TWI388388B - Cold forming machine - Google Patents

Description

冷壓成形機

本發明係關於一種冷壓成形機具，尤指一種可自動化完成填料穴定量填料、加壓成形，以及工件推出填料穴等步驟的冷壓成形機。

如車輛用摩擦件或其他粉末加壓成形工件，概係利用冷壓成形機具將定量的粉狀原料予以加壓成形為預定形狀的工件。關於現有冷壓成形機具，其主要係於一機台中設置一可被驅動升降的下模、一設於下模中的中模，以及一設於下模上方的上模，該下模中具有與待成形工件形狀的填料穴，該中模頂部具有一可於填料穴被驅動升降及提供擠壓力的擠壓部，上模底部具有可對應伸入填料穴內的壓抵部。

於使用時，作業人員概略取出一些粉狀原料倒入填料穴中，由於作業人員無法精確的將一定量的粉狀原料倒入填穴中正好填滿，故當填料穴未填滿須由人工再進一步添加補充，至於凸出於下模頂面之填料穴外的粉狀原料，則須由作業人員以一刮板手動刮除下模頂面凸出填料穴外多餘的原料而予以整平，確保填料穴中填充一定量的原料，之後，令下模上升，使上、下模對合，再進一步驅動中模的擠壓部上升，藉以利用上模與中模中相對應的擠壓部及壓抵部對下模填料穴內的粉狀原料施以一定擠壓力而定形，之後，下模及中模被驅動下降至預定位，並使成形後的工件被頂出下模填料穴外，由作業人員取出，下模再被推頂上升一小段距離，而提供填料空間，以便接續下一工件的成形步驟。

惟由前述現有冷壓成形機之構造以及操作方式可知，每部冷壓成形機機具因須由人工手動填料及刮平等步驟，再由機具進行加壓，以及工件成形後，須由人工加以取出等步驟，故每部冷壓成形機必須由至少一名作業人員全程操作，費時費工，以致其產能偏低，加以作業人員於操作過程時，常須將其手部伸入機具內操作，而潛藏著作業的危險性。

本發明之主要目的在於提供一種可全自動一貫化作業的冷壓成形機，希藉此設計，改善現有冷壓成形機須由人工填料、刮平填入填料穴中的原料等作業費時費工、產能低以及安全性不足等缺點。

為達成前揭目的，本發明所設計的冷壓成形機，係包含：一機台，其包含一上下移動的升降基座；一成形模組，其包含一下模、一中模及一上模，該下模係設於該升降基座上，該下模具有一推料平面，以及位於推料平面中的填料穴，中模可升降活動地裝設於下模中，該中模具有一擠壓部，可上下活動地伸設於下模的填料穴中，該上模設於該機台頂部，上模具有一可對應向下伸入填料穴內的壓抵部；一送料裝置，其包含有一料槽、一推料塊以及一推送組件，該料槽具有置料空間，且於該置料空間底部形成一落料口，該推料塊固設於料槽底部且位於落料口外圍處，並可滑移地貼抵於下模的推料平面上，該推送組件固設於下模一側，且以其水平往復作動端連接料槽；以及一升降驅動裝置，其包含有一升降加壓端以及至少一中模升降驅動端，所述升降加壓端連接升降基座，用以驅動該升降基座升降位移及加壓力量，所述中模升降驅動端連接中模，用以驅動中模升降。

本發明之冷壓成形機設計相較現有冷壓成形機，本發明所設計之冷壓成形機之優點至少包含有：

1.全自動一貫化作業，產能高：本發明所設計之冷壓成形機係採取全自動化定量填料、刮平以及加壓成形等一貫化作業之機構設計，可減少人工操作，並於成形後工件推離填料穴的同時，一併進行填料穴填料以及接續的刮平等步驟，使其整部機具作動連貫而順暢，可有效節省人力及作業時間，進而提高產能，此外，更可以一名作業人員監管多部冷壓成形機之作動，減少人工成本。

2.具有高安全性：本發明所設計之冷壓成形機係採取自動化定量填料、刮平、加壓成形及推出工件等步驟之機構設計，可免除人工操作填料、刮平及取出工件等步驟，免除作業人員將手部伸入機具中的危險情事，使整部冷壓成形機之操作具有極高的安全性。

