一种新型多功能精密零件自动化冷镦成型机的制作方法

本发明涉及金属加工成型机床设备，尤其是一种新型多功能精密零件自动化冷镦成型机。

背景技术：

1、在螺丝螺帽等紧固件生产领域，对于工件的加工有冷镦成型和热镦成型之分，其中冷镦成型设备是一种在常温下对金属坯料施加压力，使其在模腔内产生塑性变形，以此批量生产螺栓、螺丝等紧固件的专用设备，也可加工各类异形五金零件，广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。

2、但是在冷镦成型加工的工件中，有一类工件，其头部较大、杆部短、冷墩加工不能转动、精度要求高的特殊工件，目前传统的冷镦机根本难以做到，这类工件在加工的时候，原始坯料（即切割好的钢棒坯料）通常是不能一次性打头成型的，需要两次甚至三次冲打才行，但是目前的冷镦设备很难完成这种类型工件的加工，加工精度和生产效率也难以达成，因此申请人在传统的冷镦机设备基础上加以全新的改进设计，才形成了本发明的方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述情况，提供一种新型多功能精密零件自动化冷镦成型机，该冷镦成型机采用全新的结构设计，生产稳定效率高。

2、本发明的具体方案是：一种新型多功能精密零件自动化冷镦成型机，具有机座，机座上设置机身，所述机身为框架结构，机身上设有动力输入单元、一模三冲冷镦单元、进料单元、剪料机构、夹料机构和冲压模子单元，其中：

3、所述动力输入单元包括有曲轴，曲轴一端通过飞轮输入动力带动曲轴旋转，曲轴中间连杆轴颈部位转动连接有曲轴连杆，曲轴连杆与一模三冲冷镦单元传动连接，曲轴的一端轴颈部位装有小齿轮，与所述小齿轮啮合连接有大齿轮，所述大齿轮中心处同轴固定连接有一根下轴，下轴的外侧端通过第一传动齿轮组件传动连接有一套中间联动组合件，该中间联动组合件同步向剪料机构、夹料机构和冲压模子单元输入动力；

4、所述一模三冲冷镦单元包括有冲头座、冲头拖架和冲头升降驱动机构，所述冲头座的上面左右两侧均设置有冲头上压板，每块冲头上压板的下方均搭配设有一块机身垫板，冲头上压板和机身垫板均与所述机身固定连接在一起，冲头座的左右两侧通过斜面翼板与对应侧的冲头上压板和机身垫板滑动连接，所述冲头座的尾端中间通过转轴与所述的曲轴连杆转动连接；所述冲头拖架竖向滑动安装在所述冲头座的前端头部，冲头拖架在冲头座的前端上下滑动运行，冲头拖架的前端面上自上至下依次设置有第一冲头、第二冲头和第三冲头，上述三个冲头正对所述的冲压模子单元；所述冲头升降驱动机构包括有工字滑艇，工字滑艇顶部与所述的冲头拖架下端固定连接，工字滑艇中装有滑艇滑块，滑艇滑块的两侧通过摆臂连接有一摆轴，该摆轴转动安装在所述的机身上，摆轴的一端固定连接有摆架，摆架的下端转动连接有一个小活灵，所述小活灵滑动安装在一根冲动杆靠前部位上，小活灵的前端还设有一缓冲弹簧组件，冲动杆的靠后部位滑动装有一方块活灵，该方块活灵转动套装在所述的下轴上，方块活灵与所述冲动杆滑动连接，所述冲动杆的靠后部侧壁上还设有一个圆柱滚子滚轮，所述大齿轮的内侧壁上开设有一个凸轮槽，所述圆柱滚子滚轮在凸轮槽中沿槽滚动；在其中一块冲头上压板上还设有二冲限位调节支座，二冲限位调节支座的内侧壁上设置有两个上下布置的二冲限位导板，对应两个二冲限位导板还设有一个二冲导向滚轮，该二冲导向滚轮通过二冲限位滚轮支板连接在冲头拖架的顶部一侧，二冲导向滚轮可沿着二冲限位导板限位滚动；

