机械硬盘用铝合金基板冲压生产线的制作方法

本实用新型涉及一种机械硬盘用铝合金基板冲压生产线。

背景技术：

铝合金硬盘基板作为机械硬盘信息存储的核心部件之一，铝合金基板以其轻质、刚性好、平面度好、硬度适中、易于加工等优点为一体而成为主流基板。铝合金硬盘基板不仅要求高的平面度，其尺寸精度、表面质量控制、生产过程的稳定性将直接影响到铝合金基板的压平退火过程的矫平效果，将直接影响到铝合金硬盘基板的表面平面度及表面质量。

铝合金基板生产工艺流程长，生产过程稳定性要求高。目前，由于工艺技术及设备条件无法满足产品需求，尚无完整的铝合金基板冲压生产线，产品无法批量稳定生产。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种使用方便，生产效率高的机械硬盘用铝合金基板冲压生产线，可实现铝合金基板批量稳定生产。

本实用新型采用以下方案实现：一种机械硬盘用铝合金基板冲压生产线，沿铝带材输送方向依次设置的开卷机、切头机、矫平机、送料机、冲压机、脱料装置和废料剪切机；所述冲压机上设置有基板冲压模具，所述矫平机与送料机之间设置有活套缓存区。

进一步的，所述活套缓存区处设置有V形支撑架，所述V形支撑架上安装有呈V形分布的支撑辊。

进一步的，所述基板冲压模具包括上模组件和下模组件，所述下模组件包括基板和位于基板上侧的浮动模板，所述浮动模板中间设置有剪切模，所述下模组件包括可上下移动的上模板，上模板的下侧设置有上模座，上模座中间开设有与剪切模适配的座孔，座孔中心设置有冲模，所述剪切模中间开设有与冲模适配的落料孔；所述座孔内设置有浮动座，剪切模上端面分布有下抽气孔，浮动座下端轴部分布有上抽气孔。

进一步的，所述剪切模上端面边沿和落料孔上开口边沿分别设置有一圈向上凸起的楔形刀刃；所述剪切模上端面设置有多圈同心的环形凹槽，所述下抽气孔分布在所述环形凹槽上。

进一步的，所述浮动模板与基板之间留有间隔并且在间隔内设置有推动浮动模板上行复位的弹簧；所述浮动模板上固定连接有位于剪切模外围的连接环，剪切模可相对连接环滑动；连接环内侧开设有位于剪切模周侧的环形槽，连接环底侧连接有与环形槽相通的下抽气管，所述剪切模上端部外周部开设有连通环形槽和下抽气孔的径向气孔。

进一步的，所述上模板上连接有上抽气管，所述上模板上侧面开设有用以布设上抽气管的容纳槽，所述容纳槽内开设有供上抽气管下穿的通孔，所述浮动座上端面开设有与上抽气管相连接的连接孔，所述浮动座内部设置有连通连接孔和上抽气孔的配气腔，浮动座中间开设有供冲模穿过的中孔，所述上模座的座孔内设置有位于浮动座上方的氮气弹簧。

进一步的，所述基板上设置有位于浮动模板左侧的进料通道和位于浮动模板右侧的出料通道，进料通道和出料通道上方分别设置有朝外下方吹气的第一吹扫气刀；浮动模板前侧设置有沿水平向后吹气的第二吹扫气刀。

进一步的，进料通道和出料通道形成与两侧的导料滚轮之间，导料滚轮的轴心线垂直于浮动模板，进料通道底部沿进料方向间隔设置至少两组向上翘起的送料托架，送料托架上端转动安装有树脂导带轮，出料通道底部设置有至少两排树脂导带轮。

进一步的，所述进料通道和出料通道的两侧分别设置有用以安装第一吹扫气刀的固定板，所述第一吹扫气刀两端通过L型连接板与固定板连接，第一吹扫气刀固定连接于L型连接板的横向板上，L型连接板的竖向板铰接于固定板上，所述固定板上开设有与L型连接板竖向板铰接部同心的弧形槽，L型连接板的竖向板螺纹连接有穿过弧形槽的锁紧螺钉。

