WO2011054201A1 - 一种两模三冲镦锻机及工作方法 - Google Patents

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Description

说 明 书 一种两模三冲镦锻机及工作方法 技术领域
本发明涉及一种的镦锻机及工作方法,特别是涉及一种可成型切边外六角切边螺栓 工件、 圆柱头内六角槽型螺栓工件的新型两模三冲镦锻机及工作方法。 背景技术
一种现有的成型切边外六角切边螺栓工件的镦锻机,包括一模两冲镦锻机和切边外 六角切边机。 这种成型切边外六角切边螺栓工件打头和切边外六角切边工序的镦锻机, 由于需使用两套设备才能完成打头和六角切边工序, 设备成本高, 生产效率低, 而且设 备占用空间大,人力资源和能源都浪费。
还有一种成型切边外六角切边螺栓工件和圆柱头内六角槽型螺栓工件的镦锻机, 为 三模三冲镦锻机或四模四冲镦锻机, 这种镦锻机, 由于需三个冲模和三个凹模或四个冲 模和四个凹模, 特别是同时有三个冲模或四个冲模作用在三个凹模或四个凹模上, 需要 的镦锻力很大, 因此需大大增加设备的体积和机体的抗冲击性能以及大功率的电机动 力, 因此增加设备的制造成本和电机功率损耗。
现有的还有一种两模三冲镦锻机, 包括两个凹模和三个冲模。 这种镦锻机, 冲模组 件包括第一冲模、 第二冲模、 第三冲模, 均安装升降板上; 凹模组件包括第一凹模和第 二凹模; 第一凹模对应第一冲模和第二冲模, 第二凹模对应第二冲模和第三冲模。 这种 结构的两模三冲镦锻机, 很难成型切边外六角切边螺栓工件、 圆柱头内六角槽型螺栓工 件,特别是大直径 ,50mm以上长度的工件,根本无法成型。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是, 提供一种新型两模三冲镦锻机, 能完成一模两 冲镦锻机和切边外六角切边机成型切边外六角切边螺栓工件打头和六角切边工序、又能 完成普通一模两冲镦锻机成型其他标准或异形的紧固件工件,还能完成三模三冲镦锻机 或四模四冲镦锻机成型切边外六角切边螺栓工件和圆柱头内六角槽型螺栓工件。
本发明要解决的第二个技术问题是,提供一种减少镦锻力和电机功率的镦锻机工作 方法。
一种两模三冲镦锻机, 包括进料机构、剪料机构、递料机构、冲模组件、 凹模组件、 顶料机构、安装冲模组件的大滑块和可在大滑块内上下往复运动的升降板、大滑块的驱 动机构、 升降板的驱动机构, 其特征在于: 冲模组件包括第一冲模、 第二冲模、 第三冲 模, 第三冲模为切边冲模或锻压冲模, 第三冲模安装在大滑块上, 第一冲模和第二冲模 安装在升降板上; 凹模组件包括安装在凹模座内的第一凹模和第二凹模, 第一凹模对应 第一冲模和第二冲模, 第二凹模对应第三冲模, 第二凹模和第三冲模的轴线始终相对保 持在同一直线上。
在曲轴每转动两次的工作过程中,也就是大滑块来回运动镦锻两次、成型一个工件的 过程中, 第一次镦锻时,第一冲模镦锻第一凹模内的坯料, 第三冲模镦锻第二凹模内的 二镦半成品工件; 第二次镦锻时,第二冲模镦锻第一凹模内的初镦半成品工件, 第三冲 模空打;大滑块第一次镦锻时, 只有第二顶杆机构有顶出动作;大滑块第二次镦锻时, 只 有第一顶杆机构有顶出动作。由于第二凹模和第三冲模的轴线始终相对保持在同一直线 上,也就是第三冲模的运动方向与大滑块的运动方向始终保持一致,与大滑块同步运动。 由于第三冲模始终只作用在第二凹模上,而现有的两模三冲镦锻机第二冲模往复运动作 用在第一凹模和第二凹模上,靠它把第一凹模上的初镦半成品工件带到第二凹模上,因此 很受局限,外六角切边螺栓和圆柱头内六角螺栓的初镦半成品工件的形状根本不适合由 第二冲模携带,且适合携带的其他工件也受长度影响,太长时会由于第二冲模携带时稍偏 差而无法进入第二凹模,而且现有的两模三冲镦锻机的第三冲模由于与第一冲模、 第二 冲模一起安装在升降板上,其形状和空间受到很大限制无法设计成大直径,因此现有的两 模三冲镦锻机的第三冲模无法完成切边工作,本技术方案的第三冲模可以方便完成切边 工序,能同时完成一模两冲镦锻机和外六角切边机成型外六角切边螺栓工件的打头和六 角切边工序, 又能完成普通一模两冲镦锻机所能成型的其他标准或异形的紧固件工件, 还能完成三模三冲镦锻机或四模四冲镦锻机成型外六角切边螺栓工件和圆柱头内六角 槽型螺栓工件, 但节省了一个凹模和现应配套的夹钳。 众所周知,在成型外六角切边螺 栓工件和圆柱头内六角槽型螺栓工件的三道打头工序中,初镦和三镦的变形量较小,故所 需的镦锻力不大,而二镦的变形量最大, 故所需的镦锻力最大,传统的三模三冲镦锻机或 四模四冲镦锻机由于是几个冲模同时对应几个凹模进行镦锻,也就是初镦、 二镦、 三镦 都同时进行镦锻,其曲轴每转一圈所需的镦锻力就很大, 本技术方案的两模三冲镦锻机 把初镦和三镦安排于第一次镦锻中,把所需镦锻力最大的二镦单独安排于第二次镦锻中, 所需的镦锻力被分解于二次镦锻中, 因此曲轴每转一圈所需的镦锻力就大大变小,所以 大大节省电机功率动力, 减少设备体积。
作为方案一的第一种改进, 顶料机构包括凸轮轴、 凸轮轴驱动机构、 固定在凸轮轴 上的第一凸轮和第二凸轮, 与第一凸轮顶接的第一顶杆摆件, 与第二凸轮顶接的第二顶 杆摆件, 可与第一顶杆摆件顶接的第一顶杆机构, 可与第二顶杆摆件顶接的第二顶杆机 构; 第一顶杆摆件和第二顶杆摆件可转动地枢接在与机体固定的顶杆摆件轴上; 第一顶 杆机构与第一凹模配合, 第二顶杆机构与第二凹模配合; 第一凸轮相对第二凸轮偏转设 定角度。 第一凸轮相对第二凸轮一般偏转 160° -200° , 使第一凹模内的二镦半成品工 件被第一顶杆机构顶出的时间和第二凹模内的三墩成品工件被第二顶杆机构顶出的时 间是错开的,即大滑块第一次镦锻时, 只有第二顶杆机构有顶出动作;大滑块第二次镦锻 时, 只有第一顶杆机构有顶出动作。
作为方案二的第一种改进, 当第三冲模为锻压冲模时, 第一凸轮相对第二凸轮偏转
180° ; 当第三冲模为切边冲模时, 第一凸轮相对第二凸轮沿凸轮轴的旋转方向偏转角 度小于 180° 设定角度。 当第三冲模为镦锻圆柱头内六角工件的锻压冲模时, 第一顶杆 机构动作时间,以大滑块上的第二冲模镦锻完然后向远离第一凹模的方向退出一定的安 全距离之后, 第一顶杆机构开始启动顶出动作;第二顶杆机构动作时间,以大滑块上的第 三冲模镦锻完然后向远离第二凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第二顶杆机构开 始启动顶出动作, 因此第一凸轮相对第二凸轮一般偏转 180° 。 当第三冲模为成型切边 外六角工件等的切边冲模时, 第一顶杆机构动作时间,以大滑块上的第二冲模镦锻完然 后向远离第一凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第一顶杆机构开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间, 以大滑块上的第三冲模镦锻至与第二凹模最近的距离时, 第二 顶杆机构马上及时启动顶出动作,把工件顶进第三冲模内再掉进出料槽,实现把冲切废料 与工件基于不同位置而分别排出。第二顶杆机构由于被切边的工件需经第三冲模的型腔 才被顶出, 因此第一凸轮相对第二凸轮沿凸轮轴的旋转方向偏转角度小于 180° 设定角 度。
