专利名称：双金属币/章外环制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属币/章外环制造设备，尤其是一种双金属币/章外环制造设 备，属于造币设备技术领域。
背景技术：
根据申请人的了解，目前双金属币/章制造的结合工艺技术有“内芯边缘圆周滚 凹槽”、“外环内孔圆周滚凹槽”、“外环孔口倒角”、“内芯外环过盈配合”、“外环孔内轴向间断 凹槽”等多种方式。而使用“外环孔内周向间断凹槽(参见图5、图6)”制造双金属币/章 仅有原理性的论述，未见连续制造技术及制造设备的介绍。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可以连续完成落料与制槽的双金属币/章外环制造 设备，从而高效实现外环孔内周向间断凹槽的制造，使双金属币/章外环可以单机大批量 制造。为了达到上述目的，本发明的双金属币/章外环制造设备机架上装有可以相对运 动的上模座体和下模座体，所述下模座体装有按序位于盘状拨饼装置圆周的冲孔下模组件 和胀槽下模组件；所述上模座体装有分别与冲孔下模组件和胀槽下模组件对应的冲孔上模 组件和胀槽上模组件；所述盘状拨饼装置具有一组可间歇转位的辐射状拨爪，圆周设有可 容纳坯饼的弧形轨道；所述拨爪的爪口可以卡持位于弧形轨道内的坯饼。这样，当坯饼进入圆弧轨道后，在拨爪的带动下，可以先后转位至冲孔工位和胀槽 工位，从而在同步工作的冲孔模具和胀槽模具的作用下，连续完成落料与制槽，高效实现外 环孔内周向间断凹槽的制造。本发明进一步的完善是，所述拨爪的爪口呈可以卡持坯饼的半圆形；所述冲孔下 模组件和胀槽下模组件按序位于圆弧轨道中部；所述圆弧轨道的起始端装有将坯饼推入轨 道的推饼机构，终止端装有落料管。这样，不仅实现了冲孔与帐槽工序的合二为一，而且实现了坯饼的自动输入和成 品的自动输出，从而使双金属币/章外环可以单机大批量制造。
图1为本发明一个实施例的整体结构简图。图2为图1中I-I剖视简图。图3为图1实施例中冲孔模具和胀槽模具的放大结构示意图。图4为图1实施例处于冲孔和胀槽状态时的放大结构示意图。图5为完工外环产品结构示意图。图6为图5的俯视图。
具体实施例方式本实施例的双金属币/章外环制造设备基本结构如图1和图2所示，机架上部固 定有工作面朝下的上模座体31，下部装有在升降驱动机构作用下，可以相对上模座运动的 下模座体。下模座体装有按序位于盘状拨饼装置22圆周冲孔工位16的冲孔下模组件和胀 模工位的胀槽下模组件。上模座体31装有分别与冲孔下模组件和胀槽下模组件对应的冲 孔上模组件和胀槽上模组件，从而形成双工位机构。盘状拨饼装置22具有一组16个可间歇转位的辐射状拨爪15，圆周设有可容纳坯 饼10的弧形轨道14。拨爪15在拨饼装置22带动下，每次分度转位22. 5°。拨爪15的爪 口呈可以卡持坯饼的半圆形，因此可以卡持位于弧形轨道14内的坯饼。冲孔下模组件和胀 槽下模组件分别位于圆弧轨道中部15B、15C处，而圆弧轨道的起始端15A处设有位于斜道 11下端的料筒12，并装有将坯饼推入轨道的推饼机构13，终止端15D处装有落料管20。工作时，坯饼10连续不断地经由斜道11落入料筒12，在推饼机构13的作用下， 处于料筒12最底部的坯饼10逐一进入拨饼装置22圆周的圆弧形轨道14内。当拨饼装置 22转位时，拨爪15带动坯饼10沿轨道14首先进入到冲孔工位16，在此完成冲孔，形成环 状坯饼10A，冲下的内芯10B经由位于冲孔下模组件下的内芯落料管17落入内芯料桶18。 冲孔完成后，在拨爪15下一次的转位运动带动下，环状坯饼10A沿轨道14继续进入到胀槽 工位19内，在此完成孔壁周向间断凹槽成形，形成用以制造双金属币/章的外环成品100。 接着在拨爪15继续转位的带动下，外环100最终进入到拨饼装置圆弧形轨道14内的出料 口，经由落料管20落入成品料桶21内。