一种具有定位安全锁紧功能的自动冲压设备的制作方法

1.本发明涉及金属冲压技术领域，具体为一种具有定位安全锁紧功能的自动冲压设备。


背景技术：

2.随着自动化技术的不断发展，越来越多的领域开始使用自动化设备作为主力军，降低人工参与，保证生产效率。作为自动化设备使用量较大的机械领域，在进行的深度加工过程中，通过自动化生产可以大大提高加工效率和加工精度，其中自动冲压设备应用也极为广泛。
3.冲压设备属于冷成型领域，通过模具传递液压动力，将金属工件压制产生形变，金属工件经由弹性形变后转为塑性形变，最终达到冷成型的目的。金属冲压件与常规的铸件和锻造件相比，一般厚度较薄、强度较低，工件在发生形变后，会产生一定的弹性形变，在弹性作用下，工件具有回复微型变的趋势，因此容易对模具产生包模力，使成型工件和模具不容易脱离，需要专门的顶出机构将成型工件取出。在连续使用过程中，设备内部会产生较大磨损，取出成型工件时，工件在金属弹性作用下会和设备内部壁面产生较大摩擦，在强制取出时，会对工件产生较大磨损，且摩擦阻力较大，影响连续性生产效率。
4.在工件脱模时，工件一般只进行单向移动，由于包模力的存在，会造成脱模不便。此外，由于冲压过程中工件厚度不一，一旦冲压得压力过大，不光影响冲压质量，严重时甚至会造成冲压损伤，降低设备的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具有定位安全锁紧功能的自动冲压设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有定位安全锁紧功能的自动冲压设备，自动冲压设备包括支架、成型装置、定位锁紧装置和旋转机械臂，支架置于工作台上，支架和成型装置紧固连接，成型装置和定位锁紧装置连接，旋转机械臂置于工作台上，成型装置包括模座、上模和下模，模座和支架紧固连接，模座上设有成型腔，下模置于成型腔内，上模和下模相向布置，上模为凸模，下模为凹模。
7.支架作为主要的支撑基础，对成型装置进行安装，成型装置通过上模和下模在模座内的成型腔内合模，完成对工件的冲压，冲压完成后，通过旋转机械臂将工件直接送入输送带上，降低人工参与，提高连续性加工效率，当上模移动到冲压极限后，通过定位锁紧装置进行自动锁紧定位，上模和下模相向的表面上设有分型面，在进行冲压时，上模压在工件的上表面，通过液压驱动，对工件进行冲压，上模设置为凸模，下模设置为凹模，完成冲压后，工件沉陷在凹模的下分型面内，工件为冷变形冲压，冲压末端局部一定量的弹性形变，冲压过程将工件由外侧向内冲压收敛，在弹性形变作用下，由于工件周向被限位，工件具有
朝外的扩张力，从而使工件压接在成型腔的壁面上，便于工件和上模进行自动脱模。
8.进一步的，上模朝向工件上侧，工件置于成型腔，成型装置还包括液压缸，液压缸和支架紧固连接，液压缸输出端和上模传动连接，上模上设有阻流槽，液压缸包括缸体和活塞杆，活塞杆上端通过活塞和缸体内腔滑动接触，活塞杆和上模传动连接，活塞杆上设有承压流道，承压流道上端和缸体内腔连通，承压流道下端和阻流槽连通，定位组件包括导流组件，导流组件置于阻流槽内，导流组件包括阻块和阻力弹簧，阻块和阻流槽滑动连接，阻力弹簧置于阻块下端，阻力弹簧和阻流槽底面连接，阻流槽一侧设有泄流道，阻流槽和泄流道间歇连通，阻流槽进口位于阻块滑移行程内。