5、所述冲压模子单元具有模子箱，所述模子箱中固定装有冲压主模，冲压主模的端口对着冲头拖架上的第一冲头布置，冲压主模的尾端设置有一套可调节的主模顶针机构，该主模顶针机构通过中间联动组合件提供动力；在所述模子箱上位于冲压主模的一侧还设置有附模顶针机构，该附模顶针机构通过中间联动组合件提供动力；在所述附模顶针机构的一侧还设有线模，线模上设置进料孔，进料孔与所述进料单元相连通，即进料单元将钢线从进料孔输入；

6、所述剪料机构采用精密的圆剪机构，该圆剪机构对应布置在线模上的进料孔出口处，圆剪机构通过中间联动组合件输入动力，在进料孔的出口处还设置有可调距离的限料杆机构；所述夹料机构包括有夹料臂和夹指，夹指用于将圆剪机构剪断的钢线坯料夹送至冲压主模的端口处，夹料臂通过中间联动组合件输入动力，对应所述的夹料臂还设置有开夹机构；所述进料单元采用钢线伺服输入系统。

7、进一步地，本发明中所述中间联动组合件包括有一根卧短轴和一根卧长轴，卧短轴与卧长轴同轴布置并通过连接键传动连接，卧短轴的一端与所述的第一传动齿轮组件传动连接，所述卧长轴上依次设置有夹料凸轮、剪料凸轮a和剪料凸轮b，对应上述三个凸轮在机身侧部还设有杠杆轴，所述杠杆轴上同轴装有夹料杠杆、剪料杠杆和剪料副杠杆，所述夹料杠杆、剪料杠杆和剪料副杠杆各自的下端分别设有夹料滚轮、剪料滚轮和剪料副滚轮，夹料滚轮、剪料滚轮和剪料副滚轮分别在对应的夹料凸轮、剪料凸轮a和剪料凸轮b上滚动，所述夹料杠杆的上端通过销轴转动连接有夹料导杆，夹料导杆的前端安装所述的夹料臂，所述夹料臂是由上夹臂和下夹臂组成，上夹臂和下夹臂各自的前端连接夹指，上夹臂与下夹臂之间设有夹臂弹簧使得二者保持夹紧预紧，对应所述的上夹臂还设有开夹机构；所述剪料杠杆与剪料副杠杆的下部之间还连接有一根剪料凸轮辅板，剪料杠杆的上端铰接连接有剪刀杆连杆，剪刀杆连杆前端铰装有剪刀杆，剪刀杆的前端安装所述的圆剪机构，在所述剪刀杆上还套装有碟簧，该碟簧位于剪刀杆连杆和机身侧壁之间并压在机身侧壁上；所述剪料副杠杆的上端通过一根剪料弹簧与所述的剪料杠杆的上部侧壁相连接；所述卧长轴的前端头上还设有第二传动齿轮组件，第二传动齿轮组件传动连接有一根前顶料轴，前顶料轴上设有同轴布置的顶料凸轮和附模凸轮，还设有顶料座架轴，顶料座架轴安置在所述机身上面，顶料座架轴上装有顶料杠杆和附模杠杆，其中顶料杠杆的下端装有顶料滚轮与所述顶料凸轮滚动接触，顶料杠杆的上端装有一根横向布置的顶料螺丝，顶料螺丝端部与主模顶针机构相顶接；所述附模杠杆的下端装有附模滚轮与所述的附模凸轮滚动接触，附模杠杆的上端装有附模顶杆螺丝，附模顶杆螺丝的端头与所述的附模顶针机构转动连接。