如图3所示，冲孔工位处的冲孔上模组件主要包括冲模套23、冲模24、内芯顶出杆 25、模圈26、外环顶出套27、模圈套28、弹簧杆座29和上模底座30。其中，模圈26通过模 圈套28和上模底座30固定在上模体座31上，再通过上模座体31固定于机架横梁上。模 圈26中部安装作为冲头的冲模24，冲模24外套有下端靠在模圈26内端面、上端抵靠在弹 簧上的外环顶出套27，冲模24的中心插装有上端抵靠在内弹簧上的内芯顶出杆25。冲模24用作冲头，其外圆直径与外环100孔径一致，承受垂直方向的冲压力。模 圈26用以定位坯饼10，其孔径与坯饼10直径一致。冲模套23用以定位冲模24，模圈套28 用以定位模圈26，冲模套23和模圈套28又都通过上模底座30定位，最终使得冲模24、模 圈26与上模底座30中心同轴，以保证冲出的孔居于坯饼中心。冲模24内部的内芯顶出杆 25在弹簧力的作用下，始终保持张紧状态，以使冲孔时冲下的内芯脱离冲模24下端面，避 免内芯粘住冲模24使得后续冲孔功能受影响。外环顶出套27的功能与内芯顶出杆23功能 相似，也是依靠弹簧力的作用将冲孔后的外环顶出模圈26，避免外环粘在模圈26内使后续 冲孔功能受影响。冲孔时的冲压力首先作用于冲模24之上，然后依次传递给弹簧杆座29、 下滑体70、滑块71，最终通过上模体座31传递到机架横梁处。冲孔模具的冲孔下模组件主要由通过包括凹模锁紧螺母33固定在下模支撑体34 的凹模32构成，该下模支撑体34通过下模座35和下模底座36固定于滑枕61上。凹模32 用以与冲模24配合实现冲孔动作，其内孔直径与冲模24外圆直径相匹配，其外圆直径与模 圈26孔径相匹配，在冲孔时托住坯饼10，并让冲下的内芯10B顺内孔落下，承受与冲模24 相同的冲压力。凹模32与模圈26中心同轴，以使冲模24顺利进入凹模32内孔当中。凹模 锁紧螺母33用以将凹模32固定于下模支撑体34上。下模座35用以定位下模支撑体34，下模底座36用以定位下模座35，下模底座36定位于滑枕之上，这样，使整个下模部分通过 下模底座36固定于传动机构的滑枕61之上。胀槽工位处的胀槽上模组件主要包括模圈48、胀槽外环顶出套49、上模体50、模 圈套51和胀槽上模底座53，其中模圈套51通过胀槽上模底座53固定在上模座体31上， 模圈套51中心装有上模体50。上模体50通过锁紧螺母52定位于螺杆54上，下端具有扩 张锥头，用以挤压胀槽模上的胀槽片定位芯轴41。上模体50外套装有上端抵靠在弹性装 置上的胀槽外环顶出套49。位于压紧块55上的调节螺母56可以调整上模体50在垂直方 向上的位置，用以控制胀槽片定位芯轴41的轴向位移量。上模体50的中心通过螺杆54与 上模底座53底部孔配合的方式保持与上模底座53中心同轴。模圈48用以定位坯饼10A， 其自身通过模圈套51定位，模圈套51又通过上模底座53定位，使模圈48中心与上模底座 53中心同轴，这样模圈48、上模体50与上模底座三者的中心同轴。胀槽下模组件含有通过下模支座44安装在下模底座43的套筒状夹具体45。夹具 体45的中心安装胀槽片定位芯轴41，胀槽片定位芯轴41周围安置径向的胀槽片40。各胀 槽片40的刃口处于与芯轴41同心位置。胀槽片定位芯轴41轴向位置可调，用以控制胀槽 片40的径向位移量并最终控制孔壁凹槽102的成形深度。当胀槽片定位芯轴41沿轴向往 下运动时，胀槽片40在上模体50下端扩张锥头的作用下，将向外侧产生径向位移，此时其 顶部外侧沿厚度方向凸起的刃口挤压坯饼10A孔壁，在孔壁上形成凹槽102。复合的胀槽 模组件通过锁紧螺母定位于下模支座44上，下模支座44又固定于调节底座43上，而调节 底座43连接于下模座体42上。通过调整下模座体42上外圆周向分布的调节螺钉，可对固 定于调节底座43上的下模支座44的中心位置进行一定的调整，并由此调整连接于下模支 座44上各个胀槽片40的刃口中心位置与模圈48的中心位置同轴。