一种外壳多工位模具及其使用方法与流程

本发明涉及冲压模具技术领域，尤其涉及一种外壳多工位模具及其使用方法。

背景技术：

金属外壳产品通常采用数控机床加工成型的加工方法生产，这种加工方法存在生产成本高、消耗材料多、效率低的缺点。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种外壳多工位模具及其使用方法，实现金属外壳的自动冲压加工，具有效率高、节约成本的特点。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高外壳加工的效率，节省生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种外壳多工位模具，包括：

落片模，所述落片模被配置为将外壳原料型材切片落料以形成待加工的圆片；

拉深模，所述拉深模被配置为将所述待加工的圆片拉深并扩边以形成具有凹槽和扩边的空心圆柱；

拉深成型模，所述拉深成型模被配置为将所述具有凹槽和扩边的空心圆柱多次连续拉深成型以形成具有凹槽和开口斜面的空心圆柱；

整形模，所述整形模被配置为拉深成型的斜面进行开口斜面整形；

法兰拍平模，所述法兰拍平模被配置为将所述开口斜面拍平以形成法兰边；

剪边模，所述剪边模被配置为将所述法兰边的边缘剪切整齐；

冲孔模，所述冲孔模被配置为将剪边完成后的零件顶部冲孔；

中孔倒角模，所述中孔倒角模被配置为将冲孔完成后的零件进行中孔倒角。

进一步地，所述落片模包括落片模下部和落片模上部，所述落片模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，支撑板固定在所述下垫板上，所述支撑板上设有固定板，所述固定板上设置有凹模板，所述凹模板开设有通孔以容纳落片凹模，所述落片凹模可拆卸地固定在所述凹模板中，所述固定板上对应于所述落片凹模位置开设有通槽；所述落片模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，落片凸模可拆卸固定在所述上垫板上，中心开孔的第一卸料板设置在所述落片凸模的周围，通过第一弹簧与所述上垫板相连接。

进一步地，所述拉深模包括拉深模下部和拉深模上部，所述拉深模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板上固设有第一凸模固定座，所述第一凸模固定座上可拆卸安装有拉深凸模，中心开孔的第二卸料板设置在所述拉深凸模的周围，通过第三弹簧与所述下垫板相连接；所述拉深模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，拉深凹模通过第一凹模固定座可拆卸固定在所述上垫板上，第一卸料块位于所述第一凹模固定座和拉深凹模中，第二弹簧设置在所述第一卸料块和上垫板之间。

进一步地，所述拉深成型模包括拉深成型模下部和拉深成型模上部，所述拉深成型模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板上固设有第二凸模固定座，所述第二凸模固定座上可拆卸安装有拉深成型凸模，中心开孔的第三卸料板设置在所述拉深成型凸模的周围，与所述下垫板相连接；所述拉深成型模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，拉深成型凹模通过第二凹模固定座可拆卸固定在所述上垫板上，第二卸料块位于所述第二凹模固定座和拉深成型凹模中，第四弹簧设置在所述第二卸料块和上垫板之间。

进一步地，所述整形模包括整形模下部和整形模上部，所述整形模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板上固设有第三凸模固定座，所述第三凸模固定座上可拆卸安装有整形凸模，多个第一卸料柱围绕所述整形凸模设置，通过第六弹簧与所述下垫板相连接；所述整形模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，整形凹模通过第三凹模固定座可拆卸固定在所述上垫板上，第三卸料块位于所述第三凹模固定座和整形凹模中，第五弹簧设置在所述第三卸料块和上垫板之间。

进一步地，所述法兰拍平模包括法兰拍平模下部和法兰拍平模上部，所述法兰拍平模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板上固设有第四凸模固定座，所述第四凸模固定座上可拆卸安装有所述法兰拍平凸模，多个第二卸料柱围绕所述法兰拍平凸模设置，通过第八弹簧与所述下垫板相连接；所述法兰拍平模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，法兰拍平凹模通过第三凹模固定座可拆卸固定在所述上垫板上，第四卸料块位于所述第三凹模固定座和法兰拍平凹模中，第七弹簧设置在所述第四卸料块和上垫板之间。

进一步地，所述剪边模包括剪边模下部和剪边模上部，所述剪边模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板通过模帽固定座固定设置定位模帽，废料剪套设在所述模帽固定座周围，高度低于所述定位模帽，所述废料剪外侧设置有第一出料槽固定座，所述第一出料槽固定座与设置在外部的第一出料槽相连；所述剪边模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，剪边凹模通过第五凹模固定座、第四凹模固定座固定在所述上垫板上，卸料杆位于所述剪边模上部的腔体内，顶杆设置在所述卸料杆顶部，所述卸料杆还包括在所述第四凹模固定座中设置的卸料垫块和在所述第五凹模固定座中设置的定位套，所述卸料垫块上设置有第九弹簧。