如第一、二圖所示，係揭示本發明冷壓成形機之一較佳實施例，由圖中可以見及，該冷壓成形機包含有一機台(10)、一成形模組(20)、一送料裝置(30)以及一升降驅動裝置(40)，其中：該機台(10)主要包含有一可上下移動的升降基座(13)，於本較佳實施例中，該機台(10)具有一底座(11)、一頂座(12)以及一升降基座(13)，所述底座(11)位於機台(10)底部，所述頂座(12)位於底座(11)上方，於底座(11)與頂座(12)之間形成一作動空間，所述底座(11)周邊可分布設數立柱(14)，用以支持固定頂座(12)，該升降基座(13)係可上下移動地裝設於機台(10)的作動空間處，升降基座(13)周邊為立柱(14)貫穿其中，藉由所述立柱(14)導引該升降基座(13)垂直升降移動。

該成形模組(20)包含有一下模(21)、一中模(22)及一上模(23)，該下模(21)頂部具有一推料平面(212)，該推料平面(212)以光滑平面形式為佳，並於推料平面(212)中設有一上下貫穿的填料穴(211)，所述填料穴(211)是依據待成形之工件外形而設計，且該下模(21)係裝設於該升降基座(13)上，中模(22)係可升降活動地裝設於下模(21)中，該中模(22)上具有一擠壓部(221)，該擠壓部(221)可活動地伸設於下模(21)的填料穴(211)中，該擠壓部(221)頂面為對應待成形工件底面形狀的中模面，該上模(23)係裝設於頂座(12)底面，與下模(21)上下相對，該上模(23)底面且具有一可對應伸入填料穴(211)內的壓抵部(231)，該壓抵部(231)底面為對應待成形工件頂面形狀的上模面；前述下模(21)上尚可進一步於推料平面外圍處設置至少一對位孔(213)，於上模(23)底面相對位置處設置對位柱(232)，用以確保上模(23)與下模(21)上下對合時之精確性。

該送料裝置(30)包含有一料槽(32)、一推料塊(33)以及一推送組件(34)，或進一步包含一送料平台(31)，其中：所述送料平台(31)係連接於下模(21)一側，且送料平台(31)具有一送料平面(311)，且以該送料平面(311)一側邊等高而平齊地銜接於下模(21)的推料平面(212)一側邊，該送料平面(311)以光滑平面形式為佳；該料槽(32)中具有一開口朝上的置料空間，用以容置粉狀原料，所述置料空間於料槽(32)底部形成一落料口(321)。

所述推料塊(33)為耐磨材料(如：聚四氟乙烯，俗稱鐵氟龍)所製成的框形構件，並可兼具潤滑作用，該推料塊(33)係固設於料槽(32)底部且位於落料口(321)外圍處，料槽(32)係可沿送料平台(31)及下模(21)作水平位移，且以底部所設的推料塊(33)平貼接觸送料平台(31)的送料平面(311)以及下模(21)的推料平面(212)滑移，並可藉其潤滑特性，以及送料平面(311)、推料平面(211)為光滑平面之設計，降低推料塊(33)長時間於送料平面(311)、推料平面(211)上反復滑移之磨擦而損壞的情事。

所述推送組件(34)係一可推動料槽(32)及其底部推料塊(33)水平位移之構件，該推送組件(34)可為氣壓缸、油壓缸之類的流體壓缸，或可為馬達式之直線驅動組件，或可為其他直線驅動機構，於本較佳實施例，推送組件(34)係選用可外接流體供應源的流體壓缸，所述流體壓缸之缸體藉由一定位架(35)組設於升降基座(13)上，而位於下模(21)一側，並以缸心末端連接料槽(32)，藉以利用氣壓驅動手段帶動料槽(32)水平往復移動。

前述的送料裝置(30)中，可於料槽(32)相對的兩側各設一配重塊(322)，用以對下方的推料塊(33)增加負載重量，以確保推料塊(33)緊抵於送料平台(31)的光滑表面(311)以及下模(21)的推料平面(212)上滑行。