作为方案二的第二种改进, 顶料机构还包括固定在凸轮轴上的第三凸轮, 第三凸轮 顶接第二顶杆摆件; 第一凸轮相对第二凸轮偏转 180° , 第三凸轮相对第二凸轮偏转设 定的角度使第一凸轮相对第三凸轮沿凸轮轴的旋转方向偏转角度小于 180° 设定角度。 当第三冲模为镦锻圆柱头内六角工件的锻压冲模时,将第三凸轮或第三凸轮与第二 顶杆摆件接触的部分拆卸下来, 第一凸轮相对第二凸轮偏转 180° , 使大滑块第一次镦 锻时, 只有第二顶杆机构有顶出动作; 大滑块第二次镦锻时, 只有第一顶杆机构有顶出 动作; 第一凸轮和第二凸轮配合大滑块的锻压动作完成顶出动作。 当第三冲模为成型切 边外六角工件等的切边冲模时,将第三凸轮将第三凸轮或第三凸轮与第二顶杆摆件接触 的部分重新装上, 第三凸轮相对第二凸轮偏转设定的角度, 使大滑块上的第三冲模镦锻 至与第二凹模最近的距离时, 第二顶杆机构马上及时启动顶出动作,把工件顶进第三冲 模内再掉进出料槽,实现把冲切废料与工件基于不同位置而分别排出。 由于第二顶杆机 构由于被切边的成品工件需经第三冲模的型腔才被顶出,第一凸轮和第三凸轮配合大滑 块的冲切动作完成顶出动作。使用三个凸轮, 当第三冲模在锻压冲模和切边冲模间转换 时, 不需要重新调整凸轮的安装角度, 即不需重新调顶出启动的时间, 使用方便。
作为上市方案的进一步改进,在第一顶杆摆件上可转动地枢接有顶接第一凸轮的第 一滚轮,在第二摆件上可转动地枢接有顶接第二凸轮的第二滚轮和顶接第三凸轮的第三 滚轮。 当第三冲模为成型圆柱头内六角槽型工件等的锻压冲模时, 可只将第三滚轮拆卸 下来, 拆卸方便。 当第三冲模为成型切边外六角工件等的切边冲模时, 只需将第三滚轮 重新安装上去, 安装方便。
作为方案一的第二种改进, 第三冲模为成型圆柱头内六角槽型工件的冲模; 在第一 凹模上设有成型工件头部初锻小头和二镦大头底部端面倒角的第一型腔;在第二冲模上 设有成型工件二镦大头顶部端面凹陷部的凸出部;在第二凹模上设有能容置工件大头外 周直径的第二型腔, 容置二镦半成品工件大头的第二凹模型腔为圆柱形, 底部无倒角。 在第一凹模内工件第二次成型后, 二镦半成品工件的大头底部端面成型有倒角, 二镦半 成品工件的大头顶部端面中间设有凹陷部; 将这种工件送入到第二凹模内, 当第三冲模 镦锻工件成型圆柱头内六角槽型时,凹陷部中间被圆柱头内六角冲针挤压成圆柱头内六 角槽型, 凹陷部外径处成为圆柱头内六角槽型的内倒角, 成为扳手进入圆柱头内六角槽 型的导向部, 凹陷部中间被圆柱头内六角冲针挤压后的金属材料朝向工件的大头底部 端面倒角流动, 因此二镦半成品工件的大头顶部端面不会产生隆起, 顶部端面平整不变 形, 产品质量好, 精度高, 大大降低不良次品率。
作为方案一的第三种改进, 递料机构为夹钳式递料机构, 夹钳式递料机构包括左夹 钳和右夹钳, 连接在左夹钳和右夹钳端部使夹钳闭合的拉簧, 安装左夹钳和右夹钳的第 一滑座, 与左夹钳固定的左开合摆件, 与右夹钳固定的右开合摆件; 在左开合摆件和右 开合摆件上分别设有相互啮合的传动齿, 与左开合摆件或右开合摆件顶接的摆件机构, 摆件机构的复位机构, 与摆件机构顶接的第五凸轮, 安装第五凸轮的驱动轴, 第五凸轮 驱动轴的驱动机构和第一滑座的驱动机构。 这种夹钳机构, 结构简单, 夹持效果好。
作为上述方案的进一步改进,第五凸轮驱动轴的驱动机构包括安装在第五凸轮驱动 轴上的第六圆圆锥齿轮, 与第六圆圆锥齿轮啮合的第七圆圆锥齿轮, 安装在第七圆锥齿 轮上的夹钳传动轴, 安装在夹钳传动轴另一端的第八圆锥齿轮, 与第八圆锥齿轮啮合的 第九圆锥齿轮, 安装在第九圆锥齿轮上的主传动轴, 安装在主传动轴上另一端的第三圆 圆锥齿轮, 与第三圆圆锥齿轮啮合的第四圆圆锥齿轮, 第四圆圆锥齿轮安装在二轴上, 在二轴上安装有大齿轮, 在曲轴上安装有与大齿轮啮合的小齿轮; 第一滑座的驱动机构 包括与第一滑座可转动地枢接的连接杆,与连接杆可转动地枢接的摆杆,摆杆复位弹簧, 与摆杆顶接的第六凸轮, 第六凸轮固定在主传动轴上。这种第五凸轮驱动轴的驱动机构 和第一滑座的驱动机构, 结构简单, 动作可靠。
作为方案一的第四种改进, 还包括坯料顶出机构, 剪料机构包括剪料杆, 驱动剪料 杆往复运动的剪料杆驱动机构, 固定在剪料杆上的剪料刀, 在剪料刀上设有与线材直径 配合的圆柱形容置孔; 夹钳式递料机构为双夹钳机构, 包括将坯料从剪料刀上推出后夹 紧递送到第一凹模位置的第一夹钳机构, 将已经过两次镦锻的工件、从第一凹模位置递 送到第二凹模位置的第二夹钳机构。全圆剪剪切的坯料端面平整, 但由于全圆剪的剪刀 比较薄, 一般用来剪切比较短的坯料, 否则坯料因露出剪刀的距离过长, 如果用全圆剪 将坯料从剪切位置递送到第一凹模位置时, 坯料的夹持不稳定。 用夹钳机构, 将被坯料 顶出机构从剪料刀上顶出的坯料夹紧递送到第一凹模位置时, 对比较长的坯料, 坯料的 夹持也很稳定。
作为方案一的第五种改进, 剪料机构包括剪料杆, 驱动剪料杆往复运动的剪料杆驱 动机构, 固定在剪料杆上的剪料刀, 可转动地枢接在在剪料刀上的夹料刀摆件, 固定在 夹料刀摆件上的夹料刀, 与剪料杆固定的夹料板, 安装在夹料板上的摆件压紧滑块, 一 端安装在夹料刀摆件上、 另一端安装在剪料杆上、 使夹料刀相对剪料刀张开的拉簧, 安 装在使冲模朝冲切方向来回运动的大滑块上、 使摆件压紧滑块与夹料刀摆件分离的顶 件, 摆件压紧滑块的复位装置; 在剪料刀和夹料刀相对应的端面上设有坯料的夹持容置 部; 在夹料板上设有与剪切方向垂直的第一滑槽, 摆件压紧滑块可来回运动地安装在第 一滑槽内。 在剪切时, 摆件压紧滑块完全顶死夹料刀摆件, 夹料刀摆件在剪切位置沿任 何方向均无位移, 夹料刀相对于剪料刀完全保持固定, 即坯料的夹持容置部不变化, 这 样在剪切时, 线材无位移, 不会偏斜和晃动, 因此使被剪切的坯料的底部平整, 等同全 圆剪的效果。 由于被剪切的坯料底部平整, 被送到下一工序镦锻成型时, 使作用在坯料 上的力平衡, 成型时坯料不会偏斜和晃动, 工件的成型质量好和精度高, 次品率低; 对 需变形大的工件,不易造成坯料有时填充于模具型腔这边,有时又填充于模具型腔那边, 更有利于降低次品率; 而且镦锻出来的工件尾部端面平整。
作为方案一的第六种改进, 升降板的驱动机构包括固定在二轴上的第七凸轮, 与第 七凸轮顶接的升降驱动板, 可在升降驱动板上来回滑动的升降滑块和升降小滑块, 升降 小滑块的弹性复位装置, 固定在升降小滑块上的外摆件, 固定在外摆件上的升降轴, 固 定在升降轴上的内摆件, 安装在内摆件上的第四滚轮; 在升降板上设有与第四滚轮配合 的第二滑槽; 升降滑块枢接在二轴上。 这种升降板的驱动机构, 结构简单, 动作可靠。
作为方案二至方案五的第一种共同改进, 还包括坯料顶出机构, 坯料顶出机构包括 固定在凸轮轴上的顶坯料凸轮,与顶坯料凸轮顶接可转动地枢接在与机体固定的摆件轴 上的顶坯料摆件, 一端可转动地枢接在顶坯料摆件上的顶坯料连杆机构, 与顶坯料连杆 机构另一端可转动地枢接的顶出杆,与顶出杆顶接的坯料顶杆机构。这种坯料顶出机构, 结构简单, 动作可靠。
