一种薄壁环状工件的自动冲压模具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄壁环状工件的自动冲压模具，属于冲压模具技术领域，所述自动冲压模具包括上模部分和下模部分，上模部分包括上模座、连接板和冲压板，下模部分包括固定安装在一起的下模座和下模板；上模部分的连接板上顺序安装有拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模，冲压板上围绕拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模均设有冲压凸环，下模部分的下模板上顺序对应设有拉深弹顶、落料孔和整形弹顶；冲压板与下模板之间设有成型模板，成型模板上依次设有拉深凹模、落料凹模和整形凹模，下模座上设有用于支撑成型模板的支撑弹顶。其能够实现截面积不同的环状工件的加工，提高了生产效率和成品率，可广泛应用于截面积不同的环形工件的制作中。
【专利说明】
一种薄壁环状工件的自动冲压模具
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种冲压模具，更尤其是涉及一种薄壁环状工件的自动冲压模具，属于模具技术领域。
【背景技术】
[0002]在多个领域中常常使用的薄壁环状产品，其形状为一个截面积较大的环和一个截面积较小的环连在一起，并且中间有一个中心孔。其中，截面积较小的环的壁厚仅有数个毫米，属于薄壁产品。这种产品加工时难度较大，目前为了适用于批量生产，大都采用冲压模具加工。
[0003]在冲压模具中，级进冲压模具以生产连续、生产效率高而备受关注。级进冲压模具是指压力机在一次行程中，顺序在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的冲压模具。传统的模具结构为八块板结构或九块板结构，八块板即是上下模座、凸模固定板、凸模垫板、凹模固定板、凹模垫板，卸料板、卸料垫板;九块板结构即是加上了一个导料板。在一副级进冲压模具内可以完成零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形等诸多工艺。
[0004]然而对于两种截面积不同的环形工件而言，当使用级进冲压模具时却有着很大的困难:1、薄壁工件通常由薄壁钢带冲压制成，而薄壁钢带在移动过程中定位困难，尤其是冲压出若干孔之后，本身的形变较大，并且钢带的强度小，位移定位难。因此，导致多个工位位置不准确，产品成品率低;2、截面积不同的环形工件在级进冲压模具上难以脱模，生产工艺复杂；3、冲压成型后，需要对其尺寸进行检测，尤其是轴向高度。由于在冲压过程中会产生轴向高度不合格的现象，而径向厚度在冲压过程中变形量不大而无需检测。
[0005]因此，在截面积不同的环状工件的制作过程中，冲压操作需要模具，检测过程中也需要相应的模具。冲压完成后，将产品由冲压模具中取出，再安装到检测模具中进行检测，不仅费时费力，而且效率低下，且只能进行抽检，不能做到每件成品都进行检查，因此，产品质量不能够完全得到保障，也无法实现大规模的工业化、流水线生产。
[0006]因此，基于上述缺陷，在冲压设备领域，对于新型薄壁环状工件的自动冲压模具仍存在研究和改进的需求，这也是目前冲压设备领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。
【发明内容】
[0007]针对上述存在的诸多缺陷，本发明人经过大量的深入研究，在付出了充分的创造性劳动后，从而完成了本发明。
[0008]具体而言，本发明所要解决的技术问题是:提供一种薄壁环状工件的自动冲压模具，其能够在级进冲压模具上实现截面积不同的环状工件的加工，从而极大地提高了生产效率和成品率。