进一步的，所述脱料装置包括机架，所述机架上设置有工作台面，工作台面上侧设置有将铝带材上铝合金基板向上顶的顶料板，顶料板的上方设置有将铝带材向下压的压料板，压料板中间设置有可供铝合金基板和顶料板向上通过的让位孔。

进一步，工作台面旁侧设置有用以输送铝合金基板的输送带装置，顶料板的上方设置有用以吸住被顶料板顶起的铝合金基板并将其转移至输送带装置上的吸料转移机构。

进一步的，所述吸料装置机构包括位于压料板上方的直线电机，所述直线电机伸至输送带装置的进料端上方，直线电机的动子座经连接杆连接有吸料板，所述吸料板上穿设有若干根竖向气管，竖向气管的下端设置有吸盘，竖向气管的上端连接有抽气管。

进一步的，所述工作台面上安装有竖立的双头气缸，所述顶料板固定连接于双头气缸的上驱动端，所述双头气缸的下驱动端固定连接有驱动板，驱动板与压料板之间通过驱动杆连接。

进一步的，所述工作台面上设置有用以安装双头气缸的安装板，双头气缸穿设在安装板上，所述驱动杆也从安装板上穿过，安装板设置有与驱动杆滑动配合的导套。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型机械硬盘用铝合金基板冲压生产线使用方便，生产效率高，工作稳定可靠，保证铝合金基板的生产连续稳速运行；并通过改进基板冲压工艺，可避免铝合金基板产生凹坑缺陷，改善基板的表面平面度值，并且能够避免基板在脱料时因跌落而砸伤变形。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例生产线主视图；

图2是本实用新型实施例生产线俯视图；

图3是本实用新型实施例中基板冲压模具合模状态立体图；

图4是本实用新型实施例中基板冲压模具的下模组件立体图；

图5是本实用新型实施例中基板冲压模具的下模组件剖面图；

图6是本实用新型实施例中基板冲压模具的剪切模剖面图；

图7是图6中Ⅰ处放大示意图；

图8是本实用新型实施例中基板冲压模具的上模组件俯视方向立体图；

图9是本实用新型实施例中基板冲压模具的上模组件仰视方向立体图；

图10是本实用新型实施例中基板冲压模具的上模组件剖面图；

图11是本实用新型实施例中基板冲压模具的浮动座立体图；

图12是本实用新型实施例中脱料装置俯视图；

图13是本实用新型实施例中脱料装置右视图；

图14是图13中局部视图；

图15是本实用新型加工得到的铝合金基板构造示意图；

图中标号说明：

1000-开卷机、2000-切头机、3000-矫平机、4000-送料机、4100-V形支撑架、4110-支撑辊、5000-冲压机、6000-脱料装置、7000-废料剪切机、7100-导料架、7200-废料框；

5100-基板、5110-弹簧、5120-进料通道、5130-出料通道、5140-导料滚轮、5150-送料托架、5160-树脂导带轮、5170-U形支架、5180-固定板、5181-弧形槽、5190-下限位柱、5200-浮动模板、5210-连接环、5211-环形槽、5220-下抽气管、5300-剪切模、5310-下抽气孔、5320-楔形刀刃、5330-环形凹槽、5340-落料孔、5400-上模板、5410-上抽气管、5420-容纳槽、5430-上限位柱、5500-上模座、5510-座孔、5520-冲模、5530-浮动座、5531-上抽气孔、5532-配气腔、5533-连接孔、5540-氮气弹簧、5550-让位沉槽、5600-第一吹扫气刀、5610-L型连接板、5611-锁紧螺钉、5700-第二吹扫气刀、5800-铝合金基板；

6100-机架、6110-工作台面、6120-顶料板、6130-压料板、6131-让位孔、6140-双头气缸、6150-驱动板、6160-驱动杆、6170-安装板、6171-导套、6180-进料导辊、6190-出料导辊、6200-铝合金基板、6300-铝带材、6400-输送带装置、6500-吸料转移机构、6510-直线电机、6520-连接杆、6530-吸料板、6540-竖向气管、6550-吸盘。