作为方案二至方案五的第二种共同改进, 凸轮轴驱动机构包括安装在凸轮轴上的第 一圆圆锥齿轮, 与第一圆圆锥齿轮啮合的第二圆圆锥齿轮; 安装在第二圆圆锥齿轮上的 主传动轴, 安装在主传动轴上另一端的第三圆圆锥齿轮, 与第三圆圆锥齿轮啮合的第四 圆圆锥齿轮, 第四圆圆锥齿轮安装在二轴上, 在二轴上安装有大齿轮, 在曲轴上安装有 与大齿轮啮合的小齿轮。 这种凸轮轴驱动机构, 结构简单, 动作可靠, 由于均采用圆锥 齿轮啮合传动, 凸轮轴驱动机构之间的构件无锤击现象, 噪音小。
一项两模三冲镦锻机的工作方法, 工作方法包括:
曲轴每转动两次,也就是大滑块来回运动镦锻两次, 成型一个工件;
大滑块第一次镦锻时,第一冲模镦锻第一凹模内的坯料,镦锻完的初镦半成品工件留 在第一凹模内; 第三冲模镦锻第二凹模内的二镦半成品工件, 镦锻完的成品被第二顶杆 机构顶出第二凹模;
大滑块第二次镦锻时,第二冲模镦锻第一凹模内的初镦半成品工件,镦锻完的二镦半 成品工件被第一顶杆机构顶出第一凹模; 第三冲模空打;
大滑块第一次镦锻时,只有第二顶杆机构有顶出动作; 大滑块第二次镦锻时,只有第 一顶杆机构有顶出动作。
这种镦锻方法,使初镦、二镦、将二镦半成品从第一凹模位置递送到第二凹模位置、 三墩、第一顶杆机构顶出第一凹模内的二镦半成品工件、第二顶杆机构顶出第二凹模内 的三墩成品工件协调有序的工作。 本领域的技术人员均知,在成型外六角切边螺栓工件 和圆柱头内六角槽型螺栓工件的三道打头工序中,初镦和三镦的变形量较小,故所需的镦 锻力不大,而二镦的变形量最大, 故所需的镦锻力最大,传统的三模三冲镦锻机或四模四 冲镦锻机由于是几个冲模同时对应几个凹模进行镦锻,也就是初镦二镦三镦都同时进行 镦锻,其曲轴每转一圈所需的镦锻力就很大, 本技术方案的两模三冲镦锻机把初镦和三 镦安排于第一次镦锻中,把所需镦锻力最大的二镦单独安排于第二次镦锻中,所需的镦锻 力被分解于二次镦锻中, 因此曲轴每转一圈所需的镦锻力就大大变小,所以大大节省电 机功率动力
作为改进, 第三冲模为成型圆柱头内六角槽型工件的锻压冲模, 工作方法包括: 大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动,线材被剪断成坯料并送到第一凹模的 凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内, 在第一凹模内被第一冲模镦锻为头部 中间隆起的初镦半成品工件并留在第一凹模内; 第一冲模镦锻完成后向后退, 也就是大 滑块向背离凹模的方向返回, 同时升降板向上运动, 第二冲模被上升到与第一凹模同轴 线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件在第一凹模内被第二冲 模镦锻为头部顶部端面中心带有凹陷部、 头部底部端面带有倒角的二镦半成品工件; 第二冲模镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶杆机 构运动, 第一顶杆机构将第一凹模内的二镦半成品工件顶出, 同时夹钳机构已经提前运 动到第一凹模位置并张开,二镦半成品工件被完全顶出并被开始闭合的夹钳夹持住; 夹 钳将二镦半成品工件递送到第二凹模的凹模口位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模被下降到与第一凹模同轴线的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹 模的凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内开始第二轮初镦半成品工件的镦锻, 此时被递料机构递送到第二凹模的凹模口位置的二镦半成品工件在第三冲模推动下被 送进第二凹模内完成镦锻,之后的三镦成品被第二顶杆机构顶出。 第一顶杆机构和第二顶杆机构的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构动作时间,以大 滑块上的第二冲模镦锻完然后向远离第一凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第一 顶杆机构开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间,以大滑块上的第三冲模镦锻完然 后向远离第二凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第二顶杆机构开始启动顶出动作。
这种镦锻方法, 使镦锻机的剪料、 将坯料从剪切位置递送到第一凹模位置、 初镦、 二镦、 将二镦半成品从第一凹模位置递送到第二凹模位置、 三墩、 第一顶杆机构顶出第 一凹模内的二镦半成品工件、第二顶杆机构顶出第二凹模内的三墩成品工件协调有序的 工作, 提高镦锻效率。
作为又一改进, 第三冲模为成型外六角切边工件的切边冲模, 工作方法包括: 大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动,线材被剪断成坯料并送到第一凹模的 凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内, 在第一凹模内被第一冲模镦锻为头部 中间隆起的初镦半成品工件并留在第一凹模内; 第一冲模镦锻完成后向后退, 也就是大 滑块向背离凹模的方向返回, 同时升降板向上运动, 第二冲模被上升到与第一凹模同轴 线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件头部置于第二冲模和第 一凹模间, 初镦半成品工件被镦锻为头部为圆柱形的二镦半成品工件;
第二冲模镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶杆机 构运动, 第一顶杆机构将第一凹模内的二镦半成品工件顶出, 同时递料机构已经提前运 动到第一凹模位置并张开,二镦半成品工件被完全顶出并被开始闭合的夹钳夹持住; 夹 钳将二镦半成品工件递送到第二凹模的凹模口位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模被下降到与第一凹模同轴线的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹 模的凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内开始第二轮初镦半成品工件的镦锻, 此时被递料机构递送到第二凹模的凹模口位置的二镦半成品工件在第三冲模推动下被 送进第二凹模内完成切边,之后的三镦成品被第二顶杆机构顶出;
第一顶杆机构和第二顶杆机构的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构动作时间,以大 滑块上的第二冲模镦锻完然后向远离第一凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第一 顶杆机构开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间, 以大滑块上的第三冲模镦锻至与 第二凹模最近的距离时, 第二顶杆机构马上及时启动顶出动作。
