CN215392185U - 一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线 - Google Patents

Abstract

本实用新型名称为一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线。属于圆锥滚子轴承冲压筐形保持架加工技术领域。它主要是解决目前切成、切底模具及压力设备只适合单机、单序和人工操作的问题。它的主要特征是：包括切成压力机及切成冲压模具、切底压力机及切底冲压模具、以及配合的输送带和往复移动式机械手；切成冲压模具包括成形凸模、成形凹模、凸模卸料机构和凹模卸料机构，凸模卸料机构设置在成形凸模内，凹模卸料机构设置在成形凹模内，成形凹模口部设有定位凹槽；切底冲压模具包括切底凹模、切底冲头、卸料机构、导柱和导套，导柱和导套单侧水平分布，卸料机构设置在切底冲头外侧。本实用新型主要用于筐形保持架切成切底的自动冲压连线生产。

Description

一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线

技术领域

本实用新型属于圆锥滚子轴承冲压筐形保持架加工技术领域，具体涉及一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，通过切成、切底模具的优化设计实现筐形保持架切成切底冲压自动生产连线。

背景技术

圆锥滚子轴承广泛运用于机械行业、特别是汽车制造业，是襄轴公司主机客户和外贸出口的主导产品。基本结构一般由外圈、筐形保持架、一组滚动体和内圈等四大件组成。

筐形保持架是圆锥滚子轴承四大件关键零部件之一，主要作用是均匀隔离滚子并引导其在内外滚道面自由旋转、传递载荷，确保整车运动精度和稳定性。该零件一般采用冷轧钢板冲压而成，主要工艺流程如下：将L（长）×B（宽）×δ（厚）的标准合板拆包，从条料剪切、圆片下料开始，到最后扩张大致需要7道冲压工序，如图1所示。工序包括下料、切成、切底、冲孔、车边、压坡和扩张。

工序多、要求高和劳动密集型是筐形保持架冲压加工的显著特点。受加工装备和技术水平的限制，传统的筐形保持架切成、切底加工普遍采用人工单机单序的集群生产模式，不仅生产效率低、产品质量不稳定，而且需要人员频繁从模腔取放产品，安全事故较多。随着人口红利的消失，行业招工难、留人难、高成本、低效能等问题，倒逼企业进行自动化改造已是大势所趋。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，通过对切成、切底模具优化设计，实现切成和切底两个冲压工序的自动化生产连线，可实现一人多机或无人操作，为企业减人增效、提高市场竞争力创造条件。

本实用新型的技术解决方案是：一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：包括切成压力机及切成冲压模具、切底压力机及切底冲压模具、以及与切成压力机及切底压力机配合的输送带和往复移动式机械手；其中，所述切成冲压模具包括成形凸模、成形凹模、凸模卸料机构和凹模卸料机构，凸模卸料机构设置在成形凸模内，凹模卸料机构设置在成形凹模内，成形凹模口部处设有定位凹槽；所述切底冲压模具包括切底凹模、切底冲头、冲头接头、卸料机构、导柱和导套，导柱和导套单侧分布，卸料机构设置在切底冲头外侧。

本实用新型的技术解决方案中所述的输送带设置在切成压力机与切底压力机之间；所述往复移动式机械手包括第一往复移动式机械手和第二往复移动式机械手，第一往复移动式机械手设置在切成压力机与储料台之间，第二往复移动式机械手设置在切成压力机与切底压力机之间。根据车间场地情况，整个连线可以按一字也可以按L型布局。

本实用新型的技术解决方案中所述的第一往复移动式机械手上前、中、后端均设有真空吸盘；所述的第二往复移动式机械手的前端设有与待切底毛坯配合的真空吸盘，后端设有柔性手抓；所述切底压力机旁设有专用接料箱。