[0009]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种薄壁环状工件的自动冲压模具，所述自动冲压模具包括上模部分和下模部分，所述上模部分包括上模座、连接板和冲压板，所述连接板与上模座固定连接，所述连接板与冲压板弹性连接，所述下模部分包括固定安装在一起的下模座和下模板，所述上模座通过导向机构与所述下模座滑动连接;所述上模部分的连接板上自上游端顺序安装有拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模，所述整形凸模的安装端通过弹性件顶靠于所述上模座上，所述拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模的自由端均穿出所述冲压板，所述冲压板上围绕所述拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模均设有冲压凸环，所述下模部分的下模板上与所述连接板顺序对应设有拉深弹顶、落料孔和整形弹顶;所述冲压板与下模板之间设有成型模板，所述成型模板上依次设有拉深凹模、落料凹模和整形凹模，所述下模座上设有用于支撑所述成型模板的支撑弹顶。
[0010]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述下模座上设有检测弹顶，所述检测弹顶位于所述整形弹顶的下游，所述成型模板上设有检测凹模，所述检测弹顶竖向滑动安装于所述下模座上，所述检测弹顶的顶部伸出所述下模板，所述下模座上设有一感应片，所述检测弹顶的底部与感应片之间的距离等于所述检测弹顶伸出所述下模板的长度;所述冲压板上设有检测顶紧环，所述检测顶紧环的位置与所述检测弹顶的位置相对应。
[0011 ]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述检测弹顶的中部具有一个环形凸台，所述环形凸台将所述检测弹顶分隔为检测段和感应段，在所述下模板上设有一容纳所述环形凸台和所述检测段的阶梯状通孔，所述检测段穿出所述下模板，在所述下模座上设有一容纳所述检测段的柱状通孔，所述柱状通孔的底部安装感应片，在所述环形凸台与所述下模板之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套装于所述感应段上。
[0012]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述下模座上设有分捡弹顶，所述分捡弹顶位于所述检测弹顶的下游，所述分捡弹顶竖向滑动安装于所述下模座上，所述分捡弹顶的顶部伸出所述下模板，所述成型模板上设有分捡凹模。
[0013]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述冲压板的下表面设有分捡凹陷，所述分捡凹陷的位置与所述分捡弹顶相对应，所述分捡凹陷的截面积大于或等于薄壁环形工件的大端截面积(也即外环截面积，下同)，且形状相对应。
[0014]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述分捡弹顶具有一沿轴向贯穿所述分捡弹顶的中心孔，所述下模座上设有一气流通道，所述气流通道连通所述中心孔，所述气流通道连接一电磁换向阀，所述气流通道与高压气源相连接。
[0015]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述感应片和电磁换向阀均连接控制单元。
[0016]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，所述成型模板的底部设有一导向斜面，所述导向斜面位于远离所述拉深凹模的一端。
[0017]在本发明的薄壁环状工件的自动冲压模具中，作为一种优选技术方案，用作原料的钢带的边缘设有阵列设置的等距的定位，所述成型模板的上表面设有若干用于定位所述钢带的定位凸起，所述定位凸起的高度小于或等于所述钢带的厚度。
[0018]如上所述，本发明提供了一种薄壁环状工件的自动冲压模具，所述自动冲压模具通过诸多特定结构特征、技术手段的综合使用，从而可以取得诸多优异的技术效果，例如:
[0019](I)由于设计了刚性材料制成的成型模板，使得成型模板带动钢带(即原料)移动，移动过程中在移动方向上不会产生形变，移动位置准确，从而提高了生产效率和成品率，并且成型后的薄壁环形工件随着成型模板一起移出冲压模具，脱模时，可以将工件从成型模板的上方取出，从而能够实现截面积不同的环状工件的加工。
[0020](2)由于设计了检测弹顶，使用时，冲压板压下，检测顶紧环顶紧成型模板上的环形工件，将检测弹顶伸出下模板的一端下压，如果产品合格，则检测弹顶的底端刚好接触感应片，此时感应片给出一个感应信号，表示合格产品，如果产品不合格，则检测弹顶的底端不能接触感应片，此时感应片给出另一个感应信号，表示废品，从而实现了冲压过程中对所有成型的工件进行检测，提高了产品质量。