这种镦锻方法, 使镦锻机的剪料、 将坯料从剪切位置递送到第一凹模位置、 初镦、 二镦、 将二镦半成品从第一凹模位置递送到第二凹模位置、 三冲切边、 第一顶杆机构顶 出第一凹模内的二镦半成品工件、第二顶杆机构顶出第二凹模内的三墩成品工件协调有 序的工作。本领域的技术人员均知, 在成型外六角切边螺栓工件和圆柱头内六角槽型螺 栓工件的三道打头工序中,初镦和三镦的变形量较小,故所需的镦锻力不大,而二镦的变 形量最大, 故所需的镦锻力最大,传统的三模三冲镦锻机或四模四冲镦锻机由于是几个 冲模同时对应几个凹模进行镦锻,也就是初镦二镦三镦都同时进行镦锻,其曲轴每转一圈 所需的镦锻力就很大, 本技术方案的两模三冲镦锻机把初镦和三镦安排于第一次镦锻 中,把所需镦锻力最大的二镦单独安排于第二次镦锻中,所需的镦锻力被分解于二次镦锻 中, 因此曲轴每转一圈所需的镦锻力就大大变小,所以大大节省电机功率动力。
本发明的有益效果是, 由于第二凹模和第三冲模的轴线始终相对保持在同一直线 上, 也就是说第三冲模相对第二凹模仅有一个方向的往复运动,
能同时完成一模两冲镦锻机和外六角切边机成型外六角切边螺栓工件打头和六角 切边工序, 降低了设备成本; 提高了生产效率和人力资源的利用率,节约了能源的损耗 率,又能完成普通一模两冲镦锻机成型其他标准或异形的紧固件工件, 一机多用; 还能 完成三模三冲镦锻机或四模四冲镦锻机成型外六角切边螺栓工件和圆柱头内六角槽型 螺栓工件的多功能多用途镦锻机,增加可生产的产品品种,提高产品档次,设备构造简单, 成本低, 功率损耗低。
附图说明
图 1是本发明实施例 1的立体示意图。
图 2是本发明实施例 1的升降板和大滑块及其驱动机构、 冲模组件、 凹模组件的立 体示意图。
图 3是图 2从另一个方向投影的立体示意图。
图 4是本发明实施例 1的顶料机构的立体分解示意图。
图 5是本发明实施例 1的夹钳式递料机构的立体示意图。
图 6是图 5的部分结构从另一个方向投影的立体示意图。
图 7是本发明实施例 1的剪料机构的立体示意图。
图 8是图 7从另一个方向投影的立体示意图。
图 9是本发明实施例 1的剪料示意图。
图 10是本发明实施例 1的初镦示意图。 图 11是本发明实施例 1的二镦示意图。
图 12是本发明实施例 1的三镦示意图。
图 13是本发明实施例 2的顶料机构的立体分解示意图。
图 14是本发明实施例 2的剪料示意图。
图 15是本发明实施例 2的初镦示意图。
图 16是本发明实施例 2的二镦示意图。
图 17是本发明实施例 2的三冲切边示意图
图 18是本发明实施例 5的夹钳递料机构和剪料机构的立体示意图。
图 19是图 18从另一个方向投影的立体示意图。 具体实施方式 实施例 1
如图 1、 图 2、 图 3所示, 一种两模三冲镦锻机, 包括进料机构、 剪料机构、 递料 机构、 冲模组件、 凹模组件、 顶料机构、 安装冲模组件的大滑块 1和可在大滑块 1内上 下往复运动的升降板 2、 大滑块 1的驱动机构、 升降板 2的驱动机构。 冲模组件包括第 一冲模 3、 第二冲模 4、 第三冲模 5。 第三冲模 5为成型圆柱头内六角槽型工件的锻压 冲模, 第三冲模 5安装在大滑块 1上, 第一冲模 3和第二冲模 4安装在升降板 2上。 凹 模组件包括安装在凹模座 34内的第一凹模 6和第二凹模 7,第一凹模 6对应第一冲模 3 和第二冲模 4, 第二凹模 Ί对应第三冲模 5, 第二凹模 Ί和第三冲模 5的轴线始终相对 保持在同一直线上, 也就是第三冲模 5的运动方向与大滑块 1的运动方向一致, 第三冲 模 5与大滑块 1同步运动。
如图 2、 图 3所示, 升降板 2的驱动机构包括安装在二轴 8上的第七凸轮 9, 升降 驱动板 10, 安装在升降驱动板 10上、 位于第七凸轮 9的两侧、 与第七凸轮 9顶接的滚 轮 11和滚轮 12, 可在升降驱动板 10上来回滑动的升降滑块 13和升降小滑块 14, 升降 小滑块 14的复位弹簧 15, 固定在升降小滑块 14上的外摆件 16, 固定在外摆件 16上的 升降轴 17, 固定在升降轴 17上的内摆件 18, 安装在内摆件 18上的第四滚轮 19; 在升 降板 2上设有与第四滚轮 19配合的第二滑槽 20; 升降滑块 13枢接在二轴 8上。
如图 4所示, 顶料机构包括凸轮轴 21、 凸轮轴驱动机构、 固定在凸轮轴 21上的第 一凸轮 22, 第三凸轮 23, 第二凸轮 24, 第一顶杆摆件 25, 第二顶杆摆件 26, 可与第 一顶杆摆件 25顶接的第一顶杆机构 27,可与第二顶杆摆件 26顶接的第二顶杆机构 28。 在第一顶杆摆件 25上可转动地枢接有顶接第一凸轮 22的第一滚轮 29, 在第二摆件上 可转动地枢接有顶接第三凸轮 23的第二滚轮 30和顶接第二凸轮 24的第三滚轮 31。 第 一凸轮 22、 第三凸轮 23、 第二凸轮 24为分体式结构, 第三凸轮 23和第二凸轮 24固定 在一起。 第一顶杆摆件 25和第二顶杆摆件 26可转动地枢接在与机体 32固定的顶杆摆 件轴 33上。第一顶杆机构 27与第一凹模 6配合, 第二顶杆机构 28与第二凹模 7配合。 第一凸轮 22相对第二凸轮 24偏转 180° , 第三凸轮 23相对第二凸轮 24偏转设定的角 度使第一凸轮 22相对第三凸轮 23沿凸轮轴 21的旋转方向偏转角度小于 180° 设定角 度, 第三凸轮 23固定在第二凸轮 22上。 对应第二顶杆摆件 26设计两个偏转角度不同 的第三凸轮 23和第二凸轮 24, 当第三冲模 5换为切边冲模时, 可满足顶出的需要。 当 第三冲模为成型圆柱头内六角槽型工件的锻压冲模时,将第三凸轮 23或第二滚轮 30拆 卸下来即可。
如图 4所示, 凸轮轴驱动机构包括安装在凸轮轴 21上的第一圆锥齿轮 35, 与第一 圆锥齿轮啮合的第二圆锥齿轮 36; 安装在第二圆锥齿轮 36上的主传动轴 37, 安装在主 传动轴 37上另一端的第三圆锥齿轮 38, 与第三圆锥齿轮 38啮合的第四圆锥齿轮 39, 第四圆锥齿轮 39安装在二轴 8上, 在二轴 8上安装有大齿轮 40, 在曲轴 41上安装有 与大齿轮 40啮合的小齿轮 42。
如图 5、 图 6所示, 递料机构为夹钳式递料机构, 夹钳式递料机构包括左夹钳 43 和右夹钳 44, 连接在左夹钳 43和右夹钳 44端部的使夹钳闭合的拉簧 45, 安装左夹钳 43和右夹钳 44的第一滑座 46, 与左夹钳 43固定的左开合摆件 48, 与右夹钳 44固定 的右开合摆件 47;在右开合摆件 47和左开合摆件 48上分别设有相互啮合的传动齿 49、 传动齿 50, 安装在左开合摆件 48上的滚轮 51, 与滚轮 51顶接的压块 52, 固定在压块 52上的摆件 53, 安装在摆件 53和第一滑座 46间的摆件回位弹簧 54, 与摆件 53可转 动地枢接的摆件 55, 安装在摆件 55上的滚轮 56, 与滚轮 56顶接的第五凸轮 57, 安装 第五凸轮 57的驱动轴 58, 第五凸轮驱动轴 58的驱动机构和第一滑座 46的驱动机构。