本实用新型的技术解决方案中所述的切成压力机为高性能精密压力机；所述切底压力机为高性能精密压力机。

本实用新型的技术解决方案中所述的切成压力机、切底压力机均为JH21系列开式固定台面高性能精密冲压设备。

本实用新型的技术解决方案中所述的切成冲压模具的凸模卸料机构由上矩形弹簧和卸料垫构成，成形凸模内设有圆柱形腔体，下端设有与卸料垫配合的通孔，卸料垫轴向设有与矩形弹簧配合的凹槽，外圆设有与圆柱形腔体配合的凸台；所述凹模卸料机构由弹簧罩、下矩形弹簧、导向杆和垫圈组成，导向杆穿过下矩形弹簧和垫圈，位于弹簧罩的腔体内。

本实用新型的技术解决方案中所述的切底冲压模具的卸料机构由卸料弹簧和卸料环构成；所述切底冲头上设有与冲头接头配合的圆形定位孔；所述卸料环套装在切底冲头上，上端设有与卸料弹簧配合的圆形凸台，外圆为圆锥形；所述卸料弹簧通过导向螺杆设置在冲头接头与卸料环的圆形凸台之间。

本实用新型的技术解决方案中所述的切成冲压模具还包括下模板、凹模接头、凹模垫、凸模接头、上模板和模柄；所述模柄、上模板、凸模接头和成形凸模依次固定；所述成形凹模、凹模接头和下模板依次固定；所述凹模垫位于成形凹模下部腔体内，并套装在弹簧罩上。

本实用新型的技术解决方案中所述的切底冲压模具还包括下模座、定位板、上模座和模把；所述模把、上模座和冲头接头依次连接；所述切底凹模装于下模座上；所述定位板套装在切底凹模上，且上端口部设有圆锥形定位通孔。

本实用新型的技术解决方案中所述的定位凹槽的开口端直径与圆片料直径一致。

本实用新型采用由切成压力机及切成冲压模具、切底压力机及切底冲压模具、以及与切成压力机及切底压力机配合的输送带和往复移动式机械手构成的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其中，切成冲压模具包括成形凸模、成形凹模、凸模卸料机构和凹模卸料机构，凸模卸料机构设置在成形凸模内，凹模卸料机构设置在成形凹模内，成形凹模口部设有定位凹槽，成形凸模与成形凹模成为自然的导向结构，从而改进了现有倒置的切成冲压模具结构，取消了导柱导套结构，使切成工序自动连线加工成为可能；切底冲压模具包括切底凹模、切底冲头、卸料机构、导柱和导套，导柱和导套单侧平行分布，卸料机构设置在切底冲头外侧，同时将原切底冲压模座互成45°分布的导套和导柱改为单侧水平分布，这样既可保证上下模的同心度，又能给往复移动式自动化连线装置留有水平运动空间，方便安装和调整，外置卸料机构可确保切底后的毛坯不被切底冲头带离切底凹模，为下一个工作循环机械臂柔性手抓准确夹起毛坯创造了条件，通过传送带和往复移动式机械手进行无缝连接，即实现冲压保持架自动化连线的目标。