前述的送料裝置(30)中，該料槽(32)後側設有一具有縱向長孔(324)的連接板(323)，該流體壓缸型式的推送組件(34)以其缸心末端組設一樞柱(341)穿設於該縱向長孔(324)中，以確保料槽(32)被推送組件(34)平穩地推送，而沿送料平台(31)的光滑表面(311)以及下模(21)的推料平面(212)上水平滑行。

該升降驅動裝置(40)係設於機台(10)中，其包含有一升降加壓端以及至少一中模升降驅動端，所述升降加壓端連接升降基座(13)，用以驅動該升降基座(13)升降位移，及提供向上加壓力量，所述中模升降驅動端連接中模(22)，用以驅動中模(22)升降。

如第一至二圖所示，於本較佳實施例中，該升降驅動裝置(40)包含一組主驅動器(41)以及兩組側驅動器(42)，所述主驅動器(41)及側驅動器(42)可為油壓缸式驅動組件，該主驅動器(41)以其缸體設置於該機台(10)的底座(11)上，位於升降基座(13)下方，並以缸心作為升降加壓端，連接上方升降基座(13)，該二側驅動器(42)係分設於機台兩側，並以其缸心作為中模升降驅動端，分別連接中模(22)兩側端，用以帶動中模(22)的擠壓部(221)於下模(21)的填料穴(211)升降，於本較佳實施例中，該二側驅動器(42)之缸體可設置於機台(10)的底座(11)兩側，或可設於升降基座(13)兩側等實施型態，其中該二側驅動器(42)之缸體設於機台(10)的底座(11)兩側時，於主驅動器(41)推頂升降基座(13)上升及下降時，該二側驅動器(42)也隨之一起動作，並於預定時機進一步驅動中模(22)升降。

如第四至七圖以及第二圖所示，本發明所設計冷壓成形機於使用時，以冷壓成形磨擦片(第八圖所示者)為例，該成形模組(20)中，該中模(22)之擠壓部(221)下降至填料穴(211)的預定位置，使填料穴(211)相對於擠壓部(221)上方形成一定大小的填料空間，其次，配合參閱第七圖所示，由送料裝置(30)的推送組件(34)將料槽(32)向前水平推至下模(21)的推料平面(212)，並通過填料穴(211)上方，使料槽(32)中的粉狀原料(60a)落入填料穴(211)後，推送組件(34)再將料槽(32)向後拉回，於料槽(32)前後滑移的過程中，並利用料槽(32)底部的推料塊(33)平貼於下模(21)的推料平面(212)滑移而產生刮平作用，使填料穴(211)中填入一定量的原料(60a)，並令多餘的原料(60a)被帶動下模(21)。

當料槽(32)被推送組件(34)自下模(21)上拉回至送料平台(31)的預定位置時，所述料槽(32)係位於機台(10)的頂座(12)外側，再由該升降驅動裝置(40)之主驅動器(41)推頂升降基座(13)上升，使下模(21)與上方的上模(23)上下對合，並使上模(23)的壓抵部(231)伸入下模(21)的填料穴(211)中，與中模(22)的擠壓部(221)上下相對擠壓填料穴(211)中的粉狀原料(60a)，進而將粉狀原料(60a)擠壓成固態的工件(60)(如第八圖所示者)。

之後，由主驅動器(41)帶動升降基座(13)下降復位，於到達定點後，由兩側的側驅動器(42)帶動中模(22)上升，使下模(21)填料穴(211)中的工件(60)藉由中模(22)的擠壓部(221)頂離填料穴(211)，此時擠壓部(221)頂緣以不超過填料穴(211)頂緣為原則，接續，由送料裝置(30)的推送組件(34)將料槽(32)向前水平推至下模(21)的推料平面(212)，並藉由推料塊(33)將工件(60)向前推離下模(21)的填料穴(211)，兩側側驅動器(42)再帶動中模(22)下降至預定高度，使下模(21)的填料穴(211)相對於擠壓部(221)上方形成一定空間的填料空間，如此，再重複前述的步驟，即能以自動方式接續進行工件的冷壓成形作業。