[0021](3)由于设计了分捡弹顶，能够将废品先行捡出，避免了废品混入合格产品中，减少了操作者的劳动强度，提高了产品质量。
[0022](4)由于成型模板的底部设有一导向斜面，在成型模板向下游移动时，导向斜面可以将拉深弹顶、整形弹顶、检测弹顶和分捡弹顶逐一压在成型模板下方，减少了成型模板移动时卡阻现象，提高了成型模板的定位精度，进而提高了薄壁环形工件的产品质量。
[0023]如上所述，本发明的所述薄壁环状工件的自动冲压模具，通过诸多特定结构特征、技术手段的综合使用，可以取得诸多优异效果，从而具有良好的应用潜力和工业化生产前景。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例的自动冲压模具的结构示意图；
[0025]图2是本发明实施例中检测成品时的自动冲压模具的检测弹顶工作示意图；
[0026]图3是本发明实施例中检测废品时的自动冲压模具的检测弹顶工作示意图；
[0027]图4是本发明实施例中用作原料的钢带的结构示意图；
[0028]图5是本发明实施例中用作原料的钢带与自动冲压模具的成型模板结合时的示意图。
[0029]其中，在图1、图2、图3、图4和图5中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。
[0030]图中:1、上模座，2、连接板，3、冲压板，301、冲压凸环，302、检测顶紧环，303、分捡凹陷，4、拉深凸模，5、冲孔凸模，6、整形凸模，7、弹性件，8、下模座，9、下模板，10、成型模板，1001、拉深凹模，1002、落料凹模，1003、整形凹模，1004、检测凹模，1005、分捡凹模，1006、导向斜面，1007、定位凸起，11、拉深弹顶，12、落料孔，13、整形弹顶，14、支撑弹顶，15、检测弹顶，1501、检测段，1502、环形凸台，1503、压缩弹簧，1504、感应段，16、感应片，17、分捡弹顶，18、电磁换向阀，19、气流通道，20、钢带，2001、定位孔。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明进行详细说明，但这些列举性实施方式的用途和目的仅用来列举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
[0032]如图1、图2和图3共同所示，本发明公开了一种薄壁环状工件的自动冲压模具，所述自动冲压模具包括上模部分和下模部分，上模部分包括上模座1、连接板2和冲压板3，连接板2与上模座I固定连接，连接板2与冲压板3弹性连接，下模部分包括固定安装在一起的下模座8和下模板9，上模座I通过导向机构与下模座8滑动连接;上模部分的连接板2上自上游端顺序安装有拉深凸模4、冲孔凸模5和整形凸模6，整形凸模6的安装端通过弹性件7顶靠于上模座I上，该弹性件7通常为橡胶弹簧，拉深凸模4、冲孔凸模5和整形凸模6的自由端均穿出冲压板3，拉深凸模4、冲孔凸模5和整形凸模6的安装及连接关系为级进冲压模具所常用，在此不再赘述，冲压板3上围绕拉深凸模4、冲孔凸模5和整形凸模6均设有冲压凸环301，下模部分的下模板9上与连接板2顺序对应设有拉深弹顶11、落料孔12和整形弹顶13，拉深弹顶11、落料孔12和整形弹顶13为级进冲压模具所常用，在此不再赘述;冲压板3与下模板9之间设有成型模板10，成型模板10上依次设有拉深凹模1001、落料凹模1002和整形凹模1003，成型模板10优选为刚性材料，从而在移动过程中不会产生形变，移动位置准确，可显著提高生产效率和成品率，并且脱模时，可以将成型模板10取出，将工件从成型模板10上取下，下模座8上设有用于支撑成型模板10的支撑弹顶14，当上模座I升起时，支撑弹顶14将成型模板10顶起，便于成型模板10向下游移动一个工位。
