专利名称：一种免保持式数控转塔冲床的上模的制作方法
技术领域：
本发明涉及数控冲床领域，尤其涉及冲头上模结构的改进。
背景技术：
目前，在冲床，尤其是大型冲床的使用中，上模芯(冲头)的刃口需时常进行打磨以保证加工的精度及效果，这样，就会导致冲头长度的改变；因此，在打磨后，通常需要对其安装高度进行调整；然而，如何简单、有效的对其安装高度进行调整曾一直困扰着本领域技术人员，针对此类问题，国家局于2011年9月28日公布了一份名为“数控冲床模具上模”，申请号为“201120082714.3”的文件，该文件中披露了一种冲头的上模，此类上模中可通过按压锁钩中的钩销与锁芯上的12个等分沟槽相互配合，对锁芯起到锁紧的作用，并在按下按压锁钩时，使得锁芯恢复转动的能力。然而，上述装置中，仍然存在以下几点问题:一、人们在进行冲头调节时，需将冲头朝上、斜置上模装置于工作台上，并需人工紧紧地压住按压锁钩(如图15所示)，其操作难度较大、且危险性较高，特别费力，经常由于手指按压麻木导致上模整体倒下，砸到人的手；二、利用钩销来止转，其可靠性较差；钩销仅靠顶部与按压锁钩连接，却由底部来承受旋转载荷，使得钩销极易发生磨损或断裂，大幅降低了设备的可靠性；三、按压锁钩的装入十分不便，一旦钩销弯曲或断裂，其更换步骤十分繁琐，大幅提升了加工难度在大型设备中；四、12个等分沟槽的间距较大，无法准确的对其安装高度进行控制、调节，大幅降低了其加工精度。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种无需操作人员始终保持解锁姿态，便于进行调节操作，使得操作更加轻松、安全的免保持式数控转塔冲床的上模。本发明的技术方案是:所述上模从上到下依次包括具有中孔的打击头、弹簧、弹簧座、导套和冲头，所述弹簧座呈筒状、且下部的内壁上设有内螺纹；所述弹簧座的筒内设有上模座，所述上模座的外表面上设有外螺纹，所述上模座的外螺纹连接所述弹簧座的内螺纹；所述冲头设在所述导套内、且顶面连接于所述上模座的底面；所述上模座与所述打击头之间设有与所述打击头可拆卸连接的锁紧轴，所述锁紧轴的下部与所述上模座顶部以同步旋转结构相连接；在所述锁紧轴与打击头之间设有免保持式锁定装置，使得所述锁紧轴与打击头保持锁定、分离两种状态。所述免保持式锁定装置包括固定杆，所述固定杆包括直径依次递减的杆帽、杆身和杆头；所述杆身上设有外连接螺纹；
所述打击头内开设有外大内小的径向阶梯孔一，所述径向阶梯孔一包括外端与所述杆身适配的大孔和内端与所述杆头适配的小孔一；所述大孔内设有与所述杆身的外连接螺纹相适配的内连接螺纹；
所述锁紧轴的外壁上设有若干均匀分布的凹槽，所述凹槽用于容置所述杆头。
所述打击头内还设有弹性球头柱塞；所述弹性球头柱塞与所述固定杆的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞的球头能进入所述凹槽；
在所述杆身上还套设有压紧弹簧；所述杆身的外连接螺纹与所述所述杆头之间设有直径小于所述外连接螺纹的外径的柱面，所述压紧弹簧套设在所述柱面上。所述免保持式锁定装置包括拔块、压圈、定位杆和拉紧弹簧；所述拔块的内端面中间位置设有凸脊，所述定位杆的外端固定连接所述拔块的内端面；
所述定位杆的内端头的内侧设有挡圈；所述压圈空套在所述定位杆的杆身上、且处于所述凸脊和所述挡圈之间；所述拉紧弹簧套接在所述定位杆的杆身上、且设在所述压圈和所述挡圈之间；