8、进一步地，本发明中所述开夹机构包括有开夹气缸座和开夹齿轮机构，二者均安置在所述的机身上面，所述的开夹气缸座上面装有开夹气缸，开夹气缸的输出端装有开夹气缸顶；所述开夹齿轮机构的输入端通过开夹从动链轮、开夹张紧链轮、开夹主动链轮以及链条进行动力输入，其中开夹主动链轮安装在所述的卧长轴上并随之一起转动，开夹齿轮机构的输出端通过齿轮轴连接有一个开夹凸轮，与开夹凸轮对应设有开夹杠杆，开夹杠杆的转动支点装在机身上面，开夹杠杆的一端装有开夹滚轮与所述的开夹凸轮滚动接触，开夹杠杆的另一端连接有一个开夹导板，开夹导板与所述上夹臂端部设置的开夹压轮相接触，开夹导板将开夹压轮下压对上夹臂形成杠杆开夹操作；所述开夹气缸顶伸缩置于开夹杠杆的上方对其进行适时限位。

9、进一步地，本发明中所述主模顶针机构包括有大顶针、小顶针、小顶针外套、大顶针螺套、大顶针螺套定位板以及大顶针螺套调节机构，其中所述大顶针螺套套在所述的大顶针上面并与之固定连在一起，大顶针螺套的外壁上设置外螺纹，大顶针螺套定位板固定设在所述的机身上面，大顶针螺套穿过所述大顶针螺套定位板并与之螺纹转动连接，大顶针螺套通过大顶针螺套调节机构转动调整实现伸缩，所述大顶针的一端顶在所述的顶料螺丝端部，大顶针的另一端顶住所述的小顶针，小顶针穿过所述的小顶针外套且其前端顶在冲压主模的中心孔处。

10、进一步地，本发明中所述大顶针螺套调节机构包括有大顶针螺套调节齿圈、大顶针螺套调节齿轮、螺套传动齿轮机构、顶针调节位置计数器以及顶针调节电机，其中所述大顶针螺套调节齿圈固结在所述大顶针的外壁圆周上，所述大顶针螺套调节齿轮通过顶针调节支座安装在机身上面，大顶针螺套调节齿轮与所述的大顶针螺套调节齿圈啮合连接，螺套传动齿轮机构、顶针调节位置计数器和顶针调节电机均安装在顶针调节支座上。

11、进一步地，本发明中所述附模顶针机构包括有附模顶杆和附模顶针，附模顶杆的尾端与所述的附模顶杆螺丝的端头部位铰接连接，附模顶杆的前端与所述的附模顶针同轴连接在一起，附模顶针的前端头对应所述的圆剪机构以及两个夹指之间的夹取位置。

12、进一步地，本发明中所述第一传动齿轮组件是由两个圆柱直齿轮、一个左旋圆锥齿轮和一个右旋圆锥齿轮组成，其中两个圆柱直齿轮作为传动齿轮，左旋圆锥齿轮和右旋圆锥齿轮作为换向传动齿轮；所述第二传动齿轮组件则是由两个前顶料伞齿轮组成。

13、进一步地，本发明中所述第一冲头、第二冲头和第三冲头均为圆柱形冲头，第一冲头、第二冲头和第三冲头各自均通过冲头连接板与所述的冲头拖架相连接，每个冲头的前端头均为平面结构，平面结构的边缘处设置成圆锥台面，每个冲头的前端头上位于中心处均设置有一个半圆球凹坑；第二冲头和第三冲头的直径尺寸规格保持相同，第二冲头和第三冲头的直径均大于第一冲头的直径。

