一种空心矩形铝合金型材在线冲孔装置的制作方法

本发明涉及一种冲切设备，尤其是一种空心矩形铝合金型材在线冲孔装置。

背景技术：

随汽车工业的蓬勃发展及环保和节能的需要，汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。汽车轻量化在保证性能的前提下通过更轻的材料降低车重，从而实现节能环保的目的。铝型材具有天然优势，成为实现汽车轻量化最理想的首选材料。铝的密度仅为钢铁的1/3，机械加工性能比铁高4.5倍，吸能性好，在碰撞方面有明显优势，且价格较为低廉。现今越来越多的汽车使用铝合金材质作为车身结构件、安全件等，不仅达到了汽车轻量化目的，其强度及吸能缓冲优势也较为明显。目前，受铝合金型材成型工艺的影响，铝合金型材通常为闭腔结构，铝合金型材产品件上的特征孔不能在线加工，主要是靠钻铣加工，存在的问题是：钻铣加工的孔毛刺大，需后续做打毛刺处理；钻铣孔后的产品件带有大量铝屑、冷却液，需要做清洁处理；产品特征孔需要在加工中心上逐个加工，同时需要进行铣刀切换，加工效率较低，设备投入也较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可以高效率同时加工出铝合金型材产品件上多个孔、且加工精度高的空心矩形铝合金型材在线冲孔装置。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，包括装置基座和设置在装置基座上的压料机构、穿芯机构、冲孔机构和打废料机构：

所述压料机构设有将产品件压紧在工作位置的旋转压紧油缸；

所述穿芯机构左右对称的设置穿芯油缸，各穿芯油缸驱动芯子安装座往复运动，实现芯子穿入和退出产品件；

所述冲孔机构设有分布在产品件前、后侧的前侧冲孔油缸和后侧冲孔油缸，各冲孔油缸驱动凸模对产品件冲孔；

所述打废料机构设有左右两个打废料油缸，各打废料油缸分别驱动冲头将芯子中的废料打出。

上述空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，所述穿芯机构还包括左右对称、由两侧向中部依次设置导轨、定位块和芯子支撑座，导轨、定位块和芯子支撑座与装置基座固定，芯子安装座与导轨滑动配合，芯子支撑座中部设有芯子孔，芯子支撑座的前、后侧分别设有穿芯导柱孔，所述芯子上设有供穿芯导柱穿入的孔，芯子上对应产品件冲孔的位置还设有供凸模穿入的凸模孔。

上述空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，还包括支撑产品件的固定托料板和移动托料板，两块固定托料板与装置基座固定，各固定托料板的前侧设有挡板，固定托料板上设有与前侧导柱、后侧导柱滑动配合的孔；所述移动托料板位于两块固定托料板之间，移动托料板固接推料气缸的活塞杆，推料气缸位于产品件后侧，推料气缸与装置底座固定。

上述空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，产品件的前侧和后侧分别设有两台冲孔油缸，其中，位于产品件后侧的两台后侧冲孔油缸分别连接后侧冲孔组件，后侧冲孔组件包括弹簧、后侧导柱、后侧穿芯导柱、后侧凸模、卸料板、卸料螺钉、后侧凸模座、后侧驱动块，后侧冲孔油缸杆固接后侧驱动块，后侧驱动块固接后侧凸模座，后侧导柱、后侧穿芯导柱、后侧凸模的一端与后侧凸模座固定，后侧导柱的另一端与固定托料板滑动配合，后侧凸模的另一端与卸料板滑动配合，后侧穿芯导柱的另一端与芯子支撑座的后侧滑动配合，卸料螺钉螺纹端连接后侧凸模座、另一端与卸料板滑动配合，弹簧套装在卸料螺钉上，弹簧两端分别触压后侧凸模座和卸料板；

位于产品件前侧的两台前侧冲孔油缸分别连接前侧冲孔组件，前侧冲孔组件包括前侧导柱、前侧穿芯导柱、前侧凸模、前侧凸模座、前侧驱动块，前侧冲孔油缸杆固接前侧驱动块，前侧驱动块固接前侧凸模座，前侧导柱、前侧穿芯导柱、前侧凸模的一端与前侧凸模座插接，前侧导柱另一端插入固定托料板内，前侧凸模另一端插入挡板内，前侧穿芯导柱的另一端与芯子支撑座的前侧滑动配合。