如图 5所示,第五凸轮驱动轴 58的驱动机构包括安装在第五凸轮驱动轴 58上的第 六圆锥齿轮 59, 与第六圆锥齿轮 59啮合的第七圆锥齿轮 60, 安装在第七圆锥齿轮 60 上的夹钳传动轴 61, 安装在夹钳传动轴 61另一端的第八圆锥齿轮 62, 与第八圆锥齿轮 62啮合的第九圆锥齿轮 63, 第九圆锥齿轮 63安装在主传动轴 37上; 第一滑座 46的驱 动机构包括与第一滑座 46可转动地枢接的连接杆 64, 与连接杆 64可转动地枢接的摆 杆 65, 摆杆复位弹簧 66、 复位弹簧 67, 与摆杆顶接的第六凸轮 68, 第六凸轮 68固定 在主传动轴 37上。
如图 7、 图 8所示, 剪料机构包括剪料杆 69, 驱动剪料杆 69往复运动的剪料杆驱 动机构, 固定在剪料杆 69上的剪料刀 70, 可转动地枢接在剪料刀 70上的夹料刀摆件 71, 固定在夹料刀摆件 71上的夹料刀 72, 与剪料杆 69固定的夹料板 73, 安装在夹料 板 73上的摆件压紧滑块 74,一端安装在夹料刀摆件 71上、另一端安装在剪料杆 69上、 使夹料刀 72相对剪料刀 70张开的拉簧 75, 安装在使冲模朝冲切方向来回运动的大滑 块 1上、 使摆件压紧滑块 74与夹料刀摆件 71分离的顶件 76, 摆件压紧滑块 74的复位 装置; 在剪料刀 70和夹料刀 72相对应的端面上设有坯料的夹持容置部 77; 在夹料板 73上设有与剪切方向垂直的第一滑槽 78,摆件压紧滑块 74可来回运动地安装在第一滑 槽 78内。 摆件压紧滑块 74的复位装置包括安装在夹料板 73上的固定板 79, 安装在固 定板 79上的拉杆, 套装拉杆 80上的压簧 81, 压簧 80安装在固定板 79和摆件压紧滑 块 74间。
剪料杆驱动机构为连杆驱动机构, 包括连杆接头 82、 连杆 83和滑板 84, 连杆 83 的一端固定在连杆接头 82上, 另一端与滑板 84可转动地枢接。 连杆接头 82可转动枢 接在大齿轮 40上, 大齿轮 40安装在镦锻机的二轴 8上, 连杆接头 82的枢接轴与二轴 8不同心。 在滑板 84内设有 L型的滑槽 86, 安装在剪料杆 69上的滑动轴 85置于 L型 的滑槽 86内, 滑槽 86朝向机体 32的一侧弯曲。 在机体 32上方还固定有夹料板滑座 87, 夹料板 73安装在夹料板滑座 87的第一滑槽 88内, 在夹料板滑座 87的上方固定有 将夹料板 73限位在滑槽内的压板 89。在夹料板滑座 87上固定有拉杆 90, 拉杆 90限制 夹料刀摆件 71的转动角度, 避免夹料刀摆件 71摆动角度过大不能复位。
当剪料夹料装置从剪料的位置运动到第一凹模 6的位置时,与冲模一起运动的顶件 76从下方顶摆件压紧滑块 74, 摆件压紧滑块 74向上运动, 与夹料刀摆件 71分离并继 续向上运动一段距离, 同时夹料刀摆件 71在拉簧的弹力作用下旋转, 夹料刀 72相对剪 料刀 70张开, 同时冲模将坯料冲入第一凹模 6内。 坯料递送完成后, 剪料夹料装置又 从第一凹模 6位置向剪料位置运动, 在运动过程中, 摆件压紧滑块 74与顶件 76分离, 压簧使摆件压紧滑块 74往下运动, 摆件压紧滑块 74使夹料刀摆件 71反方向旋转, 从 而使夹料刀 72与剪料刀 70完全闭合并完全顶死夹料刀摆件 71。 如此往复运动。 在剪 料时, 由于夹料刀摆件 71被摆件压紧滑块 74完全顶死, 夹料刀摆件 71无任何方向的 位移, 坯料的夹持容置部不发生变化, 因此被剪切的坯料的剪切端面平整, 完全可达到 全圆剪的效果。
如图 9至图 12所示, 第三冲模 5为成型圆柱头内六角槽型工件的锻压冲模。 在第 一凹模 6上设有成型工件初锻小头和二镦大头底部端面带倒角 93的第一型腔 91 ; 在第 二冲模 4上设有成型工件二镦大头顶部端面凹陷部的凸出部 92; 在第二凹模 Ί上设有 能容置工件大头外周直径的第二型腔 94, 容置二镦半成品工件 97大头的第二凹模型腔 94为圆柱形, 底部无倒角。
在第二凹模 7上设有与工件大头外周、大头底部端面和小头外周形状完全一致的第 二型腔 94, 在第二凹模 7上, 大头底部端面和小头外周间无倒角。 凹陷部大大减少成 型圆柱头内六角槽型时金属材料的流动,同时金属材料会朝向工件的大头底部端面倒角 流动, 因此工件的大头顶部端面不会产生隆起, 顶部端面平整, 产品质量好, 精度高, 大大降低次品率。
本实施例的镦锻机的工作方法包括:
曲轴 41每转动两次,也就是大滑块 1来回运动镦锻两次, 成型一个工件; 大滑块 1第一次镦锻时,第一冲模 3镦锻第一凹模 6内的坯料 95, 镦锻完的初镦半 成品工件 96留在第一凹模 6内; 第三冲模 5镦锻第二凹模 7内的二镦半成品工件 97, 镦锻完的成品工件 98被第二顶杆机构 28顶出第二凹模 7;大滑块 1第二次镦锻时,第二 冲模 4镦锻第一凹模 6内的初镦半成品工件 96, 镦锻完的二镦半成品工件 97被第一顶 杆机构 27顶出第一凹模 6, 第三冲模 5空打;
第一凹模 6内的二镦半成品工件 97被第一顶杆机构 27顶出的时间和第二凹模 7内 的圆柱头内六角槽型的成品工件 98被第二顶杆机构 28顶出的时间是错开的,即大滑块 1第一次镦锻时,只有第二顶杆机构 28有顶出动作; 大滑块 1第二次镦锻时,只有第一顶 杆机构 27有顶出动作。
也就是第一凹模 6与第二冲模 4完成二镦半成品工件 97的镦锻后, 第一顶杆机构 27顶出二镦半成品工件 97; 二镦半成品工件 97镦锻时,第二凹模 Ί和第三冲模 5处于 空镦状态, 此时夹钳停留于第二凹模 7位置并处于张开状态,不与第三冲模 5干涉,第二 顶杆机构 28处于不工作状态。第一凹模 6与第一冲模 3完成初镦半成品工件 96镦锻时, 第一顶杆机构 27处于不工作状态, 此阶段夹钳递送二镦半成品工件 97于第二凹模 7与 第三冲模 5完成三镦成品的镦锻, 第二顶杆机构 28顶出成品工件。
第一次镦锻时,大滑块 1向凹模方向运动, 线材被剪断成坯料 95并送到第一凹模 6 的凹模口,在第一冲模 3的推动下被送进第一凹模 6内, 在第一凹模 6内被第一冲模 3镦 锻为头部中间隆起的初镦半成品工件 96并留在第一凹模 6内。 第一冲模 3镦锻完成后 向后退, 也就是大滑块 1向背离凹模的方向返回, 同时升降板 2向上运动, 第二冲模 4 被上升到与第一凹模 6同轴线的位置;
大滑块 1又向凹模方向运动开始第二次镦锻, 初镦半成品工件 96在第一凹模 6内 被第二冲模 4镦锻为头部顶部端面中心带有凹陷部、头部底部端面带有倒角的二镦半成 品工件 97。
第二冲模 4镦锻完成后向后退, 大滑块 1向背离凹模的方向返回后, 第一顶杆机构 27运动, 第一顶杆机构 27将第一凹模 6内的二镦半成品工件 97顶出, 同时夹钳机构 已经提前运动到第一凹模 6位置并张开,二镦半成品工件 97被完全顶出并被开始闭合的 夹钳夹持住; 夹钳将二镦半成品工件 97递送到第二凹模 7的凹模口位置, 此时大滑块 1上的升降板 2向下运动,第一冲模 3被下降到与第一凹模 6同轴线的位置;同时线材又 被剪断成坯料 95并递送到第一凹模 6的凹模口,在第一冲模 3的推动下被送进第一凹模 6内开始第二轮初镦半成品工件 96的镦锻, 此时被夹钳机构递送到第二凹模 7的凹模口 位置的二镦半成品工件 97在第三冲模 5推动下被送进第二凹模 Ί内完成镦锻,之后的三 镦成品被第二顶杆机构 28顶出。
