方向上移动进行位置切换的机构。
3.如权利要求2所述的具备成型冲模的冲床，上述转台在以该转台的旋转中心为中心的多个同心圆上分别设置有成型冲模。
4.如权利要求1所述的具备成型冲模的冲床，上述冲模支持部件为处于水平移动自由的状态、且利用垫板从下方被支持的部件；在上述垫板上形成有使升降装置自由进入的开口部。
5.一种冲床的工作方法，其特征在于，
上述冲床具备：冲模支持部件，可升降地支持多个成型冲模；冲模升降驱动装置，使上述成型冲模升降；以及冲模支持部件移动装置，为了将一个成型冲模定位在冲孔位置上而使上述冲模支持部件移动，
上述冲模升降驱动装置包括：升降装置，包括使定位在上述冲孔位置上的成型冲模升降的升降部件、和升降驱动该升降部件的升降驱动部件；以及位置切换机构，将该升降装置切换到上述冲模支持部件的下方位置和之外的避让位置，
当上述升降装置位于上述冲模支持部件之外时，使上述冲模支持部件移动，将多个成型冲模中的一个成型冲模定位在上述冲孔位置上，
使上述升降装置位于上述冲模支持部件的下方位置上，
通过驱动上述升降驱动部件使上述升降部件上升，使上述定位后的成型冲模上升。
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