具体实施方式

如图1~15所示，一种机械硬盘用铝合金基板冲压生产线，沿铝带材输送方向依次设置的开卷机1000、切头机2000、矫平机3000、送料机4000、冲压机5000、脱料装置6000和废料剪切机7000；所述冲压机5000上设置有基板冲压模具，所述矫平机3000与送料机4000之间设置有活套缓存区，脱料装置6000与废料剪切机7000之间设置有导料架7100，废料剪切机后方设置有废料框7200；所述切头机上设置有夹送辊和切头剪，所述送料机上设置有多对夹送辊。

在本实施例中，所述活套缓存区处设置有V形支撑架4100，所述V形支撑架4100上安装有呈V形分布的支撑辊4110；由于送料机是间歇向冲压机送料的，而为了保证生产的连续性，开卷机和矫平机是连续工作的，因此活套缓存区主要用以存放少量矫平后的铝带材，铝带材在活套缓存区可垂下呈弧形，避免铝带材出现弯折，保证生产过程连续性，保证开卷机及矫平机连续稳速运行，提高生产效率。

在本实施例中，开卷机1000上设置有气动涨缩轴及压靠辊，其中气动涨缩轴用以将带纸芯套筒的铝卷材固定在气动涨缩轴上，并配以合适的铝卷材开卷张力，可有效消除铝卷材生产时层间松层，防止铝卷材表面划伤、错层等缺陷，保证铝卷材表面光洁无破损；压靠辊用以在换料开卷时将带纸芯套筒的铝卷材压紧，防止铝卷材间松层、划伤；2000切头机的作用是将铝卷材上起始端不规则的头部切除；矫平机3000主要用以将卷取时带有弯度的铝卷材进行矫平，控制铝卷材的板形平直度，通过控制冲压前卷材板形的平直度，可有效控制铝合金硬盘基板冲压过程的变形程度，降低冲压后铝合金硬盘基板的表面平面度；矫平机3000上的夹送辊辅助定位铝带材位置，保证矫平后进入冲压机的铝带材的位置固定，辅助控制铝带材运动速度的精度，保证冲压模组冲压时铝带材运行的精度。

在本实施例中，所述基板冲压模具包括上模组件和下模组件，所述下模组件包括基板5100和位于基板5100上侧的浮动模板5200，所述浮动模板5200中间设置有剪切模5300，所述下模组件包括可上下移动的上模板5400，上模板的下侧设置有上模座5500，上模座5500中间开设有与剪切模适配的座孔5510，座孔中心设置有冲模5520，所述剪切模5300中间开设有与5520冲模适配的落料孔5340；所述座孔5510内设置有浮动座5530，剪切模5300上端面分布有下抽气孔5310，浮动座5530下端轴部分布有上抽气孔5531，合模时，剪切模在铝合金带材上剪切加工出圆形的铝合金基板，而冲模则在铝合金基板中间加工出通孔，冲模向下冲压，剪切模相对铝合金带材向上冲压，在同一个冲压模具上完成了铝合金基板的剪切和冲孔两个工序，减少铝合金基板加工所使用的模具数量，简化工序，有效降低劳动强度，提高生产效率；该冲压模具的剪切模剪切深度为铝合金带材厚度的1/3~5/7，通过控制上模板的运行行程来控制剪切深度，保证冲压成型出的铝合金基板不会从带材上脱落而是仍嵌在铝带材上，另外通过后续的分离设备进行分离，可以防止基板冲压成型后跌落时而造成砸伤变形；通过上、下抽气孔可将冲压过程中产生的铝粉吸出，防止基板冲压过程中铝屑堆积产生凹坑缺陷。

在本实施例中，所述下模座的下侧面设置有为已冲压成型并仍嵌在铝带材上的铝合金基板让位的让位沉槽5550，让位沉槽5550位于座孔的出料侧，避免在进行下个一铝合金基板冲压加工时，已加工成型的铝合金基板与上模座发生碰撞；通过该让位沉槽5550的设置，也可以减小铝带材上相邻两个铝合金基板之间的间距，有效节省材料。