第一顶杆机构 27和第二顶杆机构 28的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构 27动作 时间,以大滑块 1上的第二冲模 4镦锻完然后向远离第一凹模 6的方向退出一定的安全 距离之后, 第一顶杆机构 27开始启动顶出动作; 第二顶杆机构 28动作时间,以大滑块 1 上的第三冲模 5镦锻完然后向远离第二凹模 7的方向退出一定的安全距离之后, 第一顶 杆机构 27开始启动顶出动作。 由第一凸轮 22和第二凸轮 24配合大滑块 1动作完成顶 出。 加装第三凸轮 23是为了将第三冲模 5更换为冲切凸模时, 配合大滑块 1冲切完成 顶出动作,不需重新调整凸模的角度, 不需重新调机, 只需将滚轮拆下来即可, 实现方 便的操作作业。
实施例 2
如图 13至图 17所示, 与实施例 1不同的是, 第三冲模 101为切边冲模; 顶料机构 包括凸轮轴 102、凸轮轴驱动机构、固定在凸轮轴 102上的第一凸轮 103和第二凸轮 111, 第一顶杆摆件 104, 安装在第一顶杆摆件上的第一滚轮 112, 第二顶杆摆件 105, 安装 在第二顶杆摆件 105 上的第二滚轮 113, 可与第一顶杆摆件 104顶接的第一顶杆机构 106, 可与第二顶杆摆件 105顶接的第二顶杆机构 107。 第一滚轮 112与第一凸轮 103 顶接, 第二滚轮 113与第二凸轮 111顶接。 第一顶杆摆件 104和第二顶杆摆件 105可转 动地枢接在与机体固定的顶杆摆件轴 108上; 第一顶杆机构 106与第一凹模 109配合, 第二顶杆机构 107与第二凹模 110配合;第一凸轮相对第二凸轮沿凸轮轴的旋转方向偏 转角度小于 180° 设定角度。 顶出时, 第二顶杆机构 107相对第一顶杆机构 106提前顶 出工件。
如图 14至图 17所示, 送料轮 125将线材 126送入到剪料模 127内, 剪料刀 128和 夹料刀 129共同作用将线材 126剪断为坯料 130并将坯料 130夹持到第一凹模 109。
大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动,线材 126被剪断成坯料并送到第一凹 模 109的凹模口,在第一冲模 131的推动下被送进第一凹模 109内, 在第一凹模 109内被 第一冲模 131镦锻为头部中间隆起的初镦半成品工件 132并留在第一凹模 109内;第一 冲模 131镦锻完成后向后退, 也就是大滑块向背离凹模的方向返回, 同时升降板向上运 动, 第二冲模 133被上升到与第一凹模 109同轴线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件 132头部置于第二冲模 133和第一凹模 109间, 初镦半成品工件 132被镦锻为头部为圆柱形的二镦半成品 134 工件;
第二冲模 133镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶 杆机构 107运动, 第一顶杆机构 107将第一凹模 109内的二镦半成品 134工件顶出, 同 时夹钳机构已经提前运动到第一凹模 109位置并张开,二镦半成品 134工件被完全顶出 并被开始闭合的夹钳夹持住;夹钳将二镦半成品 134工件递送到第二凹模 110的凹模口 位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模 131被下降到与第一凹模 109同轴线 的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹模 109的凹模口,在第一冲模 131的推 动下被送进第一凹模 109内开始第二轮初镦半成品工件 132的镦锻, 此时被夹钳机构递 送到第二凹模 110的凹模口位置的二镦半成品 134工件在第三冲模推动下被送进第二凹 模 110内完成切边,之后的外六角切边三镦成品 135被第二顶杆机构顶出;
第一顶杆机构 107和第二顶杆机构的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构 107动作 时间,以大滑块上的第二冲模 133镦锻完然后向远离第一凹模 109的方向退出一定的安 全距离之后, 第一顶杆机构 107开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间, 以大滑块 上的第三冲模镦锻至与第二凹模 110最近的距离时, 第二顶杆机构马上及时启动顶出动 作,把工件顶进第三冲模内再掉进出料槽,实现把冲切废料与工件基于不同位置而分别排 出。 因此第二顶杆机构由于被切边的工件需经第三冲模的型腔才被顶出, 实现工件和被 切下来的废料分离;
本实施例的镦锻机的工作方法包括:
曲轴每转动两次,也就是大滑块来回运动镦锻两次, 成型一个工件;
大滑块第一次镦锻时,第一冲模 131镦锻第一凹模 109内的坯料,镦锻完的初镦半成 品工件留在第一凹模 109内; 第三冲模镦锻第二凹模 110内的二镦半成品 134工件, 镦 锻完的成品被第二顶杆机构顶出第二凹模 110;大滑块第二次镦锻时,第二冲模 133镦锻 第一凹模 109内的初镦半成品工件 132, 镦锻完的二镦半成品 134工件被第一顶杆机构 107顶出第一凹模 109, 第三冲模空打;
大滑块第一次镦锻时,只有第二顶杆机构有顶出动作; 大滑块第二次镦锻时,只有第 一顶杆机构 107有顶出动作。
大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动, 线材被剪断成坯料并送到第一凹模 109的凹模口,在第一冲模 131的推动下被送进第一凹模 109内, 在第一凹模 109内被第 一冲模 131镦锻为头部中间隆起的初镦半成品工件 132并留在第一凹模 109内;第一冲 模 131镦锻完成后向后退,也就是大滑块向背离凹模的方向返回,同时升降板向上运动, 第二冲模 133被上升到与第一凹模 109同轴线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件 132头部置于第二冲模 133和第一凹模 109间, 初镦半成品工件 132被镦锻为头部为圆柱形的二镦半成品 134 工件;
第二冲模 133镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶 杆机构 107运动, 第一顶杆机构 107将第一凹模 109内的二镦半成品 134工件顶出, 同 时夹钳机构已经提前运动到第一凹模 109位置并张开,二镦半成品 134工件被完全顶出 并被开始闭合的夹钳夹持住;夹钳将二镦半成品 134工件递送到第二凹模 110的凹模口 位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模 131被下降到与第一凹模 109同轴线 的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹模 109的凹模口,在第一冲模 131的推 动下被送进第一凹模 109内开始第二轮初镦半成品工件 132的镦锻, 此时被夹钳机构递 送到第二凹模 110的凹模口位置的二镦半成品 134工件在第三冲模推动下被送进第二凹 模 110内完成切边,之后的三镦成品 135被第二顶杆机构 106顶出;
