采用差分步进电机控制系统对壳体侧壁均分孔冲裁装置的制作方法

本发明属于机械加工领域，尤其是指一种采用差分步进电机控制系统对壳体侧壁均分孔冲裁的装置。

背景技术：

在冲压成形技术中，零件的侧冲孔是常用的一种冲压工序。通常在模具设计时，采用的是标准的斜楔滑块机构来完成侧冲孔工序，即将上斜楔和下斜楔分别安装在上模座和下模座上，在冲孔过程中，通过上斜楔和下斜楔的配合，使安装在下斜楔上的滑块带动冲头水平运动，从而完成对壳体的侧冲孔工序。

对于许多产品的壳体，特别是回转类的薄壁壳体，在生产时经常需要在壳体侧壁冲裁位置均分的孔。在模具设计时，当采用斜楔滑块机构完成冲孔工序时，为满足壳体侧冲均分孔位置尺寸要求，上、下斜楔及滑块尺寸精度要求极高，且模具结构复杂，加工维修困难，模具生产稳定性差，零件尺寸状态不稳定。由于壳体周围每一个均分孔的冲裁均需要一个斜楔机构将冲压力的方向转换，而且现有技术中的标准斜楔机构体积较大，需要扩大原有模具的装模高度来实现，这将增加模具的开发成本。另外，标准斜楔机构的采购成本较高，进一步增加了模具的开发成本。

技术实现要素：

本发明提供一种采用差分步进电机控制系统对壳体侧壁均分孔冲裁装置，以解决现有技术进行壳体侧冲均分孔时，模具结构复杂，加工维修困难，模具生产稳定性差，零件尺寸状态不稳定，模具的开发成本高的问题。

本发明的技术方案是：本发明由控制机构、压紧机构和冲裁机构组成；

控制机构包括差分步进电机、电机固定体、压板、轴套、轴承一、键、限位体、调整套、限位销、轴套压板，其中用于控制壳体转动角度的差分步进电机通过螺栓固定在下模支撑板上，为保证电机稳固，通过电机固定体对电机支撑，电机固定体固定在立柱上，压板压紧电机后通过螺栓紧固，轴套内孔加工有键槽，通过键将电机轴与轴套连接，轴套外圆与轴承一过盈装配，轴承一被过盈安装在下模支撑板中，轴套可以由电机带动在下模支撑板中自由旋转并保证旋转角度一致，轴套前段加工防转安装平面与螺纹孔，限位体内孔加成与轴套配合安装的限位体装配面，限位体与轴套通过防转安装平面过盈装配径向固定，调整套安装在轴承一与限位体之间，轴套压板压在限位体中，通过螺栓分别与轴套及电机轴固定，轴向固定限位体，限位销过盈装配在限位销安装孔中，限位销外径尺寸与壳体定位孔尺寸一致，通过限位销对壳体定位，实现差分步进电机对壳体的角度转动控制，键槽中装配键，实现轴套与电机轴键连接，轴套装配面与限位体装配面过盈配合安装，限位销安装孔中过盈配合安装限位销，满足轴套、限位体与限位销同步转动；

压紧机构包括气缸、压紧固定块、压料块、缓冲弹簧、限位螺钉、轴承二、气缸支撑板，其中气缸通过螺栓固定在气缸支撑板中，压紧固定块中加工有弹簧孔及螺栓台阶孔，压紧固定块与压料块之间安装有缓冲弹簧，并通过限位螺钉连接，气缸压紧力将壳体压紧，保证压紧瞬间弹性接触，气缸活塞杆与压紧固定块之间安装轴承二，轴承二内、外圈分别与气缸活塞杆外圆、压紧固定块内孔过盈配合安装，通过螺母轴向固定，实现整个弹性压紧装置可以绕着气缸轴线自由旋转，在压紧过程中，电机控制壳体转动时压料块随壳体同步转动，通过螺栓将气缸支撑板与下工作台固定连接，从而将整个压紧机构安装在均分孔冲裁装置中；