进一步地，所述冲孔模包括冲孔下部和冲孔上部，所述冲孔模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，冲孔凹模通过冲孔凹模固定座固定设置在所述下垫板上，所述冲孔凹模的直径小于待加工零件的直径，且中心具有凹口，所述冲孔凹模外侧设置有第二出料槽固定座，所述第二出料槽固定座与设置在外部的第二出料槽相连；所述冲孔模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，定位凹模通过第六凹模固定座、凸模导向座固定在所述上垫板上，冲孔凸模穿过所述凸模导向座、定位凹模，且伸出所述定位凹模，与所述冲孔凹模对应设置。

进一步地，所述中孔倒角模包括中孔倒角模下部和中孔倒角模上部，所述中孔倒角模下部通过下垫板和下模板固定在冲床的工作台上，其中，所述下垫板上固设有第五凸模固定座，所述第五凸模固定座上可拆卸安装有中孔倒角凸模，所述中孔倒角凸模中心具有倒角凸台，多个第三卸料柱围绕所述中孔倒角凸模设置，通过第十一弹簧与所述下垫板相连接；所述中孔倒角模上部通过上垫板和上模板固定在冲床的滑块上，其中，中孔倒角凹模通过第七凹模固定座可拆卸固定在所述上垫板上，第五卸料块位于所述第七凹模固定座和拉深凹模中，第十弹簧设置在所述第五卸料块和上垫板之间。

本发明还提供了一种如权利要求1所述的外壳多工位模具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、落片步骤：将外壳原料型材送入落片模，利用落片模将其切片落料以形成待加工的圆片；

步骤2、拉深步骤，使用推杆将待加工的圆片推到第一工位，与机械臂上的夹取装置配合，将其送至拉深模中，利用拉深模将待加工的圆片第一次拉深以形成具有凹槽和扩边的空心圆柱；

步骤3、拉深成型步骤：使用机械臂将具有凹槽和扩边的空心圆柱传送至拉深成型模，利用拉深成型模将具有凹槽和扩边的空心圆柱拉深成型以形成具有凹槽和开口斜面的空心圆柱；

步骤4、整形步骤：使用机械臂将具有凹槽和开口斜面的空心圆柱传送至整形模，利用整形模将具有凹槽和开口斜面的空心圆柱进行开口斜面整形；

步骤5、法兰拍平步骤：使用机械臂将开口整形后的零件传送至法兰拍平模，利用法兰拍平模将开口的斜面拍平以形成法兰边；

步骤6、剪边步骤：使用机械臂将法兰边拍平后的零件传送至剪边模，利用剪边模将开口的法兰边的边缘剪切整齐；

步骤7、冲孔步骤：使用机械臂将剪边完成后的零件传送至冲孔模，利用冲孔模将剪边完成后的零件顶部冲孔；

步骤8、中孔倒角步骤：使用机械臂将冲孔完成后的零件传送至中孔倒角模，利用中孔倒角模将冲孔完成后的零件的中孔进行倒角；

步骤9、成品步骤：使用机械臂将中孔倒角完成后的零件传送至成品工位，加工完成所需要的外壳零件产品。

本发明的有益效果是：

提供一种工艺连贯、结构紧凑的外壳多工位模具，结合推杆和机械臂自动传送，自动化程度高，产品质量好，适合批量生产，大大地提高了产品的生产效率，稳定可靠性高，改善了劳动条件，减轻了工人的劳动强度，而且能够确保生产安全，提高劳动生产率和产品质量，同时能降低能源及原材料的损耗，节省加工时间，最终降低产品制造成本。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的外壳多工位模具的三维结构示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的外壳多工位模具的正视图；

图3是本发明的一个较佳实施例的外壳多工位模具的俯视图；

图4是本发明的一个较佳实施例的外壳多工位模具的剖视图；

图5是本发明的一个较佳实施例的外壳多工位模具的使用方法加工的外壳零件的剖视图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

图1是去掉了上垫板和上模板的外壳多工位模具，包括依次顺向设置的落片模1、拉深模2、拉深成型模3、整形模4、法兰拍平模5、剪边模6、冲孔模7、中孔倒角模8，以及若干个间隔设置在其中的过渡工位9。过渡工位9仅起到固定和导向作用，设定一定数量的过渡工位9以与冲床的尺寸相配合。

如图2所示，落片模1、拉深模2、拉深成型模3、整形模4、法兰拍平模5、剪边模6、冲孔模7、中孔倒角模8和过渡工位9的上部通过上垫板10固定设置在上模板11上，下部通过下垫板12固定设置在下模板13上。

