CN213671334U - 用于薄板的螺纹孔预制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于薄板的螺纹孔预制装置，其包括：基座；气缸，其竖直设置在所述安装臂远离所述立柱的一端，且所述气缸的输出端竖直向下伸出至所述安装臂的下方；上模具，其安装在所述气缸的输出端并在所述气缸驱动下沿着竖直方向往复运动；下模具，其包括与所述底板螺纹连接的模座和与所述模座固定的下模本体，所述下模本体的上端面开设有一竖直向下的盲孔，所述盲孔的顶端面与所述待加工薄板的下端面接触。本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置，将待加工薄板进行局部压延，预制螺纹孔为管状孔，工艺工序合理，可操作性强，质量稳定，且精度高，外形美观，节约原材料，降低工人劳动强度。

Description

用于薄板的螺纹孔预制装置

技术领域

本实用新型属于机械加工领域，尤其涉及到一种用于薄板的螺纹孔预制装置。

背景技术

目前对薄板进行螺纹孔加工时如图1所示，待加工薄板上具有若干定位孔，需要在该定位孔位置焊接焊片，如图2所示，来实现局部加厚，再进行钻孔，工序繁琐、加工难度大且原材料损耗严重。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种用于薄板的螺纹孔预制装置，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型的另一个目的是提供一种用于薄板的螺纹孔预制装置，将待加工薄板进行局部压延，预制螺纹孔为管状孔，工艺工序合理，可操作性强，质量稳定，且精度高，外形美观，节约原材料，降低工人劳动强度。

本实用新型的技术方案如下：

用于薄板的螺纹孔预制装置，其包括：

基座，其包括水平设置的底板和竖直设置在所述底板上方的立柱，以及设置在所述立柱顶端且与所述底板平行的安装臂；所述底板、所述立柱和所述安装臂形成一开口水平的U形结构；

气缸，其竖直设置在所述安装臂远离所述立柱的一端，且所述气缸的输出端竖直向下伸出至所述安装臂的下方；

上模具，其安装在所述气缸的输出端并在所述气缸驱动下沿着竖直方向往复运动，包括与所述气缸的输出端螺纹连接的导套和设置在所述导套内的上模本体，所述上模本体由上至下包括与所述导套连接的连接部、等直径支撑部、工作部和定位部，所述工作部的直径与待预制螺纹孔的直径d相等，所述定位部的直径小于所述工作部的直径，且所述定位部穿入待加工薄板上的预制定位孔并带动所述待加工薄板下降；

下模具，其设置在所述底板的上表面且位于所述上模具的正下方，所述待加工薄板位于所述上模具与所述下模具之间，且所述下模具包括与所述底板螺纹连接的模座和与所述模座固定的下模本体，所述下模本体的上端面开设有一竖直向下的盲孔，所述盲孔的顶端面与所述待加工薄板的下端面接触，所述盲孔的直径为D ,且d+t≤D≤d+2t，其中t为待加工薄板的厚度。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，还包括：

上电磁开关，其设置在所述气缸的上限位点；

下电磁开关，其设置在所述气缸的下限位点；

PLC控制器，其与所述上电磁开关、所述下电磁开关以及所述气缸电连接。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，还包括：

定时器，其预先设置所述气缸由下限位点到达上限位点的时间t；

下电磁开关，其设置在所述气缸的下限位点；

PLC控制器，其与所述定时器、所述下电磁开关以及所述气缸电连接。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，气缸最大理论压力9820N，行程200mm，行程速度30-800mm/s，行程精度≤1mm。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，

所述待加工薄板的厚度为1.0mm-2.0mm；

所述待预制螺纹孔的直径为2.5mm-6mm；

所述待预制螺纹孔的孔边距≥所述待预制螺纹孔的直径*0.5+2mm。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，

所述底板上表面与所述导套的底端面之间的距离为260mm；

所述上模具中心与所述立柱之间的距离为500mm。

优选的是，所述的用于薄板的螺纹孔预制装置中，

所述导套内设置有与所述连接部贴合的倒锥形孔；

所述定位部与所述工作部之间设置有导向圆弧，且所述定位部的直径为1.7mm。

本实用新型具有以下有益效果：

设计思路巧妙、结构简单，实用方便、可操作强；

设备实用性强、适用范围广，完全替代了原采用焊片增加厚度预制螺纹孔的工艺；

设备自动化程度高，对操作技术要求低，一般技术工人都可熟练掌握；

适用于对开放空间、半封闭空间以及窄小空间的零件。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为待加工薄板的结构示意图；