所述打击头内开设有用于容置所述免保持锁定装置的径向阶梯孔二，所述径向阶梯孔二包括与所述压圈适配的大螺纹孔和与所述定位杆的内端头适配的小孔二，所述大螺纹孔的外孔口还开设有与所述凸脊相适配的长条形凹槽；
所述拔块设在所述大螺纹孔的外孔口，所述压圈可拆卸的连接在所述大螺纹孔内； 所述锁紧轴的外壁上设有若干均匀分布的凹槽，所述凹槽用于容置所述定位杆的内端头。所述打击头内还设有弹性球头柱塞；所述弹性球头柱塞与所述定位杆的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞的球头能进入所述凹槽。所述同步旋转结构为:所述锁紧轴的底部呈多边形，所述上模座中开设有与所述锁紧轴的底部相适配的多边形孔槽，所述锁紧轴底部的多边形伸入所述上模座的多边形孔槽内。所述同步旋转结构为:所述锁紧轴的底面上设有若干与所述锁紧轴连为一体的锁紧轴销，所述上模座的顶部开设有若干与所述锁紧轴销相适配的销槽，所述锁紧轴销伸入所述上模座的销槽内。所述锁紧轴与所述打击头通过限位环相连，使得所述锁紧轴与所述打击头之间轴向自由度被限制、且所述锁紧轴能绕轴心转动。本发明相对于现有技术改进了锁定装置的结构，改变了现有技术中，在调节上模芯伸出量时，需始终保持人手紧压状态。启动本发明的免保持式锁定装置后，锁紧轴即被释放，操作人员能够解放其中的一只手，使得两只手均能在模具的上部进行上模芯伸出高度的调节。具体地说:本发明的第一种实施方式，通过弹性球头柱塞和免保持锁定装置中的固定杆可有效夹持锁紧轴，并有效阻止锁紧轴旋转，进而使得冲头在工作时安装高度不会发生变化。在调整冲头高度时，可向外旋出杆帽，使得固定杆的杆头缩回至小孔一中并与锁紧轴分离，使得锁紧轴可自由旋转；在高度调整完成后，可旋入杆帽，使得固定杆顶住锁紧轴并与弹性球头柱塞同时作用对锁紧轴进行锁紧。这样，在调整冲头安装高度时，只需通过工具对杆帽进行旋入或旋出，无需持续按住免保持锁定装置，实现了免保持，使其操作十分简单、方便，同时也大幅减少了在调整冲头安装高度时的安全隐患；另一方面，通过固定杆和弹性球头柱塞夹持锁紧的方式，大幅提升了设备的可靠性和安全性。本发明的第二种实施方式，通过弹性球头柱塞和免保持锁定装置中的定位杆可有效夹持锁紧轴，并有效阻止锁紧轴旋转，进而使得冲头在工作时安装高度不会发生变化。在调整冲头高度时，可向外拉出拔块并旋转，使得凸脊与长条形凹槽相交错，从而使得定位杆缩回至小孔二中并与锁紧轴分离，使得锁紧轴可自由旋转；在高度调整完成后，可旋转拔块，使得凸脊嵌入长条形凹槽中，从而使得定位杆顶住锁紧轴并与弹性球头柱塞同时作用对锁紧轴进行锁紧。这样，在调整冲头安装高度时，无需持续按住免保持锁定装置，操作十分简单、方便，同时也大幅减少了在调整冲头安装高度时的安全隐患；另一方面，通过定位杆和弹性球头柱塞夹持锁紧的方式，大幅提升了设备的可靠性和安全性。此外，在调整冲头安装高度时，弹性球头柱塞每次从一个凹槽进入下一个凹槽时均会发出一次“嘀嗒”的声响，这样，可根据“嘀嗒”声响的次数来确定锁紧轴的旋转圈数，即上模座和冲头的旋转圈数，结合其旋转圈数和上模座外表面上外螺纹的螺距，即可推算出冲头位移的距离，从而大幅提升了冲头安装时的位置精度。
图1是本发明中第一种实施方式的结构示意图，
图2是图1的俯视图，
图3是图2的A-A向剖视图，
图4是图3中B处的局部放大图，
图5是本发明中第一种实施方式中固定杆的立体图，
图6是本发明中第二种实施方式的结构示意图，