本实用新型主要用于筐形保持架切成切底的自动冲压连线生产。

附图说明

图1是现有筐形保持架冲压加工的流程图。

图2是传统切成冲压模具的结构示意图。

图3是本实用新型切成冲压模具的示意图。

图4是传统切底冲压模具的结构示意图。

图5是传统切底冲压模具下模座的俯视图。

图6是本实用新型切底冲压模具的示意图。

图7是本实用新型切底冲压模具上模座的俯视图。

图8是本实用新型的结构示意图。

图9是本实用新型的立体示意图。

图10是本实用新型的俯视图。

图中：101. 落料冲头（拉伸凹模）；102. 落料凹模；103. 定位导板；104. 导柱；105. 导套；106. 上模座；107. 卸料杆；108. 打料销；109. 卸料板；110. 拉伸冲头；111.下模座；201. 下模板；202. 凹模接头；203. 凹模垫；204. 成形凹模；205. 定位凹槽；206.凸模接头；207. 上模板；208. 模柄；209. 成形凸模；210. 上矩形弹簧；211. 卸料垫；212.弹簧罩；213. 下矩形弹簧；214. 导向杆；215. 垫圈；301. 下模座；302. 导柱；303. 导套；304. 上模座；305. 打料杆；306. 顶板；307. 模把；308. 顶杆；309. 冲头接头；310. 卸料环；311. 切底冲头；312. 定位板；313. 切底凹模；401. 下模座；402. 导柱；403. 切底凹模；404. 定位板；405. 切底冲头；406. 卸料环；407. 导套；408. 上模座；409. 模把；410.冲头接头；411. 导向螺杆；412. 卸料弹簧；501. 储料台；502. 第一往复移动式机械手；503. 切成压力机；504. 输送带；505. 第二往复移动式机械手；506. 切底压力机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图8-图10所示。本实用新型一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线的一个实施例，由包括切成压力机503及切成冲压模具、切底压力机506及切底冲压模具、以及与切成压力机503及切底压力机506配合的输送带504和往复移动式机械手构成。其中，输送带504设置在切成压力机503与切底压力机506之间，往复移动式机械手包括第一往复移动式机械手502和第二往复移动式机械手505，第一往复移动式机械手502设置在切成压力机503与储料台501之间，第二往复移动式机械手505设置在切成压力机503与切底压力机506之间。第一往复移动式机械手502上前、中、后端均设有真空吸盘，第二往复移动式机械手505的前端设有与切底毛坯配合的真空吸盘，后端设有柔性手抓。切底压力机506旁设有专用接料箱，切成压力机503、切底压力机506均为JH21系列开式固定台面高性能精密冲压设备。对切成、切底工序进行自动化升级改造后，通过传送带和往复移动式机械臂进行无缝连接，就实现了筐形保持架切成切底冲压自动化连线目标。

如图2所示，传统的切成冲压模具包括落料冲头（拉伸凹模）101、落料凹模102、定位导板103、导柱104、导套105、上模座106、卸料杆107、打料销108、卸料板109、拉伸冲头110和下模座111。该切成冲压模具安装在J31系列闭式单点压力机上，切成工序基本工艺过程为：人工将符合工艺要求的条料水平放入固定在落料凹模102上面的定位导板103内，当条料前移至挡料销进行定尺限位后，落料冲头101（内腔也是拉伸凹模）随压力机滑块下移，对条料进行圆片下料；当落料冲头101继续下移，此时的落料冲头内腔作为拉伸凹模，通过固定在下模座111中心位置的拉伸冲头110，开始对圆片进行拉伸成形，直至压力机下死点（即模具最小封闭高度位置），筐形毛坯拉伸成形结束；当压力机滑块上行，紧紧粘附在落料冲头1内腔的筐形毛坯，随上模座106一起向上移动至打料横梁时，由于打料横梁被固定在机身上的打料螺杆限位，随之推动卸料杆107、打料销108和卸料板109下移，将筐形保持架毛坯顶出，随后在重力和压缩空气双重作用下，毛坯被移动式料道接住并滑落至料箱中，毛坯切成加工完毕。

从该切成冲压模具结构和加工过程来看，为便于人工送料和拉伸成形后毛坯顺利卸料，切成工序采用了非传统的倒置结构，即拉伸冲头110与下模座111组合在一起，而拉伸凹模101与上模座106组合在一起，这样可确保成形后的毛坯被带离出下模座，以便下一个工作循环时人工步进送料。同时，为保证上下模的同心度，在上下模座分别设计了成45°分布的导套105和导柱104进行对中导向。显然，这种倒置的模具结构，不仅结构复杂，而且无法安装自动化连线装置。