冲裁机构由上模座和下模座组成，上模座包括冲孔凸模、凸模定位销、导柱、上模固定板、上模垫板、模柄，下模座包括冲孔凹模镶块、下模固定体、导套、外圆定位体，其中冲孔凸模过盈配合安装在上模固定板中，冲孔凸模加工有用于安装凸模定位销用的安装孔，凸模定位销穿过冲孔凸模对其轴向固定，导柱与上模固定板过盈安装，上模固定板与上模垫板通过螺栓与定位销固定连接，上模垫板上通过螺纹连接安装有模柄，冲孔凹模镶块加工“燕尾”形装配面及螺纹孔，与下模固定体“燕尾”形装配面过盈连接装配，并通过螺栓固定，凹模镶块壳体外圆支撑面与下模固定体壳体外圆支撑面在装配完成后应保证在同一回转面，导套被过盈安装在导套安装孔中，下模固定体与下模支撑板通过螺栓和定位销固定连接，装配完成后，上模座与下模座通过导柱与导套滑动配合进行导向，保证冲孔凸模与凹模冲裁面的四周冲裁间隙均匀，冲孔凸模与冲孔凹模镶块配合完成冲裁动作，外圆定位体通过螺栓和定位销固定安装在下模支撑板上，与下模固定体共同对壳体进行支撑和定位。

本发明的优点在于：结构新颖，可利用简单冲孔模实现对壳体侧壁均分孔的冲裁，不需要标准斜楔机构，便能够方便地完成侧冲孔工作，同时设计合理，结构简单，布置紧凑，便于使用，调整维修方便，生产稳定高效，开发成本低；可通过调整电机参数，更换冲孔凸、凹模及调整套实现不同产品模具切换，通用灵活性较好，不受均分孔的形状、尺寸、数量及位置限制，便于实现标准化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明轴套的结构示意图；

图4是本发明限位体的结构示意图；

图5是本发明压紧机构的结构示意图；

图6是本发明冲孔凹模镶块的结构示意图；

图7是本发明下模固定体的结构示意图；

图中：差分步进电机1、压板2、下模固定体3、导柱4、上模固定板5、模柄6、上模垫板7、冲孔凸模8、冲孔凹模镶块9、压料块10、压紧固定块11、气缸12、气缸支撑板13、下工作台14、模脚15、限位销16、限位体17、外圆定位体18、轴承一19、下模支撑板20、立柱21、电机固定体22、键23、导套24、凸模定位销25、轴套26、缓冲弹簧27、轴承二28、限位螺钉29、轴套压板30、壳体零件31、调整套32、轴套装配面261、键槽262、限位体装配面171、限位销安装孔172、凹模镶块壳体外圆支撑面901、凹模冲裁面902、凹模镶块装配面903、下模固定体装配面301、下模固定体壳体外圆支撑面302、导套安装孔303。

具体实施方式

本发明由控制机构、压紧机构和冲裁机构组成；

控制机构包括差分步进电机1、电机固定体22、压板2、轴套26、轴承一19、键23、限位体17、调整套32、限位销16、轴套压板30，其中用于控制壳体31转动角度的差分步进电机1通过螺栓固定在下模支撑板20上，为保证电机1稳固，通过电机固定体22对电机1支撑，电机固定体22固定在立柱21上，压板2压紧电机1后通过螺栓紧固，轴套26内孔加工有键槽262，通过键23将电机轴与轴套26连接，轴套26外圆与轴承一19过盈装配，轴承一19被过盈安装在下模支撑板20中，轴套26可以由电机1带动在下模支撑板20中自由旋转并保证旋转角度一致，轴套26前段加工防转安装平面261与螺纹孔，限位体17内孔加成与轴套26配合安装的限位体装配面171，限位体17与轴套26通过防转安装平面过盈装配径向固定，调整套32安装在轴承一19与限位体17之间，轴套压板30压在限位体17中，通过螺栓分别与轴套26及电机轴固定，轴向固定限位体17，限位销16过盈装配在限位销安装孔172中，限位销16外径尺寸与壳体31定位孔尺寸一致，通过限位销16对壳体31定位，实现差分步进电机1对壳体31的角度转动控制，键槽262中装配键23，实现轴套26与电机轴键连接，轴套装配面261与限位体装配面171过盈配合安装，限位销安装孔172中过盈配合安装限位销16，满足轴套26、限位体17与限位销16同步转动；

