一种用于汽车保险杠的冲孔设备的制作方法

1.本发明涉及汽车部件加工制造领域，具体涉及一种用于汽车保险杠的冲孔设备。


背景技术：

2.冲孔设备是利用动力驱动对薄片材料进行打孔、冲压或模压的装置，随着制造技术的发展，冲孔机功能及应用领域愈加丰富，并已成为了当今制造业不可或缺的重要加工设备。
3.然而，尽管目前冲孔设备功能趋近完善，但在应用某些特殊工件的加工作业时，依然存在较多弊端，如在针对汽车保险杠进行冲孔作业时，由于目前保险杠外壳多为塑料材质制造，其质地较脆、壁厚较薄，如果冲孔模具的轮廓与其存在匹配误差，则会导致冲孔过程中易产生裂纹缺陷或应力变形，降低后续制造保险杠整体组件的防冲击性能；并且，保险杠产品的外表曲面形态不规则，冲孔机难以对其形成稳定夹持，导致冲孔位置存在一定程度上的误差，影响后续组装保险杠组件的整体对齐度及外观质量，令保险杠的车辆保护功能大打折扣。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中的问题，本发明提供了一种用于汽车保险杠的冲孔设备，用以避免保险杠冲孔过程中因匹配误差引起的裂纹及变形缺陷，确保其外表曲面的稳定夹持及冲孔后的防冲击性能，提高保险杠保险杠组件的整体对齐度及外观质量，令保险杠产品最大限度地发挥其应有的车辆保护功能。
5.本发明通过以下技术方案实施：一种用于汽车保险杠的冲孔设备，包括底座，其中，所述底座上通过支撑台支撑设有下模，所述底座上方间隔设有机架，所述机架上固定装有冲孔执行件，所述冲孔执行件输出轴朝下并连有上模，所述冲孔执行件及所述上模均位于所述下模的正上方，所述下模与所述上模之间间隔形成工作区域；所述冲孔执行件周边设有多个以其为中心进行布置的上调油缸，所述支撑台周边设有多个以其为中心进行布置的下调油缸，所述上调油缸、所述下调油缸分别位于所述工作区域的上方、下方，两者的缸身分别通过机架、底座固定，所述上调油缸、所述下调油缸输出轴均连接设有调节座，所述调节座朝向所述工作区域的表面嵌入设有滚珠体，所述上模、所述下模的冲孔槽或冲孔头外围的表面皆设有弹簧阵列，并分别通过所述弹簧阵列抵住环形垫，所述环形垫内填充设有非牛顿流体材料。
6.进一步的，所述环形垫由硬质环层、变形环层、表面环层依次贴附组成，所述表面环层外表面朝向所述工作区域，所述硬质环层由金属材料制成，所述变形环层由金属膜包裹非牛顿流体材料制成，所述表面环层由金属膜材料制成。
7.进一步的，所述上模中的所述环形垫下表面超出所述冲孔头下表面。
8.进一步的，所述调节座与其连接的油缸输出轴之间设有伸缩轴，所述伸缩轴外围套合设有压缩弹簧。
9.进一步的，所述冲孔执行件类型的伺服电缸。
10.进一步的，所述工作区域内设有保险杠外壳。
11.本发明的有益效果是：本设备上下模周边设置的上调油缸、下调油缸及其调节座结构，利用调节座的滚珠体对中部保险杠外壳形成上、下夹持压力，以滚珠体的多向转动结构以适应保险杠外表面形态不规则的曲面，并对其形成稳定夹持；同时，通过环形垫内非牛顿流体受冲击硬化的特性，在冲孔执行件匀速下压阶段，环形垫形成与保险杠外壳向匹配的表面形态，而后在冲压瞬间令环形垫内部非牛顿流体硬化而提供有效支撑力，该方法能有效避免模具匹配误差而引起裂纹及变形缺陷的可能，提高冲压品质并确保保险杠外表曲面的稳定夹持及冲孔后的防冲击性能，提高保险杠保险杠组件的整体对齐度及外观质量，令保险杠产品最大限度地发挥其应有的车辆保护功能。
附图说明
12.图1是本发明一实施例的结构示意图；
13.图2是本发明一实施例的局部结构示意图；
14.图3是本发明一实施例的预冲孔作业示意图；
15.图4是本发明一实施例的冲孔作业示意图。
16.图中：1-底座、2-支撑台、3-下模、3a-冲孔槽、4-机架、5-冲孔执行件、6-上模、6a-冲孔头、7-上调油缸、8-下调油缸、9-调节座、9a-滚珠体、9b-伸缩轴、9c-压缩弹簧、10-环形垫、10a-硬质环层、10b-变形环层、10c-表面环层、11-弹簧阵列、12-保险杠外壳。
具体实施方式
17.下面结合说明书附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。