如图3所示，本实用新型切成冲压模具包括下模板201、凹模接头202、凹模垫203、成形凹模204、定位凹槽205、凸模接头206、上模板207、模柄208、成形凸模209、上矩形弹簧210、卸料垫211、弹簧罩212、下矩形弹簧213、导向杆214和垫圈215。其中，上矩形弹簧210和卸料垫211构成凸模卸料机构。成形凸模209内设有圆柱形腔体，下端设有与卸料垫211配合的通孔，卸料垫211轴向设有与矩形弹簧210配合的凹槽，外圆设有与圆柱形腔体配合的凸台，卸料垫211可滑动伸出成形凸模209。弹簧罩212、下矩形弹簧213、导向杆214和垫圈215组成凹模卸料机构，导向杆214穿过下矩形弹簧213和垫圈215，位于弹簧罩212的腔体内。模柄208、上模板207、凸模接头206和成形凸模209依次固定。成形凹模204、接头202和下模板201依次固定，凹模垫203位于成形凹模204下部腔体内，并套装在弹簧罩212上。定位凹槽205的开口端直径与圆片料直径一致。

优选JH21系列开式固定台面高性能精密冲压设备替代J31系列闭式单点压力机作为主机，可实现如下功能：1、JH21系列冲压设备精度高，滑块运动间隙小，为模具工作时进行模口对中导向提供保证；工作台三面敞开空间较大，便于往复移动式机构的安装运行，可较好地满足自动连线要求；2、用减震垫取代二次灌浆地脚螺栓固定主机，减少了工作震动和噪音，可实现主机设备布局和位置的灵活调整；3、操控系统以PLC为核心，实现了数控化和智能化，为自动化连线和标准化作业创造了条件；4、增加了光栅保护和PLC采集信号功能，提高了本质安全度和控制精度。对现有倒置的传统切成冲压模具结构进行了创新设计，采用带定位凹槽和模口导向新结构，取消导柱导套结构，使切成工序自动连线加工成为可能。

第一往复移动式机械手502通过真空吸盘，将圆片料从储料台501抓取并准确放置在成形凹模204口部的定位凹槽205中，松开圆片料后第一往复移动式机械手502回程。当运行至安全位后给压力机发冲压信号，固定在上模中心位置的成形凸模209随压力机滑块下移，此时的成形凹模204内腔，开始对圆片进行拉伸成形，直至压力机下死点（即模具最小封闭高度位置），筐形毛坯拉伸成形结束。在拉伸过程中，由上矩形弹簧210、卸料垫211构成的凸模卸料机构和由弹簧罩212、下矩形弹簧213，导向杆214、垫圈215组成的凹模卸料机构同时被压缩，为成形后的卸料工作做准备。当压力机滑块上行，弹簧罩212将筐形毛坯推离出成形凹模204的内腔，当到达一定高度后，卸料垫211将筐形毛坯推离成形凸模209，使之平稳落在弹簧罩212上，完成卸料后，滑块上升至上死点位置停住，并给第一往复移动式机械手502发送冲压完成指令。第一往复移动式机械手502接到指令后开始下一个工作循环：第一往复移动式机械手502运行至模具中心，通过真空吸盘将筐形毛坯取出，同时安装在第一往复移动式机械手502手臂后端的真空吸盘将下一个待成形的圆片料从储料台501吸起，随着第一往复移动式机械手502手臂的水平移动，将圆片送至切成模具中，而筐形毛坯被放置在输送带504上送至切底工序，如此往复完成自动切成工作。

如图4、图5所示，传统的切底冲压模具包括下模座301、导柱302、导套303、上模座304、打料杆305、顶板306、模把307、顶杆308、冲头接头309、卸料环310、切底冲头311、定位板312和切底凹模313。传统切底冲压模具安装在J23系列开式可倾压力机上，切底工序基本工艺过程为：人工将待切底的筐形保持架毛坯口部朝上放入定位板312中，启动压力机滑块工作，固定在上模座304中心的切底冲头311随着压力机滑块的下移，不断接近待加工产品，当切底冲头311的刃口接触毛坯时，与固定在下模座301中心的切底凹模313组成剪切副，对毛坯进行切底直至料芯分离，完成切底工作。当压力机滑块上行，紧紧抱箍在切底冲头311上的筐形毛坯，随上模座304一起向上移动至打料横梁时，由于打料横梁被固定在机身上的卸料螺杆限位，随之推动顶杆308、顶板306、打料杆305和卸料环310，将筐形保持架毛坯从切底冲头311上卸下。随后在重力和压缩空气双重作用下，毛坯被吹向料道并滑落至料箱中，毛坯切底加工完毕。