在本实施例中，所述剪切模5300上端面边沿和落料孔上开口边沿分别设置有一圈向上凸起的楔形刀刃5320，楔形刀刃5320的高度及宽度比值为1:1~1:5，可有效降低铝合金基板在冲压时产生的毛刺高度，避免铝合金基板堆垛时局部毛刺堆积及铝合金基板冲压时产生凹坑缺陷，改善压平退火后基板的表面平面度值，以免影响铝合金基板压平退火时基板的表面平坦度值，造成铝合金基板压平退火后表面的平面度值恶化，甚至报废。

在本实施例中，所述剪切模5300上端面设置有多圈同心的环形凹槽5330，所述下抽气孔5310分布在所述环形凹槽上。

在本实施例中，所述浮动模板5200与基板5100之间留有间隔并且在间隔内设置有推动浮动模板5200上行复位的弹簧5110；所述浮动模板5200上固定连接有位于剪切模5300外围的连接环5210，剪切模5300可相对连接环5210滑动；连接环5210内侧开设有位于剪切模周侧的环形槽5211，连接环5210底侧连接有与环形槽相通的下抽气管5220，所述剪切模5300上端部外周部开设有连通环形槽5211和下抽气孔5310的径向气孔（图中未示出）。

在本实施例中，所述上模板5400上连接有上抽气管5410，所述上模板上侧面开设有用以布设上抽气管5410的容纳槽5420，所述容纳槽5420内开设有供上抽气管5410下穿的通孔，所述浮动座5530上端面开设有与上抽气管相连接的连接孔5533，所述浮动座5530内部设置有连通连接孔和上抽气孔的配气腔5532，浮动座5530中间开设有供冲模穿过的中孔，所述上模座5500的座孔内设置有位于浮动座上方的氮气弹簧5540，上抽气管和下抽气管均与吸尘器连接，可将坯料冲压过程中产生的铝粉吸出，防止基板冲压过程中铝屑堆积产生凹坑缺陷。

在本实施例中，所述基板5100上设置有位于浮动模板5200左侧的进料通道5120和位于浮动模板5200右侧的出料通道5130，进料通道5120和出料通道5130上方分别设置有朝外下方吹气的第一吹扫气刀5600；浮动模板前侧设置有沿水平向后吹气的第二吹扫气刀5700；第一吹扫气刀5600的宽度比铝合金带材宽度略宽，第一吹扫气刀5600的压缩空气斜向模具外侧吹扫，进料通道5120上的第一吹扫气刀5600将带材来料表面的灰尘及异物吹扫干净，防止冲压时基板表面产生凹坑缺陷；出料通道5130上的第一吹扫气刀5600将冲压后基板表面的铝粉吹扫干净，保证基板清洗后表面无铝粉残留；第二吹扫气刀5700则将模具剪切过程中产生的铝粉吹扫干净。

在本实施例中，进料通道5120和出料通道5130形成与两侧的导料滚轮5140之间，导料滚轮5140的轴心线垂直于浮动模板，进料通道5120底部沿进料方向间隔设置至少两组向上翘起的送料托架5150，每组送料托架5150为两个并且并排设置，送料托架5150上端转动安装有树脂导带轮5160，出料通道5130底部设置有至少两排树脂导带轮5160，出料通道5130上同排的树脂导带轮转动安装于下方的U形支架5170上；树脂导带轮与剪切模水平高度一致，保证坯料水平进入模具中。

在本实施例中，所述进料通道5120和出料通道5130的两侧分别设置有用以安装第一吹扫气刀5600的固定板5180，所述第一吹扫气刀5600两端通过L型连接板5610与固定板5180连接，第一吹扫气刀固定连接于L型连接板5610的横向板上，L型连接板5610的竖向板铰接于固定板5180上，所述固定板上开设有与L型连接板竖向板铰接部同心的弧形槽5181，L型连接板5610的竖向板螺纹连接有穿过弧形槽的锁紧螺钉5611。

在本实施例中，所述上模板下侧设置有四个呈矩形分布的上导向柱，所述基板上设置有在合模时与上导向柱配合的下导向孔，所述浮动模板上设置有四个呈矩形分布的下导柱，所述上模座上设置有在合模时与下导柱配合的下导向孔，保证模具安装及拆卸时模具定位准确，避免剪切凹凸模损坏，同时保证基板冲压时的尺寸精度，该冲压模具安装在高精度冲床上，保证冲压后基板的同心度满足产品要求，冲床结合PLC电气自动控制，可实现连续冲压，无需人为干预，降低劳动强度，提高生产效率。