图2为现有技术中在待加工薄板上焊接焊片的结构示意图；

图3为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例的结构示意图；

图4为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例的侧视图；

图5为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中的上模具的结构示意图；

图6为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中的下模具的结构示意图；

图7为图6中模座的俯视图；

图8为图6中的下模本体的主视图；

图9为图6中的下模本体的俯视图；

图10为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的又一个实施例中的下模具的结构示意图；

图11为图10中模座的俯视图；

图12为图10中的下模本体的主视图；

图13为图10中的下模本体的俯视图；

图14为图10中的下模本体的仰视图；

图15为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的又一个实施例中的下模具的结构示意图；

图16为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的又一个实施例中的下模具的结构示意图；

图17为图16中的下模本体的主视图；

图18为图16中的下模本体的俯视图；

图19为图16中的下模本体的侧视图；

图20为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的又一个实施例中的下模具的结构示意图；

图21为本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例的PLC程序梯形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图3和图4所示，本实用新型提供一种用于薄板的螺纹孔预制装置，其包括：

基座1，其包括水平设置的底板和竖直设置在所述底板上方的立柱，以及设置在所述立柱顶端且与所述底板平行的安装臂；所述底板、所述立柱和所述安装臂形成一开口水平的U形结构；由三块Q235、 12mm厚度的钢板经过阶梯螺柱、螺栓连接而成。底板钻攻数组M16螺孔，用以调节、安装模座。

气缸2，其竖直设置在所述安装臂远离所述立柱的一端，且所述气缸的输出端竖直向下伸出至所述安装臂的下方；

上模具，其安装在所述气缸2的输出端并在所述气缸2驱动下沿着竖直方向往复运动，包括与所述气缸2的输出端螺纹连接的导套3和设置在所述导套3内的上模本体4，如图5所示，所述上模本体4由上至下包括与所述导套3连接的连接部401、等直径支撑部402、工作部403和定位部404，所述工作部403的直径与待预制螺纹孔的直径d相等，所述定位部404的直径小于所述工作部403的直径，且所述定位部404穿入待加工薄板5上的预制定位孔并带动所述待加工薄板5下降；

下模具，其设置在所述底板的上表面且位于所述上模具的正下方，所述待加工薄板5位于所述上模具与所述下模具之间，且所述下模具包括与所述底板螺纹连接的模座7和与所述模座7固定的下模本体6，所述下模本体6的上端面开设有一竖直向下的盲孔，所述盲孔的顶端面与所述待加工薄板5的下端面接触，所述盲孔的直径为D，且d+t≤D≤d+2t，其中t为待加工薄板的厚度，具体如下表所示。

根据薄板钣金拉伸特点，设计加工合适的模具对其进行局部压延成型，以增加厚度。

根据产品特点，采用不同的形状和安装方式。下模具主要结构型式如下：

A型圆柱模通过螺纹连接或者焊接与模座紧固，下模外径与上模外径相等，安装的时候，只需将上下模具外径对齐即可保证同心度；

如图6、图7、图8和图9所示，为一种A型下模具的结构图，而如图10、图11、图12、图13和图14所示，为另一种A型下模具的结构图。

C型、Z型矩形模利用螺栓与异形模座紧固，安装的时候，上模工作部分和下模底孔配合，需经测量、调整实现上下模同心度。模座利用压板螺栓或者M16高强螺栓与基座相连。

如图15所示，为一种C型下模具的结构图；

如图16、图17、图18和图19所示，为一种Z型下模具的结构图；如图20所示，为另一种Z型下模具的结构图。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，还包括：

上电磁开关8，其设置在所述气缸2的上限位点；

下电磁开关9，其设置在所述气缸2的下限位点；

PLC控制器10，其与所述上电磁开关8、所述下电磁开关9以及所述气缸2电连接。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，还包括：

定时器，其预先设置所述气缸2由下限位点到达上限位点的时间t；

下电磁开关9，其设置在所述气缸2的下限位点；

PLC控制器10，其与所述定时器、所述下电磁开关9以及所述气缸2电连接。

如图21所示，为PLC控制器的程序梯形图。采用PLC、磁性开关、光电开关、脚踏开关、按钮、精密电位器、电磁阀等电气元器件组成逻辑电路，控制气缸动作。控制中枢采用三菱FX3U型PLC，自编程序。气缸上、下行程死点有两种控制方式，一种利用调整两个磁性开关在气缸上面的安装位置，分别反馈给PLC，作为行程起止限位信号，另一种利用光电开关检测气缸最低位置，作为下行程限位信号；利用电位器模拟量输入给PLC，由PLC控制气缸上升时间来确定上行程限位信号。气缸运行设置独立的模具更换、调整模式，慢速准确的使上、下模具接触，方便可靠。气缸的工作速度利用气源处理件按需可调。控制气缸的时候，PLC程序具备脚踏开关上下行、强制上下行、模具更换与工作模式互锁功能，避免因操作失误导致人机伤害。

本实用新型提供的用于薄板的螺纹孔预制装置的工作过程如下：

（1）手动模式，能够实现模具更换、调整对中。下降踏板为点动信号，电磁阀A得电，气缸缓慢下降，上下模接近达合适位置，进行模具对中调整；上升踏板为点动信号，电磁阀B得电，气缸缓慢上升。