从模具结构和加工过程来看，为便于人工送料和切底后毛坯顺利卸料，在上模座中心位置设计安装了复杂的打料结构，以确保切底后的毛坯不仅能被切底冲头带离切底凹模，为下一个工作循环提供毛坯放置条件，而且毛坯还能被顺利卸下。同时，为保证上下模的同心度，在上下模座分别设计了成45°分布的导套303和导柱302进行对中导向。但这种布局无法直接安装自动化连线装置。

如图6、图7所示，本实用新型切底冲压模具包括下模座401、导柱402、切底凹模403、定位板404、切底冲头405、卸料环406、导套407、上模座408、模把409、冲头接头410、导向螺杆411和卸料弹簧412。卸料弹簧412和卸料环406构成卸料机构。切底冲头405上设有带圆形凸台的冲头接头410。卸料环406上端设有与冲头接头410配合的通孔及与卸料弹簧412配合的圆形凸台，轴向设有与切底冲头405配合的腔体，外圆为圆锥形。卸料弹簧412通过导向螺杆411设置在冲头接头410与卸料环406的圆形凸台之间。模把409、上模座408和冲头接头410依次连接，切底凹模403装于下模座401上。定位板404套装在切底凹模403上，且上端口部设有圆锥形定位通孔。导柱402和导套407单侧水平分布，卸料机构设置在切底冲头405外侧。

优选JH21系列高性能精密冲压设备取代老式J23系列压力机作为主机，对现有切底冲压模具结构进行了创新设计，使切底工序自动连线成为可能。

第二往复移动式机械手505通过安装在第二往复移动式机械手505手臂前端的真空吸盘，将待切底毛坯从传送带上V型定位块处吸起后，水平移动至切底工位，准确将毛坯放置在切底凹模403上面的定位板404中，真空吸盘随即松开毛坯并随第二往复移动式机械手505离开切底工位，当第二往复移动式机械手505运行至安全位后给压力机发冲压信号，启动压力机滑块工作，固定在上模座408中心的切底冲头405随压力机滑块下移，当切底冲头405的刃口接触毛坯时，与固定在下模座401中心的切底凹模403刃口组成剪切副，对毛坯进行切底直至料芯分离，完成切底工作。之后压力机滑块开始上行，紧紧抱箍在切底冲头405上的筐形毛坯，随即被由外置卸料弹簧412和卸料环406构成的卸料装置卸下，并留在定位板404内。滑块上升至上死点停住，并给第二往复移动式机械手505发出冲压完成指令，第二往复移动式机械手505开始下一个工作循环：安装在第二往复移动式机械手505手臂后端的柔性手抓将留在凹模定位板404内的毛坯夹起，同时安装在机械手臂前端的真空吸盘，将下一个待切底毛坯从传送带上V型定位块处吸起，随着第二往复移动式机械手505手臂的水平移动，柔性手抓和真空吸盘分别将两个半成品送至料箱和切底工位，如此往复完成自动切底工作。

从本实用新型切底冲压模具结构和加工过程来看，为便于毛坯定位和卸料，满足连续自动生产要求，主要包括如下两点创新点：1、将原模座互成45°分布的导套307和导柱302改为单侧水平分布，这样既可保证上下模的同心度，又能给往复移动式自动化连线装置留有水平运动空间，方便安装和调整。2、对原模座复杂的打料结构进行了优化设计，外置卸料弹簧装置可确保切底后的毛坯不被切底冲头带离切底凹模，为下一个工作循环机械臂柔性手抓准确夹起毛坯创造了条件。