18.如图1-2所示，一种用于汽车保险杠的冲孔设备，包括底座1，其中，底座1上通过支撑台2支撑设有下模3，底座1上方间隔设有机架4，机架4上固定装有冲孔执行件5，冲孔执行件5输出轴朝下并连有上模6，冲孔执行件5及上模6均位于下模3的正上方，下模3与上模6之间间隔形成工作区域；冲孔执行件5周边设有多个以其为中心进行布置的上调油缸7，支撑台2周边设有多个以其为中心进行布置的下调油缸8，上调油缸7、下调油缸8分别位于工作区域的上方、下方，两者的缸身分别通过机架4、底座1固定，上调油缸7、下调油缸8输出轴均连接设有调节座9，调节座9朝向工作区域的表面嵌入设有滚珠体9a，上模6、下模3的冲孔槽3a或冲孔头6a外围的表面皆设有弹簧阵列11，并分别通过弹簧阵列11抵住环形垫10，环形垫10内填充设有非牛顿流体材料。通过非牛顿流体常态液体、受冲击硬化的特性，为工作区域内的冲孔对象提供稳固的夹持配合面。
19.在本实施例中，环形垫10由硬质环层10a、变形环层10b、表面环层10c依次贴附组成，表面环层10c外表面朝向工作区域，硬质环层10a由金属材料制成，变形环层10b由金属膜包裹非牛顿流体材料制成，表面环层10c由金属膜材料制成，利用金属膜良好的韧性和强度，以适应其内层非牛顿流体所表现出软化及硬化的两种物理特征，以此顺利完成环形垫10的夹持配合作业。
20.在本实施例中，上模6中的环形垫10下表面超出冲孔头6a下表面，具体地，上模6中表面环层10c的下表面超出冲孔头6a下表面，从而确保环形垫10优先接触到保险杠外壳12，
令环形垫10内的非牛顿流体先行在匀速下压中发生柔性变形，以形成保险杠外壳12的匹配面。
21.在本实施例中，调节座9与其连接的油缸输出轴之间设有伸缩轴9b，伸缩轴9b外围套合设有压缩弹簧9c，以此确保每一组调节座9均能在油缸作用下与保险杠外壳12曲面发生贴合，以压缩弹簧9c的压缩量来适应保险杠外壳12曲面的不规则形态，以此形成稳定夹持。
22.本实施例的工作原理如下：
23.s1：利用自动载具将批量生产的保险杠外壳12置入本冲孔设备的工作区域内，形成如图2所示状态，而后，匀速启动冲孔执行件5使其输出轴伸出，令上方的环形垫10匀速下压直至表面环层10c触碰保险杠外壳12，再带动保险杠外壳12下表面与下方环形垫10的表面环层10c触碰，产生针对保险杠外壳12的上、下夹持力，并形成如图3所示状态，此时，由于冲孔执行件5为匀速驱动环形垫10下压并以此接触保险杠外壳12，因此内层变形环层10b的非牛顿流体对外表现为液体的软化特征，保险杠外壳12的不规则曲面通过挤压金属膜材质的表面环层10c使其变形，并将压应力传导至内层变形环层10b中，令环形垫10内的非牛顿流体先行在匀速下压中发生柔性变形，以此形成与保险杠外壳12相匹配的无缝贴合面，并确保冲孔头6a与保险杠外壳12保持一定的间隔距离；
24.s2：启动上调油缸7、下调油缸8使其输出轴伸出，令上、下区域的调节座9朝向中部保险杠外壳12移动，使保险杠外壳12受到上、下区域调节座9上滚主体的挤压，此时，无论保险杠外壳12曲面斜率大小，两侧滚珠体9a的多向转动功能均能对其形成无缝贴合面，同时利用每组调节座9的压缩弹簧9c压缩量来适应来适应保险杠外壳12曲面的不规则形态，以此形成针对保险杠外壳12的稳定夹持作用；
25.s3：启动冲孔执行件5并以加速状态驱动上模6下压，此时冲孔头6a在其与保险杠外壳12之间间隔距离内完成加速运动并挤压上方环形垫10，并以此冲击下方保险杠外壳12并再次挤压下方环形垫10，在此过程中，上方环形垫10、下方环形垫10均受到冲孔执行件5输出轴的加速下压作用，令环形垫10内变形层的非牛顿流体受到瞬间冲击而发生硬化，由于步骤s1中环形垫10已形成与保险杠外壳12相匹配的软化贴合面，此时变形层的硬化可促进环形垫10与保险杠外壳12贴合面的硬化，形成短时间内的无缝硬化匹配面，此时保险杠外壳12在两侧的无缝硬化匹配面夹持固定下被冲孔头6a冲击打孔(如图4所示)，可有效避免匹配误差及其引起的裂纹、变形等相关缺陷，而冲孔后的脱离物料被挤压至下方环形垫10内孔及下模3的冲孔槽3a中，完成冲孔操作并得到冲压品质优良的保险杠产品。
26.通过上述作业，对保险杠外壳12施加稳定夹持及无缝匹配的冲孔环境，以此提高冲压品质并确保保险杠外表曲面的稳定夹持及冲孔后的防冲击性能，提高保险杠保险杠组件的整体对齐度及外观质量，令保险杠产品最大限度地发挥其应有的车辆保护功能。
27.在本实施例中，所述冲孔执行件类型的伺服电缸，利用伺服电缸的高精度性，提供匀速、加速两种下压状态的作业功能，以此成功激发非牛顿流体的物理特性并顺利形成无缝贴合的硬化匹配面。
28.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本发明作出形式上的限制，应当理解，对于本领域内的普通技术人员而言，实施例可作出其他形式的等同替换，在符合权利要求书所限定的特征范围内，都应包含于本发明的保护范围之内。