图7是图1的俯视图，
图8是图2的C-C向剖视图，
图9是图3的D处的局部放大示意图，
图10是本发明中第二种实施方式中拔块的立体图，
图11是本发明中第二种实施方式中打击头的立体图，
图12是本发明中同步旋转结构的第一种实施方式中锁紧轴的结构示意图，
图13是图7的仰视图，
图14是本发明中同步旋转结构的第二种实施方式示意 图15是现有技术的使用状态参考图，
图16是本发明的使用状态参考 图中I是打击头，11是免保持锁定装置；
111-1是固定杆，1111-1是杆帽，1112-1是杆身，11121-1是压紧弹簧，11122-1是柱面，1113-1是杆头，12-1是径向阶梯孔一，121-1是大孔，122-1是小孔一；
111-2拔块，1110-2是凸脊，112-2是压圈，113-2是定位杆，1130-2是挡圈，114-2是拉紧弹簧，12-2是径向阶梯孔二，121-2是大螺纹孔，1210-2是长条形凹槽，122-2是小孔二 ；13是弹性球头柱塞；
2是弹簧，3是导套，4是弹簧座，5是上模座，51是销槽，6是冲头，7是锁紧轴，71是凹槽，72是锁紧轴销，73是限位环。
具体实施例方式本发明如图1-14所示，从上到下依次包括具有中孔的打击头1、弹簧2、弹簧座4、导套3和冲头6，所述弹簧座4呈筒状(底部设有一圈向外伸出的台肩)、且下部的内壁上设有内螺纹；所述弹簧座4的筒内设有上模座5，所述上模座5的外表面上设有外螺纹，所述上模座5的外螺纹连接所述弹簧座4的内螺纹(这样，旋转上模座5即可使得上模座5相对于弹簧座4进行轴向位移)；所述冲头6设在所述导套3内、且顶面连接于所述上模座5的底面(冲头6通过螺钉等可拆卸的连接于上模座5的底面，使得上模座5和冲头6可同步转动，并通过转动实现相对于弹簧座4和导套3的轴向位移，从而对安装高度做出调整);所述上模座5与所述打击头I之间设有与所述打击头I可拆卸连接的锁紧轴7，所述锁紧轴7的下部与所述上模座5顶部以同步旋转结构相连接；
在所述锁紧轴7与打击头I之间设有免保持式锁定装置11，使得所述锁紧轴7与打击头I保持锁定、分离两种状态。本发明的第一种实施方式如图1-5所示，所述免保持锁定装置11包括固定杆111-1，所述固定杆111-1包括直径依次递减的杆帽1111-1、杆身1112-1和杆头1113-1 ；所述杆身1112-1上设有外连接螺纹；
所述打击头I内开设有外大内小的径向阶梯孔一 12-1，所述径向阶梯孔一 12-1包括外端与所述杆身1112-1适配的大孔121-1和内端与所述杆头1113-1适配的小孔一 122-1 ；所述大孔121-1内设有与所述杆身1112-1的外连接螺纹相适配的内连接螺纹；这样，旋转杆帽1111-1即可固定杆111-1做径向的往复运动，向内可顶住并锁紧锁紧轴7 ;向外可与锁紧轴7分离，使得锁紧轴7可自由旋转；
如图12、13所示，所述锁紧轴7的外壁上设有若干均匀分布的凹槽71，所述凹槽71用于容置所述杆头1113-1。在固定杆111-1旋入时，可通过杆头1113-1卡住凹槽71，使得锁紧轴7无法转动，从而锁紧上模座5和冲头6。这样，在调整冲头6安装高度时，只需通过工具对杆帽1111-1进行旋入或旋出，无需持续按住免保持锁定装置11，实现了免保持，使其操作十分简单、方便，同时也大幅减少了在调整冲头6安装高度时的安全隐患；另一方面，通过固定杆111-1和弹性球头柱塞13夹持锁紧的方式，大幅提升了设备的可靠性和安全性。