此外，本發明所設計之冷壓成形機尚可進一步包含進料裝置(50)，如第二圖所示，用以預儲原料，並於料槽(32)內的原料儲量減少至預定高度時，受控及時對料槽(32)補充原料，所述進料裝置(50)包含一進料斗(51)、一攪拌組件(52)以及一出料控制組件(53)，所述進料斗(51)係設於頂座(12)側邊，且相對於推送組件(34)的上方處，該進料斗(51)頂端具有一料蓋(54)，料蓋(54)上設有一入料口，所述入料口處可放置一漏斗(55)，以便原料倒入進料斗(51)中，該攪拌組件(52)可為一馬達(521)以及連接馬達(521)心軸之攪拌棒(522)，該攪拌組件(52)以其馬達(521)設於料蓋(54)上，攪拌棒(522)伸入進料斗(51)，用以對置入進料斗(51)的粉狀原料加以攪拌均勻，該進料斗(51)底端具有一出料口，該出料口尚可進一步接設一出料管(512)，該出料控制組件(53)係設於頂座(12)上，用以控制出料口的啟閉，於本較佳實施例，該出料控制組件(53)具有一氣壓缸(531)以及一連接於氣壓缸(531)缸心末端的遮板(532)，該遮板(532)可進出進料斗(51)的出料口，用以控制啟閉出料口的啟閉。

前述進料裝置(50)於冷壓成形機作動過程中，對料槽(32)補充原料的時機，可透過偵測、定時控制或計數控制等手段決定對料槽(32)應補充原料的時機，並利用升降基座(13)被向上推升至高處時，同時令進料斗(51)底端的出料管(512)對應料槽(32)上端開口，並由出料控制組件(53)令進料斗(51)底端的出料口開啟，令進料斗(51)內的原料向下落至料槽(32)中，並於預定時機(即升降基座(13)被動向下位移前)須即時關閉出料口，避免影響升降基座(13)作動。

前述進料斗可由人工手動方式倒入原料，或者，本發明所設計的冷壓成形機亦可進一步搭配自動化中央送料系統一起使用，由該自動化中央送料系統利用原料輸送導管對一部或多部冷壓成形機的進料斗或料槽，於達到預定低存量時即對冷壓成形機提供所須的原料，並及時補充原料，免除前述人工手動方式將原料倒入進料斗或料槽的步驟，如此，本發明所設計之冷壓成形機搭配自動化中央送料系統使用時，即可自送料至料斗，經均勻攪拌後受控輸送至料槽，再進行定量填料、刮平、加壓成形以及推出工件等一貫化作業，而達到最佳的自動化操作功能。

由前述說明可知，本發明所設計的冷壓成形機採取自動化定量填料、刮平以及加壓成形之機構設計，並可於成形後工件推離填料穴的同時，一併進行填料穴填料以及接續的刮平等步驟，使其整部機具作動連貫而順暢，有效節省人力及作業時間，並提高產能，且可減少人工操作及提高機具使用的安全性，是故，本發明確可提供一項極具產業利用價值的冷壓成形機創作。