如图3所示，落片模1、拉深模2、拉深成型模3、整形模4、法兰拍平模5、剪边模6、冲孔模7、中孔倒角模8和过渡工位9的两侧设置有轨道14，轨道14上设置有两自由度的机械臂15，机械臂15上对应各工位设置有夹取装置，可通过开合以夹取待加工的零件运送至下一工位。落片模1的头部设置有推杆16，可推动待加工的圆片，将其送至第一工位17，经流水线加工完成的外壳零件被送至成品工位18。对应剪边模6、冲孔模7的位置分别设置有出料槽19和20。将剪边和冲孔后的废料从第一出料槽19和第二出料槽20排出。

图4是外壳多工位模具的剖视图，详细示出了该外壳多工位模具的内部结构。以下结合图4介绍外壳多工位模具的结构。

本发明提供了一种外壳多工位模具，用于流水线冲压加工如图5所示的外壳零件产品。首先，落片模1将外壳原料切片落料以形成待加工的圆片，随后，推杆16将待加工的圆片推到第一工位17，与机械臂15上的夹取装置配合，将其送至下一工位，即拉深模2中，由拉深模2将待加工的圆片拉深以形成具有凹槽的空心圆柱并扩边。然后，拉深成型模3将其继续拉深并扩边。整形模4对开口的斜面进行整形；法兰拍平模5将开口的斜面拍平以形成法兰边；剪边模6将法兰边的边缘剪切整齐；冲孔模7将顶部冲出通孔；中孔倒角模8将顶部的通孔倒角，送至成品工位18，最终形成外壳成品。

本发明的技术方案将外壳加工拆分成由独立结构的模具实现的各道工序，分别设计专用的模具结构，保证了外壳加工的高效率和质量可靠。

优选地，落片模1的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，支撑板固定在其上，支撑板上设有固定板，固定板上设置有凹模板，凹模板的外侧设置有导套，凹模板开设可容纳落片凹模的通孔，落片凹模可拆卸地固定在其中，固定板上对应于落片凹模位置开设有通槽，以便将落片后的废料从通槽中排出。

落片模1的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。落片凸模可拆卸固定在上垫板10上。上垫板10对应凹模板上设置的导套的位置设置有导柱，导柱与导套配合以辅助落片模1的上、下部分精确对准。

落片模1的上部向下运动时，落片凸模与落片凹模相配合以实现切片落料。中心开孔的第一卸料板设置在落片凸模的周围，通过第一弹簧与上垫板10相连接，第一弹簧套设在长度较短的限位螺栓外，限位螺栓的一端固定设置在第一上模板的底部。当切片落料完成后，落片模1的上部向上运动，第一弹簧向第一卸料板施压，实现卸料动作。

优选地，拉深模2的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板12上固设有第一凸模固定座，第一凸模固定座上可拆卸安装有拉深凸模。

拉深模2的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。拉深凹模通过第一凹模固定座可拆卸固定在上垫板10上。第一卸料块与第一凹模固定座和拉深凹模紧密接触，第二弹簧设置在第一卸料块和上垫板10之间。

拉深模2的上部向下运动时，拉深凸模与拉深凹模相配合以实现拉深。中心开孔的第二卸料板设置在拉深凸模的周围，通过第三弹簧与下垫板12相连接。

通过第三弹簧的上顶，以及第二弹簧带动第一卸料块下压，完成卸料动作。

优选地，拉深成型模3的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板12上固设有第二凸模固定座，第二凸模固定座上可拆卸安装有拉深成型凸模。

拉深成型模3的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。拉深成型凹模通过第二凹模固定座可拆卸固定在上垫板10上。第二卸料块与第二凹模固定座和拉深成型凹模紧密接触，第四弹簧设置在第二卸料块和上垫板10之间。

拉深成型模3的上部向下运动时，拉深成型凸模与拉深成型凹模相配合以实现拉深成型。中心开孔的第三卸料板设置在拉深成型凸模的周围，与下垫板12相连接。

通过第四弹簧带动第二卸料块下压，完成卸料动作。

优选地，整形模4的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板12上固设有第三凸模固定座，第三凸模固定座上可拆卸安装有整形凸模。

整形模4的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。整形凹模通过第三凹模固定座可拆卸固定在上垫板10上。第三卸料块与第三凹模固定座和整形凹模紧密接触，第五弹簧设置在第三卸料块和上垫板10之间。

整形模4的上部向下运动时，整形凸模与整形凹模相配合以实现整形。若干个第一卸料柱围绕整形凸模设置，通过第六弹簧与下垫板12相连接。

通过第六弹簧的上顶，以及第五弹簧带动第三卸料块下压，完成卸料动作。

优选地，法兰拍平模5的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板12上固设有第四凸模固定座，第四凸模固定座上可拆卸安装有法兰拍平凸模。

