专利名称：板材多模具冲压加工的换模方法及其换模装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及板材同工位多种形状的冲压加工技术，具体地指一种板材多模具冲压加工的换模方法及其换模装置。
背景技术：
板材在同一工位进行多种形状冲压加工的方法，实质上是板材在同一工位多模具换模加工的方法。该方法能提高板材加工精度并缩短加工周期，进而提高板材加工业的自动化程度，促使经济效益明显增长。但是，目前市场上用于实现多模具换模冲压加工的装置大都为转塔式、气动式或液压机械手传动式换模冲压装置。虽然这些装置的结构和传动方式各有不同，但它们的共同加工方法是采用上下两套机械传动装置，分别驱动上、下模组件作同步换模运动，将上、下模同时送到压力机打击锤中心线下的固定工作位置。众所周知，板材冲压加工的一个重要技术指标是合模精度，尤其是在薄板上冲压相互配套、套装或者花样造型的工件时，其合模精度要求更高。那么，通过上述上下两套机械传动装置分别驱动上、下模的方法来达到这样高的合模精度，必须依靠两套机械同步传动装置的高度一致性、高精度的机械加工、以及较长时间的调试周期来实现。其设备精密而庞大，操作控制环节严格而烦琐，换模工作的精度和稳定性要求极高。而且，由于板材冲压加工装置的工作频率很高，每小时重复动作常常达1.8万次以上，上下两套传动装置的机械运动相对误差稍大一点，就会带来合模困难，严重时甚至会损坏材料或者模具。这些原因造成其设备结构复杂、体积庞大、不易安装、造价高昂、使用寿命偏短，限制了众多中小型企业的购买力，使板材加工业的发展受到了很大的影响。
发明内容
本发明的目的就是要打破现有的换模思维模式，提供一种板材多模具冲压加工的换模方法及其换模装置，它能以选择一个上模工作的方式实现换模加工，克服两套机械传动装置不一致性带来的合模误差，解决现有设备使用寿命短、造价高的难题。
为实现此目的，本发明所设计的板材多模具冲压加工的换模方法，包括以下步骤
1)将下模架固定在压力机机座上方，将多副模具的下模固定在下模架上，并使各下模以压力机打击锤中心线为轴心而呈圆周方向排列；2)将上模架安装在压力机打击锤下方，将多副模具的上模安装在与其下模排列位置对应的上模架上，并使各上模可在上模架中垂直移动；3)将以压力机打击锤中心线为旋转轴心的换模器设置在压力机打击锤和多副模具的上模之间，将一个凸块固定在换模器的下端面上，并使凸块的圆周运动轨迹对应于各上模的排列位置；4)驱动换模器旋转，使其上的凸块对准所选定的一个上模坐标后停止转动，再驱动压力机打击锤作冲压运动，将其冲压力通过换模器及其上的凸块传递给所选定的上模，使该上模垂直向下移动而与对应的下模合模；5)提升起压力机打击锤，再驱动换模器旋转，使换模器凸块对准不同位置的上模坐标，重复压力机打击锤的冲压运动，即可实现不同位置的换模操作。
为实现上述换模方法而专门设计的换模装置，包括安装在压力机机座上的下模架和安装在压力机打击锤上的上模架。以压力机打击锤的中心线为轴心，在下模架上固定有沿圆周方向排列的多副模具的下模，在上模架上安装有与各下模排列位置对应、且可在上模架中垂直移动的多副模具的上模。在各上模的上方设置有一通过传动部件驱动的旋转换模器，该旋转换模器安装在与压力机打击锤的中心线重叠的固定轴上。该旋转换模器的下端面上设有一凸块，凸块旋转的圆周运动轨迹与各上模的排列位置对应，凸块可将所选定对准的上模垂直压下与对应的下模合模。其工作原理是这样的传动部件受外力作用驱动旋转换模器绕固定轴作旋转运动，旋转换模器下端面上的凸块用于调节各个上模在冲压工作方向的位置高低。当选择某一上模作为工作模时，凸块运动到该上模处即停止。于是，该凸块向下挤压使这个工作模凸出，或凸块在冲压时使这个工作模凸出。在压力机打击锤下移的过程中，只有这个工作模与固定在下模架上的对应下模合模，从而实现该模位的冲压加工。选择不同位置的上模坐标，即可方便地实现换模加工。
由上述换模方法及装置的工作原理可知，本发明具有如下几方面的优点其一，换模器凸块每次只选中一个上模，使之向下运动即可与下模合模，选择不同的上模便能实现多模位换模，换模动作大为减少。其二，每副模具在水平方向上的位置一次调定后就固定不变，在换模合模的过程中只有上模在垂直方向上运动，消除了现有换模方式中由于模位同步运动带来的合模误差，提高了冲压精度。其三，换模过程仅在上模架内完成，简化了模位移动所必须的机械结构及相应的电控等部件，同时也减少了同步传动部件的相对误差所带来的故障率，模具及设备的工作稳定性明显增强，使用寿命大幅延长。其四，由于换模的机械运动部件减少，整机体积也相应缩小，降低了装置成本，也便于安装调试，且装置的性价比提高，非常适于中小企业选用。
图1为一种板材多模具冲压加工的换模方法的换模原理图。