在本实施例中，所述基板上还设置有四根呈矩形分布的下限位柱5190，所述上模板上也设置有四根与下限位柱位置上下一一对应的上限位柱5430，在合模时，下限位柱顶住上限位柱以限制上模板的下行距离，保证合模冲压时，浮动模板的下行距离小于铝合金带材的厚度，进而起到限制剪切模剪切深度的作用，使得剪切模在铝合金带材上剪切加工出圆形的铝合金基板，但是铝合金基板仍嵌在铝合金带材的圆孔上，通过后续的特定的脱料机构进行脱料，可以在模具上省掉下料机构，简化模具结构，同时也防止基板在下料跌落时砸伤变形。

在本实施例中，所述脱料装置包括机架6100，所述机架6100上设置有工作台面6110，工作台面6110上侧设置有将铝带材上铝合金基板向上顶的顶料板6120，顶料板6120的上方设置有将铝带材向下压的压料板6130，压料板6130中间设置有可供铝合金基板和顶料板向上通过的让位孔6131，带着铝合金基板的铝带材从压料板6130和顶料板6120之间穿过，压料板向下运动压着铝带材，顶料板向上运动将铝合金基板从铝带材上顶出实现铝合金基板的脱料工作。

该机械硬盘用铝合金基板脱料机构可以实现铝带材上铝合金基板脱料的连续工作，结构简单，使用方便，生产效率高，并且能够避免同时也防止基板在脱料时因跌落而砸伤变形。

在本实施例中，工作台面6110旁侧设置有用以输送铝合金基板的输送带装置6400，顶料板的上方设置有用以吸住被顶料板顶起的铝合金基板并将其转移至输送带装置上的吸料转移机构6500，被顶料板向上顶出的铝合金基板被吸料转移机构吸附住并移动至输送带装置上，输送到下一个工位去。

在本实施例中，所述吸料装置机构6500包括位于压料板6130上方的直线电机6510，所述直线电机6510伸至输送带装置6400的进料端上方，直线电机6510的动子座经连接杆6520连接有吸料板6530，所述吸料板6530上穿设有若干根竖向气管6540，竖向气管的下端设置有吸盘6550，竖向气管的上端连接有抽气管；竖向气管6540上端通过抽气管与真空泵相连接，铝合金基板被向上顶起时被吸盘吸住，然后直线电机工作，直线电机上的动子座移动至输送带装置进料端上方，然后吸盘松开，将铝合金基板放置到输送带装置上。

在本实施例中，所述工作台面6110上安装有竖立的双头气缸6140，所述顶料板6120固定连接于双头气缸6140的上驱动端，所述双头气缸的下驱动端固定连接有驱动板6150，驱动板6150与压料板6130之间通过驱动杆6160连接。

在本实施例中，所述工作台面6110上设置有用以安装双头气缸的安装板6170，双头气缸6140穿设在安装板6170上，所述驱动杆也从安装板上穿过，安装板设置有与驱动杆滑动配合的导套6171。

在本实施例中，位于工作台面上设置有位于顶料板前侧的进料导辊6180和位于顶料板后侧的出料导辊6190，进料导辊6180和出料导辊6190的高度与顶料板平齐。

本实用新型机械硬盘用铝合金基板冲压生产线的加工过程：铝卷材安装在开卷机上，放卷出的铝带材通过切头机切除掉头部后通过矫平机将铝带材卷取过程中产生的板弯矫平，然后通过送料机间歇向冲压机送料，利用冲压机上的基板冲压模具冲压成型出铝合金基板，在冲压过程中控制该基板冲压模具的剪切深度为铝合金带材厚度的1/3~5/7，使得冲压成型后的铝合金基板仍嵌在铝带材上；利用脱料装置实现铝合金基板与铝带材的分离并将铝合金基板吸附转移至输送带装置上，而剩下的铝带材则输送至废料剪切机进行裁剪后回收。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。