(10)．．．機台

(11)．．．底座

(12)．．．頂座

(13)．．．升降基座

(14)．．．立柱

(20)．．．成形模組

(21)．．．下模

(211)．．．填料穴

(212)．．．推料平面

(213)．．．對位孔

(22)．．．中模

(221)．．．擠壓部

(23)．．．上模

(231)．．．壓抵部

(232)．．．對位柱

(30)．．．送料裝置

(31)．．．送料平台

(311)．．．送料平面

(32)．．．料槽

(321)．．．落料口

(322)．．．配重塊

(323)．．．連接板

(324)．．．縱向長孔

(33)．．．推料塊

(34)．．．推送組件

(341)．．．樞柱

(35)．．．定位架

(40)．．．升降驅動裝置

(41)．．．主驅動器

(42)．．．側驅動器

(50)．．．進料裝置

(51)．．．進料斗

(512)．．．出料管

(52)．．．攪拌組件

(521)．．．馬達

(522)．．．攪拌棒

(53)．．．出料控制組件

(531)．．．氣壓缸

(532)．．．遮板

(54)．．．料蓋

(55)．．．漏斗

(60)．．．工件

(60a)．．．原料

第一圖係本發明冷壓成形機之一較佳實施例之側視平面示意圖。

第二圖係本發明冷壓成形機之一較佳實施例之前視平面示意圖。

第三圖係揭示本發明冷壓成形機較佳實施例之進料裝置之平面示意圖。

第四～六圖係本發明冷壓成形機較佳實施例之使用狀態參考圖。

第七圖係本發明冷壓成形機較佳實施例之料槽作動參考圖。

第八圖係可使用本發明冷壓成形機較佳實施例加壓成形之磨擦片工件之立體示意圖。

(10)．．．機台

(11)．．．底座

(12)．．．頂座

(13)．．．升降基座

(21)．．．下模

(211)．．．填料穴

(212)．．．推料平面

(22)．．．中模

(221)．．．擠壓部

(23)．．．上模

(231)．．．壓抵部

(232)．．．對位柱

(30)．．．送料裝置

(31)．．．送料平台

(32)．．．料槽

(324)．．．縱向長孔

(34)．．．推送組件

(341)．．．樞柱

(35)．．．定位架

(40)．．．升降驅動裝置

(41)．．．主驅動器

(42)．．．側驅動器

(50)．．．進料裝置

(51)．．．進料斗

(512)．．．出料管

(52)．．．攪拌組件

(55)．．．漏斗

Claims (8)

1. 一種冷壓成形機，係包含：一機台，其包含一上下移動的升降基座；一成形模組，其包含一下模、一中模及一上模，該下模係設於該升降基座上，該下模具有一推料平面，以及位於推料平面中的填料穴，中模可升降活動地裝設於下模中，該中模具有一擠壓部，可上下活動地伸設於下模的填料穴中，該上模設於該機台頂部，上模具有一可對應向下伸入填料穴內的壓抵部；一送料裝置，其包含有一料槽、一推料塊以及一推送組件，該料槽具有置料空間，且於該置料空間底部形成一落料口，該推料塊固設於料槽底部且位於落料口外圍處，並可滑移地貼抵於下模的推料平面上，該推送組件固設於下模一側，且以其水平往復作動端連接料槽；以及一升降驅動裝置，其包含有一組主驅動器以及兩組側驅動器，所述主驅動器及側驅動器為油壓缸式驅動組件，該主驅動器以其缸體設置於該機台底部上，位於升降基座下方，並以缸心作為升降加壓端，連接上方的升降基座；該二側驅動器分設於機台兩側，並以其缸心作為中模升降驅動端，分別連接中模兩側端，用以帶動中模的擠壓部於下模的填料穴升降。
2. 如申請專利範圍第1項所述之冷壓成形機，其中，該送料裝置尚包含有一送料平台，所述送料平台連接於下模一側，該送料平台具有一送料平面，以該送料平面一側邊等高而平齊地銜接於下模的推料平面一側邊，及提供料 槽以其底面之推料塊可滑移地貼抵其上。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之冷壓成形機，其中，該推送組件為流體壓缸，所述流體壓缸之缸體藉由一定位架組設於升降基座上，該流體壓缸之缸心為水平往復作動端連接料槽。
4. 如申請專利範圍第3項所述之冷壓成形機，其中，該機台具有一底座位於該機台的底部，並具有一頂座位於底座上方，底座與頂座之間形成一作動空間，所述底座周邊分布設數立柱，支持固定頂座，該升降基座係可上下移動地裝設於前述的作動空間處，升降基座周邊為立柱貫穿其中，並以頂座底部提供上模固設其上，以底座提供升降驅動裝置設置其上。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之冷壓成形機，其中，料槽相對的兩側各設一配重塊，用以對下方的推料塊增加負載重量。
6. 如申請專利範圍第5項所述之冷壓成形機，其中，該料槽後側設有一具有縱向長孔的連接板，該推送組件以其水平往復作動端組設一樞柱穿設於該縱向長孔中。
7. 如申請專利範圍第4項所述之冷壓成形機，其中，料槽相對的兩側各設一配重塊，用以對下方的推料塊增加負載重量。
8. 如申請專利範圍第7項所述之冷壓成形機，其中，該料槽後側設有一具有縱向長孔的連接板，該推送組件以其水平往復作動端組設一樞柱穿設於該縱向長孔中。