9.在进行冲压时，工件先置于成型腔进口，上模在液压缸液压压力的驱动下下行，冲压到工件上表面，并带动工件中部下行形变，通过支架对液压缸进行安装，液压缸和升压泵管道连接，通过升压泵将液压油压力升到工作压力，并输送到液压缸的缸体内腔，在压差作用下，通过活塞推动活塞杆下行，从而带动上模进行移动，通过上模上的阻流槽与内置的阻力弹簧和阻块，进行超压限定，根据冲压压力等级需求设置阻力弹簧限压压力，在正常冲压过程中阻块的移动范围都在泄流道的进口上端，通过阻块和阻流槽的壁面接触密封，防止泄压，当上模继续下行时，工件形变量逐渐变大，当工件变形到底面和下模的下型面接触时，为形变最大量，液压缸不光承受工件形变压力，由于工件下端下行受阻，对上模下行形成阻力，随着阻力增大，当超过限定压力时，阻块两侧压差足以克服阻力弹簧弹力，使阻力弹簧向下形变，使阻块越过泄流道的进口，超压液压油从泄流道流出，从而根据不同厚度的工件进行自动定位，防止移动超限，造成过压损伤，降低冲压惯性。
10.进一步的，定位锁紧装置还包括密封座、卡板和伸缩块，上模沿周向设有若干滑槽，伸缩块和滑槽滑动连接，泄流道沿阻流槽周向设有若干个，泄流道末端设有调压腔，密封座和调压腔动密封连接，密封座和卡板之间通过联动杆传动连接，联动杆靠近卡板一端穿过伸缩块，联动杆和伸缩块传动连接，卡板和工件传动连接，沿成型腔壁面设有若干限位槽，卡板外侧和限位槽滑动连接；冲压时：阻流槽和泄流道连通截止；超压时：阻流槽通过泄流道和调压腔连通。
11.通过定位锁紧装置对工件进行自动锁紧，正常冲压过程中，阻块下行不会使阻流槽和泄流道连通，当阻流槽内压力超压时，即冲压完成后，随着阻流槽内液压油压力升高，推动阻块继续下行，直到阻流槽和泄流道导通，超压液压油通过泄流道泄压，避免对下模造成冲压损伤，上模下行过程中，带动卡板下行，超压后，液压油通过泄流道导流进入调压腔内，并流向伸缩块和密封座之间的调压腔的部分空间内，随着压力升高，推动密封座向内侧移动，密封座通过联动杆传动带动伸缩块沿滑槽内移，并带动卡板对中移动，通过卡板将工件锁紧，通过上述压力转换结构，将冲压的竖向力转化为横向压力，并对冲压后的工件进行自动锁紧，锁紧过程中，卡板推动工件上端口内移，克服工件形变扩张力，减小工件和成型腔壁面的接触摩擦，降低摩擦损伤，同时进行上模和下模的脱模，通过双向脱模提高连续性冲压效率，冲压完成后，通过上模周向布置的卡板对工件进行卡接，随着上模上行带动工件上移，此时工件上端口不对成型腔上壁面进行压接。
12.进一步的，泄流道和调压腔连通处位于密封座靠近伸缩块一侧；锁止时：卡板朝向工件外侧壁。
13.冲压完成后，通过周向布置的卡板同时对工件进行压接，使工件上端口不对成型腔壁面进行压接，降低摩擦损失，提高自动脱模效率，上模上行带动冲压后的工件脱模，通过旋转机械臂对冲压后的工件进行夹持，调压腔内接回流管，夹持完成后，将调压腔内的液压油输送到升压泵的油箱中，进行循环使用。
14.作为优化，限位槽进口设有过渡弧面，过渡弧面朝向卡板外侧壁。限位槽通过过渡弧面对卡板下行进行导向，避免连续使用过程中卡板变形，直接下行造成卡板撞击受损。
15.作为优化，卡板下端外侧设有让料面，让料面倾斜布置，让料面朝向过渡弧面。通过倾斜设置的让料面提高卡板下行过度平顺性，提高连续冲压效率，让料面下端宽度小于上端宽度，极限位置时，通过过渡弧面对让料面进行滑动导向。
16.作为优化，沿阻力弹簧下滑方向设置限压行程。阻力弹簧可以为板簧，通过板簧确定超限压力，同时使板簧下行时和阻流槽壁面接触，进行滑行导向。
