一种吨桶底板模具及应用该模具的冲压方法与流程

本发明涉及模具领域，尤其涉及一种吨桶底板模具及应用该模具的冲压方法。

背景技术：

1、吨桶又称中型散装容器，是一种能够承载吨级重量的塑料或金属制容器，主要用于储存和运输液体或颗粒状物料。如图1所示，吨桶100一般需要配置吨桶框架200使用，其中，吨桶框架的底板（常简称为吨桶底板210）主要采用模具冲压而成。

2、在现有技术中，吨桶底板模具主要包括动模具、第一压边圈、静模具和第二压边圈，动模具和第一压边圈均为活动部件，静模具和第二压边圈则是连体式结构，两者均不可活动。在动模具和静模具进行冲压之前，必须将原料板材的周边使用第一压边圈和第二压边圈压紧；由于静模具和第二压边圈是连体式结构，因此第二压边圈的下表面必须低于静模具的最低点（一般情况下，静模具处于动模具的上方），否则在原料板材被两个压边圈夹紧之前就接触到模具了。

3、在吨桶底板冲压完成后，被夹在两个压边圈之间的一圈板材是废料，需要后期切除。基于前述的原因，在现有技术中，加工完成后的吨桶底板的废料在吨桶底板的厚度方向一定处于最低点位置，这就导致在剪除废料时，不仅要剪除夹在两个压边圈之间的水平段废料，还要剪除一段倾斜段废料。图2所示的是现有技术中吨桶底板的主视图，其中虚线部分表示需要切除的废料，可以看出，该废料不仅存在水平段，还存在倾斜段。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是现有技术中第二压边圈和静模具是连体式结构，第二压边圈必须低于静模具的最低点，导致第一压边圈和第二压边圈的接触面只能处于吨桶底板厚度方向的最低点，进而导致最终的废料存在倾斜段，整个产品的废料较多。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种吨桶底板模具，包括第一模具、第二模具、第一压边圈和第二压边圈，所述第一模具为动模具，第一压边圈为活动压边圈，所述第二压边圈也为活动压边圈，第二压边圈能够在外力驱动下相对第一压边圈往复运动；

3、在本发明中，将作为动模具的第一模具放在第二模具的下方，第二模具可以是静模具也可以是动模具，无特殊情况可以将第二模具设置为静模具。本发明的吨桶底板模具在工作时，首先由第一压边圈和第二压边圈相对运动将原料板材紧紧夹持在第一压边圈和第二压边圈之间，此时的原料板材必定位于第二模具之下；之后，第一压边圈和第二压边圈共同夹着原料板材运动，直至原料板材停留在设定的高度，最后，第一模具相对第二模具完成合模，完成原料板材冲压。

4、在本发明中，第一压边圈和第二压边圈共同实现了原料板材高度控制，一般情况下，可以将原料板材停留在与成品吨桶底板边缘齐高，相比于现有技术的吨桶底板模具，本发明可以极大的减少成品吨桶底板周圈的废料，不仅有利于降低原材料成本，而且有利于简化后期的废料剪除工艺。

5、本发明的第一模具和第一压边圈由液压缸驱动，第二压边圈由氮气弹簧驱动，氮气弹簧能够在第二压边圈运动的同时始终为第二压边圈提供恒定的设计压力，该设计压力即为第一压边圈和第二压边圈夹持中间原料板材的压力；一般情况下，液压缸驱动第一压边圈的压力应大于氮气弹簧提供的设计压力，确保第一压边圈推动第二压边圈移动至设定的位置。

6、在上述发明中，第一模具和第一压边圈分别采用不同的液压缸驱动，第一压边圈本身是一个方框形结构，为了保障其稳定上升，一般需要配置多个液压缸共同顶升。为了简化结构、减少驱动器数量，本发明提供一种使用单一液压缸驱动第一模具和第一压边圈的技术方案，具体做法是：还包括顶升辅助组件；

7、所述第一模具位于第二模具之下；

8、所述顶升辅助组件包括托板、立柱、顶柱、横杆和弹性器，所述托板固定在第一模具的底部，托板用于连接液压缸的伸缩杆，托板的边缘设置有垂板，垂板的表面设置有横截面呈梯形的梯形槽；所述顶柱的顶部与第一压边圈的底部固定连接，顶柱中设置有水平方向的通孔，所述横杆位于通孔内；所述立柱位于模具的侧面，横杆的一端插入梯形槽，另一端接触立柱；