法兰拍平模5的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。法兰拍平凹模通过第三凹模固定座可拆卸固定在上垫板10上。第四卸料块与第三凹模固定座和法兰拍平凹模紧密接触，第七弹簧设置在第四卸料块和上垫板10之间。

法兰拍平模5的上部向下运动时，法兰拍平凸模与法兰拍平凹模相配合以实现法兰拍平。若干个第二卸料柱围绕法兰拍平凸模设置，通过第八弹簧与下垫板12相连接。

通过第八弹簧的上顶，以及第七弹簧带动第四卸料块下压，完成卸料动作。

优选地，剪边模6的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板通过模帽固定座固定设置定位模帽，废料剪套设在模帽固定座周围，高度低于定位模帽，废料剪外侧设置有第一出料槽固定座，第一出料槽固定座与设置在外部的第一出料槽19相连，以使剪边后的废料可以从第一出料槽19排出。

剪边模8的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。剪边凹模通过第五凹模固定座、第四凹模固定座固定在上垫板10上。卸料杆与第四凹模固定座和剪边凹模809紧密接触，顶杆设置在卸料杆顶部。卸料杆还包括在第四凹模固定座中设置的卸料垫块和在第五凹模固定座中设置的定位套。卸料垫块和设置在其上的第九弹簧配合，增强了卸料的力度。定位套和第五凹模固定座中限定的开口配合，具有限位作用。

剪边模8的上部向下运动时，废料剪与剪边凹模相配合以实现剪边。

通过第九弹簧带动卸料垫块下压，配合顶杆带动卸料杆下压，完成卸料动作。

作为优选，冲孔模7的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，冲孔凹模通过冲孔凹模固定座固定设置在下垫板12上，冲孔凹模的直径略小于待加工零件的直径，且中心具有凹口。冲孔凹模外侧设置有第二出料槽固定座，第二出料槽固定座与设置在外部的第二出料槽20相连，以使冲孔后的废料可以从第二出料槽20排出。

冲孔模7的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上。定位凹模通过第六凹模固定座、凸模导向座908固定在上垫板10上。冲孔凸模穿过凸模导向座、定位凹模，且伸出定位凹模一定距离，与冲孔凹模对应设置。

冲孔模7的上部向下运动时，冲孔凸模与冲孔凹模相配合以实现冲孔。。

优选地，中孔倒角模8的下部通过下垫板12和下模板13固定在冲床的工作台上，下垫板12上固设有第五凸模固定座，第五凸模固定座上可拆卸安装有中孔倒角凸模，中孔倒角凸模中心具有倒角凸台。

中孔倒角模8的上部通过上垫板10和上模板11固定在冲床的滑块上，中孔倒角凹模通过第七凹模固定座可拆卸固定在上垫板10上。第五卸料块与第七凹模固定座和拉深凹模紧密接触，第十弹簧设置在第五卸料块和上垫板10之间。

中孔倒角模8的上部向下运动时，中孔倒角凸模与中孔倒角凹模相配合以实现中孔倒角。若干个第三卸料柱围绕中孔倒角凸模设置，通过第十一弹簧与下垫板12相连接。

通过第十一弹簧的上顶，以及第十弹簧带动第五卸料块下压，完成卸料动作。

上述外壳多工位模具的使用方法，包括以下步骤：

a.落片步骤：将外壳原料型材送入落片模，利用落片模将其切片落料以形成待加工的圆片；

b.拉深步骤，使用推杆将待加工的圆片推到第一工位，与机械臂上的夹取装置配合，将其送至拉深模中，利用拉深模将待加工的圆片第一次拉深以形成具有凹槽和扩边的空心圆柱；

c.拉深成型步骤：使用机械臂将具有凹槽和扩边的空心圆柱传送至拉深成型模，利用拉深成型模将具有凹槽和扩边的空心圆柱拉深成型以形成具有凹槽和开口斜面的空心圆柱；

d.整形步骤：使用机械臂将具有凹槽和开口斜面的空心圆柱传送至整形模，利用整形模将具有凹槽和开口斜面的空心圆柱进行开口斜面整形；

e.法兰拍平步骤：使用机械臂将开口整形后的零件传送至法兰拍平模，利用法兰拍平模将开口的斜面拍平以形成法兰边；

f.剪边步骤：使用机械臂将法兰边拍平后的零件传送至剪边模，利用剪边模将开口的法兰边的边缘剪切整齐；

g.冲孔步骤：使用机械臂将剪边完成后的零件传送至冲孔模，利用冲孔模将剪边完成后的零件顶部冲孔；

h.中孔倒角步骤：使用机械臂将冲孔完成后的零件传送至中孔倒角模，利用中孔倒角模将冲孔完成后的零件的中孔进行倒角；

i.成品步骤：使用机械臂将中孔倒角完成后的零件传送至成品工位，加工完成所需要的外壳零件产品。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。