对切成、切底工序进行自动化升级改造和连线技术运用，将冲压加工从单机、单序、人工操作向自动化连线无人化作业转变，从而极大地提高工序自动化水平和产品质量，减轻劳动强度，改善作业环境，提高本质安全度。

Claims (10)

1.一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：包括切成压力机（503）及切成冲压模具、切底压力机（506）及切底冲压模具、以及与切成压力机（503）及切底压力机（506）配合的输送带（504）和往复移动式机械手；其中，所述切成冲压模具包括成形凸模（209）、成形凹模（204）、凸模卸料机构和凹模卸料机构，凸模卸料机构设置在成形凸模（209）内，凹模卸料机构设置在成形凹模（204）内，成形凹模（204）口部处设有定位凹槽（205）；所述切底冲压模具包括切底凹模（403）、切底冲头（405）、冲头接头（410）、卸料机构、导柱（402）和导套（407），导柱（402）和导套（407）单侧分布，卸料机构设置在切底冲头（405）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的输送带（504）设置在切成压力机（503）与切底压力机（506）之间；所述往复移动式机械手包括第一往复移动式机械手（502）和第二往复移动式机械手（505），第一往复移动式机械手（502）设置在切成压力机（503）与储料台（501）之间，第二往复移动式机械手（505）设置在切成压力机（503）与切底压力机（506）之间。

3.根据权利要求2所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的第一往复移动式机械手（502）上前、中、后端设有真空吸盘；所述的第二往复移动式机械手（505）的前端设有与待切底毛坯配合的真空吸盘，后端设有柔性手抓；所述切底压力机（506）旁设有专用接料箱。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切成压力机（503）为高性能精密压力机；所述切底压力机（506）为高性能精密压力机。

5.根据权利要求4所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切成压力机（503）、切底压力机（506）均为JH21系列开式固定台面高性能精密冲压设备。

6.根据权利要求4所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切成冲压模具的凸模卸料机构由上矩形弹簧（210）和卸料垫（211）构成，成形凸模（209）内设有圆柱形腔体，下端设有与卸料垫（211）配合的通孔，卸料垫（211）轴向设有与矩形弹簧（210）配合的凹槽，外圆设有与圆柱形腔体配合的凸台；所述凹模卸料机构由弹簧罩（212）、下矩形弹簧（213）、导向杆（214）和垫圈（215）组成，导向杆（214）穿过下矩形弹簧（213）和垫圈（215），位于弹簧罩（212）的腔体内。

7.根据权利要求4所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切底冲压模具的卸料机构由卸料弹簧（412）和卸料环（406）构成；所述切底冲头（405）上设有与冲头接头（410）配合的圆形定位孔；所述卸料环（406）套装在切底冲头（405）上，上端设有与卸料弹簧（412）配合的圆形凸台，外圆为圆锥形；所述卸料弹簧（412）通过导向螺杆（411）设置在冲头接头（410）与卸料环（406）的圆形凸台之间。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切成冲压模具还包括下模板（201）、凹模接头（202）、凹模垫（203）、凸模接头（206）、上模板（207）和模柄（208）；所述模柄（208）、上模板（207）、凸模接头（206）和成形凸模（209）依次固定；所述成形凹模（204）、凹模接头（202）和下模板（201）依次固定；所述凹模垫（203）位于成形凹模（204）下部腔体内，并套装在弹簧罩（212）上。

9.根据权利要求5-7中任一项所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的切底冲压模具还包括下模座（401）、定位板（404）、上模座（408）和模把（409）；所述模把（409）、上模座（408）和冲头接头（410）依次连接；所述切底凹模（403）装于下模座（401）上；所述定位板（404）套装在切底凹模（403）上，且上端口部设有圆锥形定位通孔。

10.根据权利要求5-7中任一项所述的一种筐形保持架切成切底冲压自动生产连线，其特征在于：所述的定位凹槽（205）的开口端直径与圆片料直径一致。

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