上述空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，所述打废料机构还设有两个废料槽气缸，各废料槽气缸分别对应打废料油缸，各废料槽气缸杆固接废料槽。

上述空心矩形铝合金型材在线冲孔装置，所述旋转压紧油缸位于固定托料板的前侧，旋转压紧油缸杆固接压紧板。

相比现有技术，本发明的优势如下：1、采用穿芯对向冲孔设计，可同时在线加工出产品件上两面的多个孔，大大提高了生产效率；2、所述装置的芯子兼具凹模和定位作用，提高了冲孔精度；3、有效解决了铣、钻孔加工毛刺多、精度低的问题，提高了产品质量；4、拓展了空心矩形铝合金型材双面冲孔加工工艺形式，为此类冲孔提供了更多的实现方式；5、占用空间小，更利于实现多冲孔工序的移料自动化集成。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明初始状态的示意图；

图3是固定托料板和移动托料板的示意图；

图4图3的俯视图；

图5是本发明后侧冲孔状态的示意图；

图6是后侧冲孔油缸及后侧冲孔组件的示意图；

图7是本发明前侧冲孔状态的示意图；

图8是前侧冲孔油缸及前侧冲孔组件的示意图；

图9是本发明打废料状态的示意图；

图10是产品件冲孔前的主视图；

图11是产品件冲孔前的后视图；

图12是产品件冲孔后的主视图；

图13是产品件冲孔后的后视图。

图中各标号为：1、穿芯油缸，2、芯子安装座，3、芯子，4、定位板，5、导轨，6、芯子支撑座，7、冲头，8、打废料油缸，9、废料槽，10、废料槽气缸，11、后侧冲孔油缸，12、推料气缸，13、移动托料板，14、前侧冲孔油缸，15、产品件，16、压紧板，17、旋转压紧油缸，18、固定托料板，18-1、挡板，19、后侧冲孔组件，19-1、后侧驱动块，19-2、后侧凸模座，19-3、弹簧，19-4、卸料螺钉，19-5、后侧凸模，19-6、卸料板，19-7、后侧导柱，19-8、后侧穿芯导柱，20、前侧冲孔组件，20-1、前侧驱动块，20-2、前侧凸模座，20-3、前侧凸模，20-4、前侧导柱，20-5、前侧穿芯导柱。

具体实施方式

参看图1、图2、图3、图4，本发明包括装置基座(附图中未显示，以图1中的双点划线矩形框示意)和设置在装置基座上的压料机构、穿芯机构、冲孔机构和打废料机构，还包括支撑产品件15的固定托料板18、移动托料板13。两块固定托料板与装置基座固定，各固定托料板的前侧设有挡板18-1，固定托料板上设有与前侧导柱、后侧导柱滑动配合的孔，挡板上设有与前侧凸模滑动配合的孔；移动托料板位于两块固定托料板之间，移动托料板固接推料气缸12的活塞杆，推料气缸位于产品件后侧，推料气缸与装置底座固定。压料机构的作用是将推至加工位置的产品件压紧。压料机构设有旋转压紧油缸17，旋转压紧油缸位于托料板的前侧，旋转压紧油缸杆固接压紧板16。所述产品件为两侧待冲孔的空心矩形铝合金型材，如图10、图11所示。

参看图1、图2、图5和图7，所述穿芯机构用于将芯子3穿入和退出产品件。芯子上设有供穿芯导柱穿入的孔，芯子上对应产品件凸模的位置还设有凸模孔，即芯子同时兼具凹模使用。穿芯机构左右对称的设置穿芯油缸1，各穿芯油缸杆固接芯子安装座2。穿芯机构还包括左右对称的由外向内依次设置导轨5、定位块4和芯子支撑座6。导轨、定位块和芯子支撑座与装置基座固定，芯子安装座与导轨滑动配合，芯子支撑座中部设芯子孔，芯子支撑座的前、后侧分别设有穿芯导柱孔。