9、所述立柱上设置有水平方向的安装孔，弹性器位于安装孔内；当第一压边圈上升至设定位置时，横杆与安装孔对齐；

10、当液压缸驱动托板上升时，托板上的第一模具上升，同时托板通过横杆带动顶柱上升，顶柱带动第一压边圈上升，即液压缸初期动作时，会驱动第一模具和第一压边圈同步上升；需要注意的时，在初始时，第一压边圈的高度应高于第一模具的最高点。随着液压缸的顶升作用，第一压边圈将带动其上的板材原料与第二压边圈接触，之后，第一压边圈和第二压边圈共同夹紧板材原料上升至设定位置，应设置对应的限位机构确保第一压边圈和第二压边圈上升至设定位置后无法继续上升，例如本发明利用第二模具的底板限制第二压边圈上升的极限位置；当第一压边圈、板材原料和第二压边圈共同上升到设定位置时，横杆恰好与安装孔对齐，此时液压缸驱动托板和第一模具继续上升，梯形槽内的斜面将驱动横杆水平向安装孔内移动，并且弹性器在此过程中被压缩蓄能，这意味着在这一阶段，第一模具被液压缸驱动上升，但是顶柱和第一压边圈仍停留在当前高度，并且，局部插入安装孔的横杆能够确保第一压边圈和顶柱无法下行，使得在此期间第一压边圈和第二压边圈对夹在中间的原料板的压力保持不变，该压力来源于第二压边圈上的氮气弹簧。当第一模具上升完成产品冲压后，液压缸带动托板和第一模具下行，当梯形槽与横杆对齐时，弹性器驱动横杆横向移动并局部插入梯形槽，之后托板带动横杆、顶柱和第一压边圈同步下行。

11、可以看出，在配置了顶升辅助组件之后，只需要使用一个液压缸即可满足第一模具和第一压边圈的动作需求，减少了整个设备中驱动器的数量。

12、具体的，所述弹性器包括活动销、弹簧和封盖，活动销和弹簧均位于安装孔内，封盖从外侧封住安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述活动销呈阶梯轴形状，阶梯孔配合活动销的阶梯轴的形状共同实现活动销的限位，确保活动销的端头永远不会超出安装孔。

13、进一步的，所述横杆位于梯形槽内的一端呈半球形，半球形的端头有利于梯形槽驱动横杆平移。

14、进一步的，所述立柱的表面设置有竖直方向的第一导向槽，所述顶柱的一侧位于第一导向槽内；所述垂板的表面设置有竖直方向的第二导向槽，所述顶柱的另一侧位于第二导向槽内；第一导向槽和第二导向槽用于实现顶柱和托板的上下导向。

15、本发明还提供了一种吨桶底板模具的冲压方法，包括如下步骤：

16、步骤1：第一压边圈和第二压边圈均移动，确保第一压边圈高于第一模具的最高点，第二压边圈低于第二模具的最低点；

17、步骤2：将原料板材置于第一压边圈上；

18、步骤3：第一压边圈向第二压边圈移动，原料板材被夹在第一压边圈和第二压边圈之间；之后，第一压边圈和第二压边圈共同移动至设定的位置，在移动的过程中，第二压边圈提供稳定的反力，确保第一压边圈和第二压边圈之间具有稳定的相对压力；

19、步骤4：第一模具相对第二模具运动，完成原料板材的冲压；

20、步骤5：第一模具和第二模具分离，第一压边圈和第二压边圈分离。

21、有益效果：（1）本发明的吨桶底板模具将第一压边圈和第二压边圈均设计为活动部件，第一压边圈和第二压边圈共同实现了原料板材高度控制；在实际生产时，可以将原料板材停留在与成品吨桶底板边缘齐高，相比于现有技术的吨桶底板模具，本发明可以极大的减少成品吨桶底板周圈的废料；（2）本发明的吨桶底板模具通过改变冲压成品周圈的废料的高度，使得废料的剪除工艺和边部处理工艺更加简单，提高了产品生产效率。（3）本发明的吨桶底板模具配置了顶升辅助组件，只需要使用一个液压缸即可满足第一模具和第一压边圈的动作需求，减少了整个设备中驱动器的数量。