上述结构使胀槽模具 处的上模体50和胀槽槽各胀槽片40刃口中心均与模圈48中心同轴，这样可保证各胀槽片 在孔壁上挤压出的凹槽深度一致。最后，前述胀槽模具下半部分通过下模座体42固定于与 传动机构滑枕61连接的固定板60之上。简言之，本实施例的双工位模具可概括为冲孔和胀槽上模组件由各自的上模底 座30、53定位于同一个上模座体31上。冲孔和胀槽下模组件分别通过各自的下模底座36、 下模座体42固定于同一运动件滑枕61之上。上模座体31安装各模具上模底座的定位孔 位置与双工位布局一致，各模具上半部分中的冲模24、模圈26、上模体50、模圈48等主要 工作部分的中心通过与各自上模底座同轴而保持与双工位布局一致；各模具下半部分中的 凹模32、胀槽模等主要工作部分的中心通过与模圈同轴而保持与双工位布局一致。在工作 时，各工位模具的上半部分保持不动，依靠滑枕61的高速往复运动带动下半部分的冲孔模 具凹模32和胀槽模具胀槽模实现冲孔与胀槽功能。图3为滑枕61处于工作中下极限位置时各模具位置状态与坯饼的形状。在冲孔工 位15B处，凹模31位于坯饼移动轨道14底面下方，其顶面位置处于正好能够托住在此等待 的坯饼10。坯饼10在拨爪15的带动下到达15B冲孔工位处等待，内芯顶出杆23与外环顶 出套25在弹簧力作用下处于下极限位。在坯饼10到达15B冲孔工位的同时，前一完成冲 孔的坯饼10A在拨爪15的带动下到达15C胀槽工位处等待，外环顶出套49在弹簧力的作 用下处于下极限位。胀槽模内的胀槽片定位芯轴41在弹簧力的作用下处于上限位，其顶面 处于坯饼移动轨道14底面下方，以便坯饼10A到达胀槽工位15C时不会受阻。与此同时，各胀槽片40在径向复位弹簧的作用下始终贴紧胀槽片定位芯轴41，当芯轴41处于上限位 时，各胀槽片刃口处于一个直径尺寸最小的外接圆内，该外接圆的直径尺寸略小于坯饼10 内孔尺寸，以便胀槽片刃口顺利进入坯饼内孔至挤压孔壁凹槽位置。图4为滑枕61处于工作中上极限位置时各模具位置状态与坯饼形状。冲孔模具 的下半部分在滑枕61的带动下整体上移，凹模31顶托坯饼10进入到模圈26内孔，冲模24 冲下内芯10B，内芯顶出杆23将内芯10B顶离冲模24下端面，这样凹模31退出时能够将内 芯10B带离模圈26。外环顶出套25受弹簧压力始终顶住冲孔后形成的坯饼10A，当凹模31 退出模圈26时，坯饼10A也被外环顶出套25顶出模圈。与此同时，胀槽模具的下半部分也 整体上移，胀槽片40顶部端面托住坯饼10A进入模圈48孔内，外环顶出套49受弹簧压力 始终顶住坯饼10A。胀槽片定位芯轴41在上模体50挤压下沿轴向下移，受此作用胀槽片 40沿径向产生位移，其上的刃口在坯饼10A孔壁上挤压出凹槽槽形102，形成孔壁带有周向 分布间断凹槽的外环100。凹槽挤压成形后，滑枕61下移时，胀槽片定位芯轴41在弹簧力 的作用下沿轴向上移复位。同时，胀槽片40在径向弹簧力的作用下，沿径向复位脱离孔壁 凹槽并随滑枕61的下移而脱离模圈48。外环100在外环顶出套的作用下也随滑枕61的下 移而脱离模圈48。图5和图6为本实施例最终制成的外环100产品示例，孔101为上述冲孔模具所 冲制而成，凹槽102为上述胀槽模具胀制而成。通俗些说，本实施例的双金属币/章外环制造阶段包括以下两个主要的制造步 骤1)、实心坯饼在冲孔工位处，经由冲孔模具先行冲制中心内孔；2)、内孔冲制后的环状坯饼在胀槽工位，经由胀槽模具胀制孔壁上周向分布的间 断凹槽。为实现上述两个主要制造步骤，本发明的设备具有以下结构特点1. 一个冲孔工位，包含由冲模和凹模、安装冲模和凹模所需的模座、冲孔时用于固 定坯饼的模圈、冲孔后将坯饼顶出模圈的顶出器所构成的一套完整的冲孔模具；2. 一个胀槽工位，包含由上模和胀槽模、安装上模和胀槽模所需的模座、胀槽时用 于固定坯饼的模圈、胀槽后将坯饼顶出模圈的顶出器所构成的一套完整的胀槽模具；3.上述两个工位在一个水平面上沿周向分布；4.坯饼在上述两个工位的进给由一套水平分度旋转拨饼机构自动完成；5.