第一顶杆机构 107和第二顶杆机构 106的顶出动作时间设定为: 第一顶杆机构 107 动作时间,以大滑块上的第二冲模 133镦锻完然后向远离第一凹模 109的方向退出一定 的安全距离之后, 第一顶杆机构 107开始启动顶出动作;第二顶杆机构 106动作时间, 以 大滑块上的第三冲模镦锻至与第二凹模 110最近的距离时, 第二顶杆机构 106马上及时 启动顶出动作, 把工件顶进第三冲模内再掉进出料槽,可实现把冲切废料与工件基于不 同位置而分别排出。 由第一凸轮和第二凸轮 111配合大滑块冲切动作完成顶出。
实施例 3
如图 18所示, 与实施例 1不同的是, 剪料机构包括剪料杆 250, 剪料杆驱动机构, 固定在剪料杆 250上的剪料刀 251, 在剪料刀 251上设有与线材 252直径配合的圆柱形 容置孔; 夹钳式递料机构为双夹钳机构, 包括在剪切位置夹持坯料、 将坯料从剪料刀上 推出后递送到第一凹模位置的第一夹钳机构 253, 将已经过两次锻打的工件、 从第一凹 模位置递送到第二凹模位置的第二夹钳机构 254。
如图 19所示, 镦锻机还包括坯料顶出机构。 坯料顶出机构包括固定在凸轮轴 255 上的顶坯料凸轮 256, 可转动地枢接在与机体固定的摆件轴 257上的顶坯料摆件 258, 安装在顶坯料摆件 258上的滚轮 259, 一端可转动地枢接在顶坯料摆件 258上的顶坯料 连杆机构 260, 与顶坯料连杆机构 260另一端枢接的顶出杆 261, 与顶出杆 261顶接的 坯料顶杆机构 262, 滚轮 259顶接顶坯料凸轮 256。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种两模三冲镦锻机, 包括进料机构、 剪料机构、 递料机构、 冲模组件、 凹模 组件、 顶料机构、 安装冲模组件的大滑块和可在大滑块内上下往复运动的升降板、 大滑 块的驱动机构、 升降板的驱动机构, 其特征在于: 冲模组件包括第一冲模、 第二冲模、 第三冲模, 第三冲模为切边冲模或锻压冲模, 第三冲模安装在大滑块上, 第一冲模和第 二冲模安装在升降板上; 凹模组件包括安装在凹模座内的第一凹模和第二凹模, 第一凹 模对应第一冲模和第二冲模, 第二凹模对应第三冲模, 第二凹模和第三冲模的轴线始终 相对保持在同一直线上。
2、 如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 顶料机构包括凸轮轴、 凸轮轴驱动机构、 固定在凸轮轴上的第一凸轮和第二凸轮, 与第一凸轮顶接的第一顶杆 摆件, 与第二凸轮顶接的第二顶杆摆件, 可与第一顶杆摆件顶接的第一顶杆机构, 可与 第二顶杆摆件顶接的第二顶杆机构;第一顶杆摆件和第二顶杆摆件可转动地枢接在与机 体固定的顶杆摆件轴上;第一顶杆机构与第一凹模配合,第二顶杆机构与第二凹模配合; 第一凸轮相对第二凸轮偏转设定角度。
3、 如权利要求 2所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 当第三冲模为锻压冲 模时, 第一凸轮相对第二凸轮偏转 180° ; 当第三冲模为切边冲模时, 第一凸轮相对第 二凸轮沿凸轮轴的旋转方向偏转角度小于 180° 设定角度。
4、 如权利要求 2所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 顶料机构还包括固定 在凸轮轴上的第三凸轮, 第三凸轮顶接第二顶杆摆件; 第一凸轮相对第二凸轮偏转 180
° ,第三凸轮相对第二凸轮偏转设定的角度使第一凸轮相对第三凸轮沿凸轮轴的旋转方 向偏转角度小于 180° 设定角度。
5、 如权利要求 4所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 在第一顶杆摆件上可 转动地枢接有顶接第一凸轮的第一滚轮,在第二摆件上可转动地枢接有顶接第二凸轮的 第二滚轮和顶接第三凸轮的第三滚轮。
6、 如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 第三冲模为成型圆柱 头内六角槽型工件的冲模;在第一凹模上设有成型工件头部初锻小头和二镦大头底部端 面倒角的第一型腔; 在第二冲模上设有成型工件二镦大头顶部端面凹陷部的凸出部; 在 第二凹模上设有能容置工件大头外周直径的第二型腔,容置二镦半成品工件大头的第二 凹模型腔为圆柱形, 底部无倒角。
7、 如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 递料机构为夹钳式递 料机构, 夹钳式递料机构包括左夹钳和右夹钳, 连接在左夹钳和右夹钳端部使夹钳闭合 的拉簧, 安装左夹钳和右夹钳的第一滑座, 与左夹钳固定的左开合摆件, 与右夹钳固定 的右开合摆件; 在左开合摆件和右开合摆件上分别设有相互啮合的传动齿, 与左开合摆 件或右开合摆件顶接的摆件机构, 摆件机构的复位机构, 与摆件机构顶接的第五凸轮, 安装第五凸轮的驱动轴, 第五凸轮驱动轴的驱动机构和第一滑座的驱动机构。
8、 如权利要求 7所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 第五凸轮驱动轴的驱 动机构包括安装在第五凸轮驱动轴上的第六圆圆锥齿轮,与第六圆圆锥齿轮啮合的第七 圆圆锥齿轮, 安装在第七圆锥齿轮上的夹钳传动轴, 安装在夹钳传动轴另一端的第八圆 锥齿轮, 与第八圆锥齿轮啮合的第九圆锥齿轮, 安装在第九圆锥齿轮上的主传动轴, 安 装在主传动轴上另一端的第三圆圆锥齿轮, 与第三圆圆锥齿轮啮合的第四圆圆锥齿轮, 第四圆圆锥齿轮安装在二轴上, 在二轴上安装有大齿轮, 在曲轴上安装有与大齿轮啮合 的小齿轮; 第一滑座的驱动机构包括与第一滑座可转动地枢接的连接杆, 与连接杆可转 动地枢接的摆杆,摆杆复位弹簧,与摆杆顶接的第六凸轮,第六凸轮固定在主传动轴上。
9、 如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 还包括坯料顶出机构; 剪料机构包括剪料杆, 驱动剪料杆往复运动的剪料杆驱动机构, 固定在剪料杆上的剪料 刀, 在剪料刀上设有与线材直径配合的圆柱形容置孔; 夹钳式递料机构为双夹钳机构, 包括将坯料从剪料刀上推出后夹紧递送到第一凹模位置的第一夹钳机构,将已经过两次 镦锻的工件、 从第一凹模位置递送到第二凹模位置的第二夹钳机构。