[0033]所述下模座8上设有检测弹顶15，检测弹顶15位于整形弹顶13的下游，相对应的，成型模板10上设有检测凹模1004，用于检测冲压后的工件是否合格，尤其是轴向高度是否合格，检测弹顶15竖向滑动安装于下模座8上，检测弹顶15的顶部伸出下模板9，下模座8上设有一感应片16，检测弹顶15的底部与感应片16之间的距离等于检测弹顶15伸出下模板9的长度；冲压板3上设有检测顶紧环302，检测顶紧环302的位置与检测弹顶15的位置相对应，冲压板3压下时，检测顶紧环302顶紧成型模板10上的环形工件，将检测弹顶15伸出下模板9的一端下压，如果产品合格，则检测弹顶15的底端刚好接触感应片16，此时感应片16给出一个感应信号，表示合格产品，如果产品不合格，则检测弹顶15的底端不能接触感应片16，此时感应片16给出另一个感应信号，表示废品。
[0034]更具体地或者优选地，检测弹顶15的中部具有一个环形凸台1502，环形凸台1502将检测弹顶15分隔为检测段1501和感应段1504，在下模板9上设有一容纳环形凸台1502和检测段1501的阶梯状通孔，检测段1501穿出下模板9，在下模座8上设有一容纳检测段1501的柱状通孔，柱状通孔的底部安装感应片16，该感应片16通常为金属片，在环形凸台1502与下模板9之间设有压缩弹簧1503，压缩弹簧1503套装于感应段1504上。
[0035]所述下模座8上设有分捡弹顶17，分捡弹顶17位于检测弹顶15的下游，分捡弹顶17竖向滑动安装于下模座8上，分捡弹顶17的顶部伸出下模板9，相对应的，成型模板10上设有分捡凹模1005。
[0036]为了能够使得分捡弹顶17顶出冲压后的环形工件，在冲压板3的下表面设有分捡凹陷303，分捡凹陷303的位置与分捡弹顶17相对应，并且，分捡凹陷303的截面积大于或等于薄壁环形工件的大端截面积，且形状相对应，以便于分捡弹顶17顶起时容纳环形工件。
[0037]所述分捡弹顶17具有一沿轴向贯穿分捡弹顶17的中心孔，下模座8上设有一气流通道19，气流通道19连通中心孔，气流通道19连接一电磁换向阀18，气流通道19与高压气源相连接，电磁换向阀18起到连通或者关闭高压气源的作用。
[0038]所述感应片16和电磁换向阀18均连接控制单元，感应片16和电磁换向阀18通常采用电连方式连接控制单元，当然也可以采用无线信号连接方式连接控制单元，本领域技术人员可以根据需要自行设定，在此不作限定，控制单元通常为PLC可编程控制器，感应片16将信号传给PLC，PLC经过程序比对后给出指令，控制电磁换向阀18动作，如果检测结果是合格产品，则电磁换向阀18关闭气流通道19，分捡弹顶17只将合格产品工件顶起，后续工作人员集中收集;如果检测结果是废品件，则电磁换向阀18连通气流通道19，开模时，分捡弹顶17顶起废品工件的同时，气流通道19内的高压气流将废品工件吹出，便可以实现废品工件从成型模具中挑拣出，从而冲压的每个工件都可以得到检测，而且效率高，产品质量高。
[0039]如图1-3共同所不，成型模板10的底部设有一导向斜面1006，导向斜面1006位于远离拉深凹模1001的一端，在成型模板10向下游移动时，导向斜面1006可以将拉深弹顶11、整形弹顶13、检测弹顶15和分捡弹顶17逐一压在成型模板10下方，减少了成型模板10移动时卡阻现象，提高了成型模板10的定位精度，进而提高了薄壁环形工件的产品质量。
[0040]如图4-5共同所示，用作原料的钢带20的边缘设有阵列设置的等距的定位孔2001，成型模板10的上表面设有若干用于定位钢带20的定位凸起1007，定位凸起1007的高度小于或等于钢带20的厚度，操作者将成型模板10定位在钢带20上后，通过定位凸起1007与定位孔2001的配合，钢带20与成型模板10在钢带20移动方向上便不会再存在相对位移，因此准确定位成型模板10便可以准确定位钢带20，从而进一步提高了薄壁环形工件的产品质量。
[0041]本发明的所述自动冲压模具使用成型模板10作为载体，在操作时，操作者只需要在冲压模具的上游不断放入成型模板10，依次经过拉深、冲孔、整形、检测和分检后，在冲压模具的下游取出成型模板10，然后将合格的工件统一收集即可。由于成型模板10刚性好，不仅定位准确，而且可以实现不同截面积环形工件的冲压制作，拓展了级进冲压模具的使用范围，具有极高的推广价值。
[0042]如上所述，本发明的所述薄壁环状工件的自动冲压模具，通过诸多特定结构特征、技术手段的综合使用，可以取得诸多优异效果，从而具有良好的应用潜力和工业化生产前景。
[0043]尽管为了举例和描述之目的，而介绍了本发明的上述实施方式和附图所示结构及处理过程。但这些并非是详尽的描述，也不能将本发明的范围局限于此。对本领域技术人员来说，可对本发明的上述实施方式做出多种修改和变化，而这些所有的修改和/或变化都包括在如本发明的权利要求所限定的范围之内，并不脱离如权利要求所限定的本发明的范围和精神。