冲孔工位凹模模座和胀槽工位胀槽模模座安装在同一运动件(滑枕)之上，使 得冲孔与凹槽成形功能同步实现。按照上述的制造流程、双工位布局及与之适应的模具结构，本设备能够稳定可靠 地连续制造孔壁带有周向分布间断凹槽的双金属币/章外环。本实施例所述结构可以通过改变、增加或减少零件来获得与本发明类似的结果。 例如，改变胀槽模具胀槽片夹具体的结构，可以增加或减少图例中胀槽片的数量，以达到增 加或减少孔壁凹槽数量的目的。或者，改变胀槽片刃口的形状以达到改变凹槽形状的目的。 或者，改变落料装置和拨饼装置，通过本发明设备实现非本发明图例所示的其它外形坯饼 的孔内凹槽制造，如，用以实现多边形坯饼孔壁周向间断凹槽的制造。
权利要求
一种双金属币/章外环制造设备，机架上装有可以相对运动的上模座体和下模座体，其特征在于所述下模座体装有按序位于盘状拨饼装置圆周的冲孔下模组件和胀槽下模组件；所述上模座体装有分别与冲孔下模组件和胀槽下模组件对应的冲孔上模组件和胀槽上模组件；所述盘状拨饼装置具有一组可间歇转位的辐射状拨爪，圆周设有可容纳坯饼的弧形轨道；所述拨爪的爪口可以卡持位于弧形轨道内的坯饼。
2.根据权利要求1所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述拨爪的爪口 呈可以卡持坯饼的半圆形；所述冲孔下模组件和胀槽下模组件按序位于圆弧轨道中部；所 述圆弧轨道的起始端装有将坯饼推入轨道的推饼机构，终止端装有落料管。
3.根据权利要求1所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述胀槽上模组 件含有通过胀槽上模底座固定在所述上模座体上的模圈套，所述模圈套中心装有上模体， 所述上模体下端具有扩张锥头；所述胀槽下模组件含有通过下模支座安装在下模底座的套 筒状夹具体，所述夹具体的中心安装胀槽片定位芯轴，所述胀槽片定位芯轴周围安置径向 的胀槽片。
4.根据权利要求3所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述上模体外套 装有上端抵靠在弹性装置上的胀槽外环顶出套。
5.根据权利要求1所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述冲孔上模组 件含有通过模圈套和上模底座固定在所述上模体座上的模圈，所述模圈中部安装作为冲头 的冲模，所述冲模外装有下端靠在模圈内端面、上端抵靠在弹簧上的外环顶出套；所述冲孔 下模组件主要由通过凹模锁紧螺母固定在下模支撑体的凹模构成。
6.根据权利要求5所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述冲模的中心 插装有上端抵靠在内弹簧上的内芯顶出杆。
7.根据权利要求1所述的双金属币/章外环制造设备，其特征在于所述冲孔下模组 件下具有内芯落料管。
全文摘要
本发明涉及一种金属币/章外环制造设备，尤其是一种双金属币/章外环制造设备，属于造币设备技术领域。机架上装有可以相对运动的上下的上模座体和下模座体，所述下模座体装有按序位于盘状拨饼装置圆周的冲孔下模组件和胀槽下模组件；所述上模座体装有分别与冲孔下模组件和胀槽下模组件对应的冲孔上模组件和胀槽上模组件；所述盘状拨饼装置具有一组可间歇转位的辐射状拨爪，圆周设有可容纳坯饼的弧形轨道；所述拨爪的爪口可以卡持位于弧形轨道内的坯饼。这样，当坯饼进入圆弧轨道后，在拨爪的带动下，可以先后转位至冲孔工位和胀槽工位，从而在同步工作的冲孔模具和胀槽模具的作用下，连续完成落料与制槽，高效实现外环孔内周向间断凹槽的制造。
文档编号B21D53/00GK101850389SQ20101015440
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者涂元明, 王信成, 高卫 申请人:中国印钞造币总公司