压紧机构包括气缸12、压紧固定块11、压料块10、缓冲弹簧27、限位螺钉29、轴承二28、气缸支撑板13，其中气缸12通过螺栓固定在气缸支撑板13中，压紧固定块11中加工有弹簧孔及螺栓台阶孔，压紧固定块11与压料块10之间安装有缓冲弹簧27，并通过限位螺钉29连接，气缸压紧力将壳体31压紧，保证压紧瞬间弹性接触，气缸活塞杆与压紧固定块11之间安装轴承二28，轴承二28内、外圈分别与气缸活塞杆外圆、压紧固定块11内孔过盈配合安装，通过螺母轴向固定，实现整个弹性压紧装置可以绕着气缸轴线自由旋转，在压紧过程中，电机1控制壳体31转动时压料块10随壳体31同步转动，通过螺栓将气缸支撑板13与下工作台14固定连接，从而将整个压紧机构安装在均分孔冲裁装置中；

冲裁机构由上模座和下模座组成，上模座包括冲孔凸模8、凸模定位销25、导柱4、上模固定板5、上模垫板7、模柄6，下模座包括冲孔凹模镶块9、下模固定体3、导套24、外圆定位体18，其中冲孔凸模8过盈配合安装在上模固定板5中，冲孔凸模8加工有用于安装凸模定位销25用的安装孔，凸模定位销25穿过冲孔凸模8对其轴向固定，导柱4与上模固定板5过盈安装，上模固定板5与上模垫板7通过螺栓与定位销固定连接，上模垫板7上通过螺纹连接安装有模柄6，冲孔凹模镶块9加工“燕尾”形装配面903及螺纹孔，与下模固定体“燕尾”形装配面301过盈连接装配，并通过螺栓固定，凹模镶块壳体外圆支撑面901与下模固定体壳体外圆支撑面302在装配完成后应保证在同一回转面，导套24被过盈安装在导套安装孔303中，下模固定体3与下模支撑板20通过螺栓和定位销固定连接，装配完成后，上模座与下模座通过导柱4与导套24滑动配合进行导向，保证冲孔凸模8与凹模冲裁面902的四周冲裁间隙均匀，冲孔凸模8与冲孔凹模镶块9配合完成冲裁动作，外圆定位体18通过螺栓和定位销固定安装在下模支撑板20上，与下模固定体3共同对壳体31进行支撑和定位。

本发明所述控制机构、压紧机构和冲裁机构均被固定安装在下模支撑板20和下工作台14上，下模支撑板20电机一侧安装两个立柱21，水平方向对下模支撑板20起到稳定加固作用，下工作台14下安装两模脚15，保证装置可以更加稳定可靠的装夹在冲压机床上。

进一步的，本发明所述外圆定位体18、冲孔凹模镶块9与下模固定体3共同固定支撑的壳体31中心线，和差分步进电机1中心线、气缸12中心线重合。

本发明所述弹性压紧机构中的弹性元件为缓冲弹簧27，并且用限位螺钉29连接。

本发明固定连接均采用螺栓和定位销的固定连接方式进行装配。

本发明所述一种采用差分步进电机控制系统对壳体侧壁均分孔冲裁的装置，上模座通过模柄6与冲床上滑块固定连接，下模座通过压板螺钉与冲床工作台面固定连接，差分步进电机1和气缸13分别与控制面板和气泵连接。当模具开启时，将壳体31放置在装置中，通过限位销16进行限位，此时下模固定体3与外圆定位体18共同对壳体31进行支撑和定位，当气缸无杆腔进气，有杆腔排气时，气缸活塞杆向左移动，带动弹性压料块压10向左移动，当压料块10与壳体31接触后，气缸活塞杆继续向左推进，缓冲弹簧27逐渐压缩，通过调节气缸12进气量调整气缸推杆力大小，直至将壳体31压紧，此时冲床上滑块带动上模座对壳体31侧壁孔进行一次冲裁，当冲床上滑块带动上模座向上移动复位后，系统根据均分孔角度及数量控制差分步进电机1转动，通过轴套26、限位体17及限位销16带动壳体及弹性压料块10同步转动相同角度，当差分步进电机1带动壳体31每转动一次，冲孔凸8与冲孔凹模9对壳体31进行一次冲裁，循环往复动作，实现对壳体31侧壁均分孔的冲裁。