10、如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机,其特征在于:剪料机构包括剪料杆, 驱动剪料杆往复运动的剪料杆驱动机构, 固定在剪料杆上的剪料刀, 可转动地枢接在在 剪料刀上的夹料刀摆件, 固定在夹料刀摆件上的夹料刀, 与剪料杆固定的夹料板, 安装 在夹料板上的摆件压紧滑块, 一端安装在夹料刀摆件上、 另一端安装在剪料杆上、 使夹 料刀相对剪料刀张开的拉簧, 安装在使冲模朝冲切方向来回运动的大滑块上、使摆件压 紧滑块与夹料刀摆件分离的顶件, 摆件压紧滑块的复位装置; 在剪料刀和夹料刀相对应 的端面上设有坯料的夹持容置部; 在夹料板上设有与剪切方向垂直的第一滑槽, 摆件压 紧滑块可来回运动地安装在第一滑槽内。
11、 如权利要求 1所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 升降板的驱动机构包 括固定在二轴上的第七凸轮, 与第七凸轮顶接的升降驱动板, 可在升降驱动板上来回滑 动的升降滑块和升降小滑块, 升降小滑块的弹性复位装置, 固定在升降小滑块上的外摆 件, 固定在外摆件上的升降轴, 固定在升降轴上的内摆件,安装在内摆件上的第四滚轮; 在升降板上设有与第四滚轮配合的第二滑槽; 升降滑块枢接在二轴上。
12、 如权利要求 2至 5所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 还包括坯料顶出 机构, 坯料顶出机构包括固定在凸轮轴上的顶坯料凸轮, 与顶坯料凸轮顶接可转动地枢 接在与机体固定的摆件轴上的顶坯料摆件,一端可转动地枢接在顶坯料摆件上的顶坯料 连杆机构, 与顶坯料连杆机构另一端可转动地枢接的顶出杆, 与顶出杆顶接的坯料顶杆 机构。
13、 如权利要求 2至 5任一项所述的一种两模三冲镦锻机, 其特征在于: 凸轮轴驱 动机构包括安装在凸轮轴上的第一圆圆锥齿轮,与第一圆圆锥齿轮啮合的第二圆圆锥齿 轮;安装在第二圆圆锥齿轮上的主传动轴,安装在主传动轴上另一端的第三圆圆锥齿轮, 与第三圆圆锥齿轮啮合的第四圆圆锥齿轮, 第四圆圆锥齿轮安装在二轴上, 在二轴上安 装有大齿轮, 在曲轴上安装有与大齿轮啮合的小齿轮。
14、 一种如权利要求 1至 11任一项所述的两模三冲镦锻机的工作方法, 其特征在 于工作方法包括:
曲轴每转动两次,也就是大滑块来回运动镦锻两次, 成型一个工件;
大滑块第一次镦锻时,第一冲模镦锻第一凹模内的坯料,镦锻完的初镦半成品工件留 在第一凹模内; 第三冲模镦锻第二凹模内的二镦半成品工件, 镦锻完的成品被第二顶杆 机构顶出第二凹模;
大滑块第二次镦锻时,第二冲模镦锻第一凹模内的初镦半成品工件,镦锻完的二镦半 成品工件被第一顶杆机构顶出第一凹模; 第三冲模空打;
大滑块第一次镦锻时,只有第二顶杆机构有顶出动作; 大滑块第二次镦锻时,只有第 一顶杆机构有顶出动作。
15、 如权利要求 14所述的一种两模三冲镦锻机的工作方法, 其特征在于第三冲模 为成型圆柱头内六角槽型工件的锻压冲模, 工作方法包括:
大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动,线材被剪断成坯料并送到第一凹模的 凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内, 在第一凹模内被第一冲模镦锻为头部 中间隆起的初镦半成品工件并留在第一凹模内; 第一冲模镦锻完成后向后退, 也就是大 滑块向背离凹模的方向返回, 同时升降板向上运动, 第二冲模被上升到与第一凹模同轴 线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件在第一凹模内被第二冲 模镦锻为头部顶部端面中心带有凹陷部、 头部底部端面带有倒角的二镦半成品工件; 第二冲模镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶杆机 构运动, 第一顶杆机构将第一凹模内的二镦半成品工件顶出, 同时递料机构已经提前运 动到第一凹模位置,二镦半成品工件被完全顶出并被递料机构夹持住; 递料机构将二镦 半成品工件递送到第二凹模的凹模口位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模 被下降到与第一凹模同轴线的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹模的凹模 口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内开始第二轮初镦半成品工件的镦锻, 此时被 递料机构递送到第二凹模的凹模口位置的二镦半成品工件在第三冲模推动下被送进第 二凹模内完成镦锻,之后的三镦成品被第二顶杆机构顶出;
第一顶杆机构和第二顶杆机构的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构动作时间,以大 滑块上的第二冲模镦锻完然后向远离第一凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第一 顶杆机构开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间,以大滑块上的第三冲模镦锻完然 后向远离第二凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第二顶杆机构开始启动顶出动作。
16、 如权利要求 15所述的一种两模三冲镦锻机的工作方法, 其特征在于第三冲模 为成型外六角切边工件的切边冲模, 工作方法包括:
大滑块第一次镦锻时,大滑块向凹模方向运动,线材被剪断成坯料并送到第一凹模的 凹模口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内, 在第一凹模内被第一冲模镦锻为头部 中间隆起的初镦半成品工件并留在第一凹模内; 第一冲模镦锻完成后向后退, 也就是大 滑块向背离凹模的方向返回, 同时升降板向上运动, 第二冲模被上升到与第一凹模同轴 线的位置;
大滑块又向凹模方向运动开始第二次镦锻,初镦半成品工件头部置于第二冲模和第 一凹模间, 初镦半成品工件被镦锻为头部为圆柱形的二镦半成品工件;
第二冲模镦锻完成后向后退, 也即是大滑块向背离凹模的方向返回后, 第一顶杆机 构运动, 第一顶杆机构将第一凹模内的二镦半成品工件顶出, 同时递料机构已经提前运 动到第一凹模位置,二镦半成品工件被完全顶出并被递料机构夹持住; 递料机构将二镦 半成品工件递送到第二凹模的凹模口位置, 此时大滑块上的升降板向下运动, 第一冲模 被下降到与第一凹模同轴线的位置;同时线材又被剪断成坯料并递送到第一凹模的凹模 口,在第一冲模的推动下被送进第一凹模内开始第二轮初镦半成品工件的镦锻, 此时被 递料机构递送到第二凹模的凹模口位置的二镦半成品工件在第三冲模推动下被送进第 二凹模内完成切边,之后的三镦成品被第二顶杆机构顶出;
第一顶杆机构和第二顶杆机构的顶出动作时间设定为:第一顶杆机构动作时间,以大 滑块上的第二冲模镦锻完然后向远离第一凹模的方向退出一定的安全距离之后, 第一 顶杆机构开始启动顶出动作; 第二顶杆机构动作时间, 以大滑块上的第三冲模镦锻至与 第二凹模最近的距离时, 第二顶杆机构马上及时启动顶出动作。
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