17.作为优化，卡板个数不少于两个，若干卡板沿上模周向等距分布。卡板最少为两个，使卡板对工件施力平衡，防止工件受偏向力，使工件单边持续压接在成型腔壁面，影响脱模效率。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过液压驱动，对工件进行冲压，上模设置为凸模，下模设置为凹模，完成冲压后，工件沉陷在凹模的下分型面内，工件为冷变形冲压，冲压末端局部一定量的弹性形变，冲压过程将工件由外侧向内冲压收敛，在弹性形变作用下，由于工件周向被限位，工件具有朝外的扩张力，从而使工件压接在成型腔的壁面上，便于工件和上模进行自动脱模；当上模继续下行时，工件形变量逐渐变大，当工件变形到底面和下模的下型面接触时，为形变最大量，液压缸不光承受工件形变压力，由于工件下端下行受阻，对上模下行形成阻力，随着阻力增大，当超过限定压力时，阻块两侧压差足以克服阻力弹簧弹力，使阻力弹簧向下形变，使阻块越过泄流道的进口，超压液压油从泄流道流出，从而根据不同厚度的工件进行自动定位，防止移动超限，造成过压损伤，降低冲压惯性；超压后，液压油通过泄流道导流进入调压腔内，并流向伸缩块和密封座之间的调压腔的部分空间内，随着压力升高，推动密封座向内侧移动，密封座通过联动杆传动带动伸缩块沿滑槽内移，并带动卡板对中移动，通过卡板将工件锁紧，通过上述压力转换结构，将冲压的竖向力转化为横向压力，并对冲压后的工件进行自动锁紧，卡板推动工件上端口内移，克服工件形变扩张力，减小工件和成型腔壁面的接触摩擦，降低摩擦损伤，同时进行上模和下模的脱模，通过双向脱模提高连续性冲压效率。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的总体结构示意图；图2是本发明的动力传动示意图；图3是本发明的上模结构示意图；图4是图3视图的局部a放大视图；图5是本发明的合模示意图；图6是图2视图的局部b放大视图；
图中：1-支架、2-成型装置、21-模座、211-成型腔、212-限位槽、2121-过渡弧面、22-上模、221-调压腔、222-阻流槽、223-泄流道、224-滑槽、23-下模、24-液压缸、241-缸体、242-活塞杆、2421-承压流道、3-定位锁紧装置、31-导流组件、311-阻块、312-阻力弹簧、32-密封座、33-卡板、331-让料面、34-联动杆、35-伸缩块、4-旋转机械臂、5-工件。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供技术方案：如图1~图3所示，一种具有定位安全锁紧功能的自动冲压设备，自动冲压设备包括支架1、成型装置2、定位锁紧装置3和旋转机械臂4，支架1置于工作台上，支架1和成型装置2紧固连接，成型装置2和定位锁紧装置3连接，旋转机械臂4置于工作台上，成型装置2包括模座21、上模22和下模23，模座21和支架1紧固连接，模座21上设有成型腔211，下模23置于成型腔211内，上模22和下模23相向布置，上模22为凸模，下模23为凹模。
22.支架1作为主要的支撑基础，对成型装置2进行安装，成型装置2通过上模22和下模23在模座21内的成型腔211内合模，完成对工件5的冲压，冲压完成后，通过旋转机械臂4将工件直接送入输送带上，降低人工参与，提高连续性加工效率，当上模22移动到冲压极限后，通过定位锁紧装置3进行自动锁紧定位，上模22和下模23相向的表面上设有分型面，在进行冲压时，上模22压在工件5的上表面，通过液压驱动，对工件进行冲压，上模22设置为凸模，下模23设置为凹模，完成冲压后，工件5沉陷在凹模的下分型面内，工件5为冷变形冲压，冲压末端局部一定量的弹性形变，冲压过程将工件5由外侧向内冲压收敛，在弹性形变作用下，由于工件5周向被限位，工件5具有朝外的扩张力，从而使工件5压接在成型腔211的壁面上，便于工件5和上模22进行自动脱模。