参看图1、图2、图5、图6、图7、图8，冲孔机构设有分布在产品件前、后侧的前侧冲孔油缸14和后侧冲孔油缸11，各冲孔油缸驱动凸模对产品件两侧对应的位置冲孔。产品件的前侧和后侧分别设有两台冲孔油缸，其中，位于产品件后侧的两台后侧冲孔油缸11分别连接后侧冲孔组件19，后侧冲孔组件包括弹簧19-3、后侧导柱19-7、后侧穿芯导柱19-8、后侧凸模19-5、卸料板19-6、卸料螺钉19-4、后侧凸模座19-2、后侧驱动块19-1。后侧冲孔油缸杆固接后侧驱动块，后侧驱动块固接后侧凸模座，后侧导柱、后侧穿芯导柱和后侧凸模的一端与后侧凸模座固定，后侧导柱的另一端与固定托料板滑动配合，后侧凸模的另一端与卸料板滑动配合，后侧穿芯导柱的另一端与芯子支撑座的后侧滑动配合。卸料螺钉螺纹端连接后侧凸模座，另一端与卸料板滑动配合，弹簧套装在卸料螺钉上，弹簧两端分别触压后侧凸模座和卸料板。位于产品件前侧的两台前侧冲孔油缸分别连接前侧冲孔组件20，前侧冲孔组件包括前侧导柱20-4、前侧穿芯导柱20-5、前侧凸模20-3、前侧凸模座20-2、前侧驱动块20-1，前侧冲孔油缸杆固接前侧驱动块，前侧驱动块固接前侧凸模座，前侧导柱、前侧穿芯导柱、前侧凸模的一端与前侧凸模座插接，前侧导柱插入固定托料板内，前侧凸模插入挡板内，前侧穿芯导柱的另一端与芯子支撑座的前侧滑动配合。位于左上的后侧冲孔组件和位于左下的后侧冲孔组件的凸模、导柱、穿芯导柱的位置上下对应；位于右上的后侧冲孔组件和位于右下的后侧冲孔组件的凸模、导柱、穿芯导柱的位置上下对应。各导柱分别插入固定托料板内，其作用是对冲孔机构起到导向作用；各穿芯导柱冲孔前先插入芯子内对冲孔位起到定位作用。

参看图1、图2，所述打废料机构设有左右两个打废料油缸，各打废料油缸8分别驱动冲头7将冲孔后存留在芯子中的废料打出。打废料机构还设有两个废料槽气缸10，各废料槽气缸分别对应打废料油缸，各废料槽气缸杆固接废料槽9，冲头打出的废料落入废料槽。

本发明的工作过程如下：

推料及压料过程：产品件放在固定托料板和移动托料板上，固定托料板后侧无挡板，推料气缸经移动托料板将产品件推至触接挡板的加工位，旋转压紧油缸动作，压紧板从上侧压紧产品件。

穿芯过程：两侧穿芯油缸动作，芯子由两侧穿入产品件内，当芯子安装座接触到定位块时，穿芯油缸停止动作，穿芯结束。

冲孔过程：两后侧冲孔油缸经后侧驱动块驱动后侧凸模座运动，后侧穿芯导柱经芯子支撑座插入芯子内进行导向定位，后侧导柱的另一端与固定托料板滑动配合，后侧凸模的另一端与卸料板滑动配合，待卸料板、弹簧压紧后，后侧凸模完成后侧冲孔，如图5所示；后侧冲孔完成后，两后侧冲孔油缸依旧保持位置不变，组成刚性限位约束，两前侧冲孔油缸经前侧驱动块驱动前侧凸模座运动，前侧穿芯导柱经芯子支撑座插入芯子内进行导向定位，前侧导柱插入固定托料板内，前侧凸模插入挡板内，前侧凸模完成前侧冲孔，如图7所示。

退芯打废料过程：前后侧冲孔完成后，前侧、后侧冲孔油缸回位至初始位置，两侧穿芯油缸回至初始位置，此时左、右芯子中带有冲下的废料，需将废料打出。两侧废料槽气缸推动废料槽至芯子下端，两侧打废料油缸带动冲头动作，冲出芯子内废料至废料槽内，如图9所示。

废料打出后打废料机构归位，与此同时旋转压紧油缸回位，松开产品件，推料气缸回程，带动移动托料板将产品件拉出，一次冲孔过程结束。冲孔后的产品件如图12、13所示。