【主权项】
1.一种薄壁环状工件的自动冲压模具，所述自动冲压模具包括上模部分和下模部分，所述上模部分包括上模座、连接板和冲压板，所述连接板与上模座固定连接，所述连接板与冲压板弹性连接，所述下模部分包括固定安装在一起的下模座和下模板，所述上模座通过导向机构与所述下模座滑动连接;所述上模部分的连接板上自上游端顺序安装有拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模，所述整形凸模的安装端通过弹性件顶靠于所述上模座上，所述拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模的自由端均穿出所述冲压板，所述冲压板上围绕所述拉深凸模、冲孔凸模和整形凸模均设有冲压凸环，所述下模部分的下模板上与所述连接板顺序对应设有拉深弹顶、落料孔和整形弹顶;所述冲压板与下模板之间设有成型模板，所述成型模板上依次设有拉深凹模、落料凹模和整形凹模，所述下模座上设有用于支撑所述成型模板的支撑弹顶。2.如权利要求1所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述下模座上设有检测弹顶，所述检测弹顶位于所述整形弹顶的下游，所述成型模板上设有检测凹模，所述检测弹顶竖向滑动安装于所述下模座上，所述检测弹顶的顶部伸出所述下模板，所述下模座上设有一感应片，所述检测弹顶的底部与感应片之间的距离等于所述检测弹顶伸出所述下模板的长度;所述冲压板上设有检测顶紧环，所述检测顶紧环的位置与所述检测弹顶的位置相对应。3.如权利要求1或2所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述检测弹顶的中部具有一个环形凸台，所述环形凸台将所述检测弹顶分隔为检测段和感应段，在所述下模板上设有一容纳所述环形凸台和所述检测段的阶梯状通孔，所述检测段穿出所述下模板，在所述下模座上设有一容纳所述检测段的柱状通孔，所述柱状通孔的底部安装感应片，在所述环形凸台与所述下模板之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套装于所述感应段上。4.如权利要求1-3任一项所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述下模座上设有分捡弹顶，所述分捡弹顶位于所述检测弹顶的下游，所述分捡弹顶竖向滑动安装于所述下模座上，所述分捡弹顶的顶部伸出所述下模板，所述成型模板上设有分捡凹模。5.如权利要求4所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述冲压板的下表面设有分捡凹陷，所述分捡凹陷的位置与所述分捡弹顶相对应，所述分捡凹陷的截面积大于或等于薄壁环形工件的大端截面积，且形状相对应。6.如权利要求4或5所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述分捡弹顶具有一沿轴向贯穿所述分捡弹顶的中心孔，所述下模座上设有一气流通道，所述气流通道连通所述中心孔，所述气流通道连接一电磁换向阀，所述气流通道与高压气源相连接。7.如权利要求1-6任一项所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述感应片和电磁换向阀均连接控制单元。8.如权利要求1-7任一项所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:所述成型模板的底部设有一导向斜面，所述导向斜面位于远离所述拉深凹模的一端。9.如权利要求1-8任一项所述的薄壁环状工件的自动冲压模具，其特征在于:用作原料的钢带的边缘设有阵列设置的等距的定位，所述成型模板的上表面设有若干用于定位所述钢带的定位凸起，所述定位凸起的高度小于或等于所述钢带的厚度。
【文档编号】B21C51/00GK106077263SQ201610431945
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】孟旭, 孟瑞章, 姜伟, 马建忠, 毛美华
【申请人】常州市瑞悦车业有限公司