23.如图2~图6所示，上模22朝向工件5上侧，工件5置于成型腔211，成型装置2还包括液压缸24，液压缸24和支架1紧固连接，液压缸24输出端和上模22传动连接，上模22上设有阻流槽222，液压缸24包括缸体241和活塞杆242，活塞杆242上端通过活塞和缸体241内腔滑动接触，活塞杆242和上模22传动连接，活塞杆242上设有承压流道2421，承压流道2421上端和缸体241内腔连通，承压流道2421下端和阻流槽222连通，定位锁紧装置3包括导流组件31，导流组件31置于阻流槽222内，导流组件31包括阻块311和阻力弹簧312，阻块311和阻流槽222滑动连接，阻力弹簧312置于阻块311下端，阻力弹簧312和阻流槽222底面连接，阻流槽222一侧设有泄流道223，阻流槽222和泄流道223间歇连通，阻流槽222进口位于阻块311滑移行程内。
24.在进行冲压时，工件5先置于成型腔211进口，上模22在液压缸24液压压力的驱动下下行，冲压到工件5上表面，并带动工件5中部下行形变，通过支架1对液压缸24进行安装，液压缸24和升压泵管道连接，通过升压泵将液压油压力升到工作压力，并输送到液压缸24的缸体241内腔，在压差作用下，通过活塞推动活塞杆242下行，从而带动上模22进行移动，通过上模22上的阻流槽222与内置的阻力弹簧312和阻块311，进行超压限定，根据冲压压力
等级需求设置阻力弹簧312限压压力，在正常冲压过程中阻块311的移动范围都在泄流道223的进口上端，通过阻块311和阻流槽222的壁面接触密封，防止泄压，当上模22继续下行时，工件形变量逐渐变大，当工件5变形到底面和下模23的下型面接触时，为形变最大量，液压缸24不光承受工件5形变压力，由于工件5下端下行受阻，对上模22下行形成阻力，随着阻力增大，当超过限定压力时，阻块311两侧压差足以克服阻力弹簧312弹簧弹力，使阻力弹簧312向下形变，使阻块311越过泄流道223的进口，超压液压油从泄流道223流出，从而根据不同厚度的工件5进行自动定位，防止移动超限，造成过压损伤，降低冲压惯性。
25.如图3~图5所示，定位锁紧装置3还包括密封座32、卡板33和伸缩块35，上模22沿周向设有若干滑槽224，伸缩块35和滑槽224滑动连接，泄流道223沿阻流槽222周向设有若干个，泄流道223末端设有调压腔221，密封座32和调压腔221动密封连接，密封座32和卡板33之间通过联动杆34传动连接，联动杆34靠近卡板33一端穿过伸缩块35，联动杆34和伸缩块35传动连接，卡板33和工件5传动连接，沿成型腔211壁面设有若干限位槽212，卡板33外侧和限位槽212滑动连接；冲压时：阻流槽222和泄流道223连通截止；超压时：阻流槽222通过泄流道223和调压腔221连通。
26.通过定位锁紧装置3对工件5进行自动锁紧，正常冲压过程中，阻块311下行不会使阻流槽222和泄流道223连通，当阻流槽222内压力超压时，即冲压完成后，随着阻流槽222内液压油压力升高，推动阻块311继续下行，直到阻流槽222和泄流道223导通，超压液压油通过泄流道223泄压，避免对下模23造成冲压损伤，上模22下行过程中，带动卡板33下行，超压后，液压油通过泄流道223导流进入调压腔221内，并流向伸缩块35和密封座32之间的调压腔221的部分空间内，随着压力升高，推动密封座32向内侧移动，密封座32通过联动杆34传动带动伸缩块35沿滑槽224内移，并带动卡板33对中移动，通过卡板33将工件5锁紧，通过上述压力转换结构，将冲压的竖向力转化为横向压力，并对冲压后的工件进行自动锁紧，锁紧过程中，卡板33推动工件5上端口内移，克服工件5形变扩张力，减小工件5和成型腔211壁面的接触摩擦，降低摩擦损伤，同时进行上模22和下模23的脱模，通过双向脱模提高连续性冲压效率，冲压完成后，通过上模22周向布置的卡板33对工件5进行卡接，随着上模22上行带动工件5上移，此时工件5上端口不对成型腔211上壁面进行压接。