14、进一步地，本发明中所述冲头拖架的前部两侧自上至下设置成等腰梯形斜腰面，对应所述的冲头拖架在冲头座的前部开设有等腰梯形截面的滑槽，滑槽自上至下布置并与所述的冲头拖架相对应配对滑动；每个所述的二冲限位导板的入口端设置有入口斜坡面；对应所述的冲头拖架还设置有一套精冲机构，所述精冲机构包括有精冲杠杆轴、两个v形精冲杠杆、精冲导引滚轮、精冲导引板、精冲顶杆、精冲十字架、十字架回位弹簧以及回位弹簧板，其中所述精冲杠杆轴固定装在所述的冲头座靠后部位，两个v形精冲杠杆的中间拐角部位转动装在精冲杠杆轴的两端，每个v形精冲杠杆的前端安装所述的精冲导引滚轮，每个精冲导引滚轮与对应的精冲导引板滚动连接，精冲导引板设置在所述的冲头上压板上面，精冲导引板上与精冲导引滚轮接触的导引面设置为高平面、斜坡面、低平面形式；所述精冲顶杆横向穿装在所述的冲头座中，精冲顶杆的前端与所述的精冲十字架固定连接，精冲顶杆的尾端与所述的v形精冲杠杆的下端抵接，精冲十字架与所述冲头拖架固定连接，十字架回位弹簧与回位弹簧板相对应，回位弹簧板固定装在所述的冲头座上，十字架回位弹簧的一端连在回位弹簧板上，另一端连在精冲十字架上。

15、进一步地，本发明中所述冲动杆为一块长条滑板结构，长条滑板中间沿长度方向开设有滑动槽孔；所述的缓冲弹簧组件包括有冲动杆长丝杆、h型冲动杆隔板、冲动杆弹簧、冲动杆大螺母以及若干紧固螺母，所述冲动杆长丝杆一端连接在所述小活灵前端面上，冲动杆大螺母固定安置在所述冲动杆的前端头上，冲动杆长丝杆的另一端穿过冲动杆大螺母的中心孔向前自由伸出，h型冲动杆隔板滑动卡装在对应的滑动槽孔上，在h型冲动杆隔板与冲动杆大螺母之间装有冲动杆弹簧，冲动杆弹簧套在所述的冲动杆长丝杆上。

16、本发明具有以下有益效果：1.本发明通过设计一模三冲的冲压模式，专门应对头部比例大、位置方向不能转动、杆部短、精度高等特殊产品，实现了大批量、高效率的稳定生产；在一模三冲生产过程中，通过一套设备，三次冲压生产成型，工件成型质量有保障，实现了传统的一冲、二冲加工成型不到位的情形。

17、2.本发明中对于送入的钢线设计了精密圆剪机构，代替了传统的剪切设备来剪断钢线，坯料剪切面平整稳定，剪切出的产品长度精准。

18、3.本发明对于剪切下来的一段一段的坯料设计有专用的夹料机构，取代了常规的夹台，整个夹料机构体积小，夹料精准，夹料机构的移动空间大，操作便捷，本发明的夹料机构与剪料机构精准配合，能够很好的完成坯料的剪切、送料一条龙的高效动作。

19、4.本发明的设备还可以匹配伺服电机控制的进料系统以及相关的编码器，实现实时精准协调送料。

20、5.本发明中各个运动部件均采用统一的动力输入单元，通过相关的齿轮传动组件以及凸轮结构等等，实现了各部分动力输入输出的协调，使得整个设备动作协调统一，配合到位，为更好的加工工件以及提升加工精度提供了有力保障。

21、本发明公开的一种新型多功能精密零件自动化成冷镦型机，整个设备输入动力源端设置有智能可控气动离合器系统，依靠气动离合器实现定点停机与单冲程工作模式的切换，使设备冲压冲击力保持稳定；同时配套脉冲手轮可灵活开展快慢速度调试，调试过程精准便捷。外设的进料部分采用智能化伺服进料系统，采用伺服电机、编码器与设备进行配合写入程序，实时精准协调送料，送料长度可控，送料精度高，生产效率高；剪料部分设置精密圆剪机构，工件剪切后切口平整，剪切工况稳定可靠；本机还集成相关的夹料传送部件，整个机型体积小巧，夹持工件牢靠，工件输送稳定；本机核心成型冲压机构采用全新一模三冲结构，能够在同一个工位完成工件连续三次自动冲压成型，实现工序自动循环作业。本成型机适用于头部比例大、杆部短、精度指标要求高的特殊精密零件加工，整机生产稳定性好，工件成型尺寸精准，生产效率高。