图2为一种板材多模具冲压加工的换模装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明图中所示的板材多模具冲压加工的换模装置，其下模架1固定在压力机机座13上，其上模架10固定在压力机打击锤9上。以压力机打击锤9的中心线14为轴心，在下模架1上固定有沿圆周方向排列的多副模具的下模2。在上模架10上安装有与各下模2排列位置对应的多副模具的上模5，各上模5通过压簧4支撑，可在上模架10中作垂直移动。在上模架10中各上模5的上方设置有一旋转换模器7，旋转换模器7安装在与压力机打击锤9的中心线14重叠的固定轴8上。旋转换模器7的旁边安装有传动齿轮组11，传动齿轮组11的输出齿轮直接与旋转换模器7周边的齿轮相啮合，以简捷可靠地驱动旋转换模器7转动。旋转换模器7的下端面上固定有一凸块6，凸块6旋转的圆周运动轨迹与各上模5的圆周排列位置对应。凸块6对准所选定的上模5时，可将该上模5挤压下突，以便与对应的下模合模。在上模架10上还安装有锁模销组件3，锁模销组件3的卡销头直接与旋转换模器7周边的齿轮相配合，用于锁定或开启旋转换模器7，从而简单快捷地实现模具的精确定位。
下面以板材12的冲孔加工为例，说明本板材多模具冲压加工的换模装置的换模和加工方法。首先将上模架10及各上模5安装在压力机打击锤9上，将下模架1及各下模2安装在压力机机座13上，将板材12定位于上模5和下模2之间。压力机停止工作时，压力机打击锤9处在上始点。接通电源后，锁模销组件3开启，其卡销头从旋转换模器7周边的齿轮中脱离。随后启动外部动力并通过传动齿轮组11使旋转换模器7作旋转运动。当旋转换模器7下端面的凸块6随之转动到选定的某一上模5上方时，该上模5受向下的挤压力而超出其它上模5的原始位置。这时控制外部动力使旋转换模器7停止转动，锁模销组件3的卡销头重新卡入到旋转换模器7的周边齿轮中。随后控制压力机打击锤9下移冲孔。由于前述各上模5的位置高低不同，在实施合模冲压的过程中，只有选定的上模5才能有效地接触并冲压板材12，进而与下模架1上对应的下模2合模，使被冲压件落料。之后压力机打击锤9开始上移，脱模后完成第一个冲压工作周期，同时进入第二个冲压工作周期。在前次脱模后到再次合模前这段时间内，可通过旋转换模器7的旋转运动完成换模过程，直到下一个冲压工作周期完毕，以后周而复始。由此不难看出本装置的关键技术是在旋转换模器7及其下端面上的凸块6与多个上模5所形成的正弦换模机构之中，仅通过旋转换模器7作分度旋转即可方便准确地实现工作冲模的更换。在冲压行业中，现有的许多加工设备和加工工艺都能与本装置配合使用，例如与作两维运动的数控自动送料机组合起来，便构成板材同工位多模位自动重定位加工系统。
权利要求
1.一种板材多模具冲压加工的换模方法，包括以下步骤1)将下模架固定在压力机机座上方，将多副模具的下模固定在下模架上，并使各下模以压力机打击锤中心线为轴心而呈圆周方向排列；2)将上模架安装在压力机打击锤下方，将多副模具的上模安装在与其下模排列位置对应的上模架上，并使各上模可在上模架中垂直移动；3)将以压力机打击锤中心线为旋转轴心的换模器设置在压力机打击锤和多副模具的上模之间，将一个凸块固定在换模器的下端面上，并使凸块的圆周运动轨迹对应于各上模的排列位置；4)驱动换模器旋转，使其上的凸块对准所选定的一个上模坐标后停止转动，再驱动压力机打击锤作冲压运动，将其冲压力通过换模器及其上的凸块传递给所选定的上模，使该上模垂直向下移动而与对应的下模合模；5)提升起压力机打击锤，再驱动换模器旋转，使换模器凸块对准不同位置的上模坐标，重复压力机打击锤的冲压运动，即可实现不同位置的换模操作。
2.一种采用权利要求1所述换模方法而专门设计的换模装置，包括安装在压力机机座(13)上的下模架(1)和安装在压力机打击锤(9)上的上模架(10)，其特征在于以压力机打击锤(9)的中心线为轴心，在下模架(1)上固定有沿圆周方向排列的多副模具的下模(2)，在上模架(10)上安装有与各下模(2)排列位置对应、且可在上模架(10)中垂直移动的多副模具的上模(5)；在各上模(5)的上方设置有一通过传动部件(11)驱动的旋转换模器(7)，旋转换模器(7)安装在与压力机打击锤(9)的中心线重叠的固定轴(8)上，旋转换模器(7)的下端面上设有一凸块(6)，凸块(6)旋转的圆周运动轨迹与各上模(5)的排列位置对应，凸块(6)可将所选定对准的上模(5)垂直压下与对应的下模(2)合模。
全文摘要
一种板材多模具冲压加工的换模方法及其换模装置。该方法是将安装在上下模架上的各上下模排列在以压力机打击锤中心线为轴心的圆周上，并通过绕该轴心旋转的换模器及其凸块对上模的选择和冲压力的传递，实现板材同工位换模加工。该装置包括以压力机打击锤中心线为轴心、安装在上模架和下模架上呈圆周排列的各上下模，在各上模的上方设置有一以压力机打击锤中心线为轴心的旋转换模器，换模器的下端面上设有一凸块，凸块旋转的圆周运动轨迹与各上模的排列位置对应，压力机的冲压力通过换模器及凸块传递给所选定的上模，使上模垂直压下与对应的下模合模。它的多个冲压模位对应固定，简化了内部结构和控制环节，提高了工作精度和工作稳定性。
文档编号B21D22/06GK1565768SQ0312821
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者钱惠国, 王全, 王晓晖, 万浩, 陈军, 周少峰, 石敏, 陆俊杰, 李武建 申请人:武汉市工程科学技术研究院光学研究所