27.如图3~图5所示，泄流道223和调压腔221连通处位于密封座32靠近伸缩块35一侧；锁止时：卡板33朝向工件5外侧壁。
28.冲压完成后，通过周向布置的卡板33同时对工件5进行压接，使工件5上端口不对成型腔211壁面进行压接，降低摩擦损失，提高自动脱模效率，上模22上行带动冲压后的工件5脱模，通过旋转机械臂4对冲压后的工件进行夹持，调压腔221内接回流管，夹持完成后，将调压腔221内的液压油输送到升压泵的油箱中，进行循环使用。
29.作为优化，限位槽212进口设有过渡弧面2121，过渡弧面2121朝向卡板33外侧壁。限位槽212通过过渡弧面2121对卡板33下行进行导向，避免连续使用过程中卡板33变形，直接下行造成卡板33撞击受损。
30.作为优化，卡板33下端外侧设有让料面331，让料面331倾斜布置，让料面331朝向过渡弧面2121。通过倾斜设置的让料面331提高卡板33下行过度平顺性，提高连续冲压效率，让料面331下端宽度小于上端宽度，极限位置时，通过过渡弧面2121对让料面331进行滑
动导向。
31.作为优化，沿阻力弹簧312下滑方向设置限压行程。阻力弹簧312可以为板簧，通过板簧确定超限压力，同时使板簧下行时和阻流槽222壁面接触，进行滑行导向。
32.作为优化，卡板33个数不少于两个，若干卡板33沿上模22周向等距分布。卡板33最少为两个，使卡板33对工件5施力平衡，防止工件5受偏向力，使工件5单边持续压接在成型腔211壁面，影响脱模效率。
33.本发明的工作原理：通过液压驱动，对工件进行冲压，上模22设置为凸模，下模23设置为凹模，完成冲压后，工件5沉陷在凹模的下分型面内，冲压过程将工件5由外侧向内冲压收敛，在弹性形变作用下，由于工件5周向被限位，工件5具有朝外的扩张力，从而使工件5压接在成型腔211的壁面上，便于工件5和上模22进行自动脱模；当上模22继续下行时，工件形变量逐渐变大，当工件5变形到底面和下模23的下型面接触时，为形变最大量，液压缸24不光承受工件5形变压力，由于工件5下端下行受阻，对上模22下行形成阻力，随着阻力增大，当超过限定压力时，阻块311两侧压差足以克服阻力弹簧312弹簧弹力，使阻力弹簧312向下形变，使阻块311越过泄流道223的进口，超压液压油从泄流道223流出，从而根据不同厚度的工件5进行自动定位，防止移动超限，造成过压损伤，降低冲压惯性；超压后，液压油通过泄流道223导流进入调压腔221内，并流向伸缩块35和密封座32之间的调压腔221的部分空间内，随着压力升高，推动密封座32向内侧移动，密封座32通过联动杆34传动带动伸缩块35沿滑槽224内移，并带动卡板33对中移动，通过卡板33将工件5锁紧，通过上述压力转换结构，将冲压的竖向力转化为横向压力，并对冲压后的工件进行自动锁紧，卡板33推动工件5上端口内移，克服工件5形变扩张力，减小工件5和成型腔211壁面的接触摩擦，同时进行上模22和下模23的脱模，通过双向脱模提高连续性冲压效率。
34.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
35.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。