（2）自动模式，实现两种控制方法的行程自动循环。①按下选择按钮，调整上磁性开关位置，设置上行程限位死点；调整下磁性开关位置，设置下行程死点，踩下下降踏板，电磁阀C得电，气缸下降自动完成拔管动作，继而电磁阀D得电，气缸上升回到上行程限位位置，周期动作结束；②松开选择按钮，调整电位器旋钮，气缸以旋钮设置的上升时间到达上行程限位死点，踩下下降踏板，电磁阀C得电，气缸下降自动完成拔管动作，继而电磁阀D得电，气缸以电位器旋钮设置的时间参数，自动运行至上行程位置死点，周期动作结束。

（3）工作的时候，气缸活塞杆带动上模接近工件，中心定位钉先穿入定位孔，上模持续下行带动工件与下模上表面接触，下模底孔受力，母材完成局部压延变形。利用磁性开关、电位器、定时器、气缸定位螺栓等部件精确控制行程。压延结束，气缸杆自动返程到设定位置。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，气缸最大理论压力9820N，行程200mm，行程速度30-800mm/s，行程精度≤1mm。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，

所述待加工薄板的厚度为1.0mm-2.0mm；

所述待预制螺纹孔的直径为2.5mm-6mm；

所述待预制螺纹孔的孔边距≥所述待预制螺纹孔的直径*0.5+2mm。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，

所述底板上表面与所述导套的底端面之间的距离为260mm，决定了待加工薄板的高度尺寸；

所述上模具中心与所述立柱之间的距离为500mm，决定了待加工零件的最大尺寸为1000mm。

在本实用新型提供的所述的用于薄板的螺纹孔预制装置的一个实施例中，

所述导套内设置有与所述连接部贴合的倒锥形孔，导套与气缸输出端螺纹锁紧在固定的同时起到定心的作用；

所述定位部与所述工作部之间设置有导向圆弧，且所述定位部的直径为1.7mm。工作部分的直径与攻丝底孔一致，自带压平整形端面。

本实用新型设计思路巧妙、结构简单，实用方便、可操作强。设备实用性强、适用范围广，完全替代了原采用焊片增加厚度预制螺纹孔的工艺。设备自动化程度高，对操作技术要求低，一般技术工人都可熟练掌握。

该设备2017年完成原型机调试、模具设计配套、拔管工艺参数验证等工作。通过典型零件加工，证明对开放空间、半封闭空间以及窄小空间的零件，能够完全替代采用焊片增加厚度和螺纹有效圈数的工艺，已投入并推广到生产应用中。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，包括：

基座，其包括水平设置的底板和竖直设置在所述底板上方的立柱，以及设置在所述立柱顶端且与所述底板平行的安装臂；所述底板、所述立柱和所述安装臂形成一开口水平的U形结构；

气缸，其竖直设置在所述安装臂远离所述立柱的一端，且所述气缸的输出端竖直向下伸出至所述安装臂的下方；

上模具，其安装在所述气缸的输出端并在所述气缸驱动下沿着竖直方向往复运动，包括与所述气缸的输出端螺纹连接的导套和设置在所述导套内的上模本体，所述上模本体由上至下包括与所述导套连接的连接部、等直径支撑部、工作部和定位部，所述工作部的直径与待预制螺纹孔的直径d相等，所述定位部的直径小于所述工作部的直径，且所述定位部穿入待加工薄板上的预制定位孔并带动所述待加工薄板下降；

下模具，其设置在所述底板的上表面且位于所述上模具的正下方，所述待加工薄板位于所述上模具与所述下模具之间，且所述下模具包括与所述底板螺纹连接的模座和与所述模座固定的下模本体，所述下模本体的上端面开设有一竖直向下的盲孔，所述盲孔的顶端面与所述待加工薄板的下端面接触，所述盲孔的直径为D ,且d+t≤D≤d+2t，其中t为待加工薄板的厚度。

2.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，还包括：

上电磁开关，其设置在所述气缸的上限位点；

下电磁开关，其设置在所述气缸的下限位点；

PLC控制器，其与所述上电磁开关、所述下电磁开关以及所述气缸电连接。

3.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，还包括：

定时器，其预先设置所述气缸由下限位点到达上限位点的时间t；

下电磁开关，其设置在所述气缸的下限位点；

PLC控制器，其与所述定时器、所述下电磁开关以及所述气缸电连接。

4.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，气缸最大理论压力9820N，行程200mm，行程速度30-800mm/s，行程精度≤1mm。

5.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，

所述待加工薄板的厚度为1.0mm-2.0mm；

所述待预制螺纹孔的直径为2.5mm-6mm；

所述待预制螺纹孔的孔边距≥所述待预制螺纹孔的直径*0.5+2mm。

6.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，

所述底板上表面与所述导套的底端面之间的距离为260mm；

所述上模具中心与所述立柱之间的距离为500mm。

7.如权利要求1所述的用于薄板的螺纹孔预制装置，其特征在于，

所述导套内设置有与所述连接部贴合的倒锥形孔；

所述定位部与所述工作部之间设置有导向圆弧，且所述定位部的直径为1.7mm。

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