所述打击头I内还设有弹性球头柱塞13 ;所述弹性球头柱塞13与所述固定杆111-1的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞13的球头能进入所述凹槽71。通过弹性球头柱塞13和固定杆111-1可有效夹持锁紧轴7，并有效阻止锁紧轴7旋转，进而使得冲头6在工作时安装高度不会发生变化。在调整冲头6高度时，可向外旋出杆帽1111-1，使得固定杆111-1的杆头1113-1缩回至小孔一 122-1中并与锁紧轴7分离，使得锁紧轴7可自由旋转；在高度调整完成后，可向内旋入杆帽1111-1，使得固定杆111-1顶住锁紧轴7并与弹性球头柱塞13同时作用对锁紧轴7进行锁紧。在所述杆身1112-1上还套设有压紧弹簧11121-1 ;所述杆身1112-1的外连接螺纹与所述杆头1113-1之间设有直径小于所述外连接螺纹的外径的柱面11122-1，所述压紧弹簧11121-1套设在所述柱面11122-1上(如图4、5所示)。(压紧弹簧11121-1的作用:固定杆111-1被旋入或旋出后，通过压紧弹簧11121-1可使得固定杆111-1上的外螺纹与大孔121-1内的内螺纹相对静止，以避免固定杆111-1发生不必要的径向窜动。)
本发明的第二种实施方式如图6-11所示，所述免保持锁定装置11包括拔块111-2、压圈112-2、定位杆113-2和拉紧弹簧114-2 ;所述拔块111_2的内端面中间位置设有凸脊1110-2 (如图10所示)，所述定位杆113-2的外端固定连接所述拔块111_2的内端面(以螺纹等形式可拆卸的连接);
所述定位杆113-2的内端头的内侧设有挡圈1130-2 ;所述压圈112-2空套在所述定位杆113-2的杆身上、且处于所述凸脊1110-2和所述挡圈1130-2之间；所述拉紧弹簧114-2套接在所述定位杆113-2的杆身上、且设在所述压圈112-2和所述挡圈1130-2之间；
所述打击头I内开设有用于容置所述免保持锁定装置11的径向阶梯孔二 12-2，所述径向阶梯孔二 12-2包括与所述压圈112-2适配的大螺纹孔121-2和与所述定位杆113-2的内端头适配的小孔二 122-2，所述大螺纹孔121-2的外孔口还开设有与所述凸脊1110-2相适配的长条形凹槽1210-2 (如图11所示)；
所述拔块111-2设在所述大螺纹孔121-2的外孔口，所述压圈112-2可拆卸的连接在所述大螺纹孔121-2内；这样，当拔块111-2中的凸脊1110-2嵌入长条形凹槽1210-2时，定位杆113-2伸出小孔二 122-2并顶住锁紧轴7 ;当拔块111-2中的凸脊1110-2被拔出且与长条形凹槽1210-2相交错时，使得定位杆113-2被拉出并缩入小孔二 122-2中，与锁紧轴7分离；在调整冲头6安装高度时，无需持续按住免保持锁定装置11，操作十分简单、方便，同时也大幅减少了在调整冲头6安装高度时的安全隐患。如图12、13所示，所述锁紧轴7的外壁上设有若干均匀分布的凹槽71，所述凹槽71用于容置所述定位杆113-2的内端头。所述打击头I内还设有弹性球头柱塞13 ;所述弹性球头柱塞13与所述定位杆113-2的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞13的球头能进入所述凹槽71。通过弹性球头柱塞13和定位杆113-2可有效夹持锁紧轴7，并有效阻止锁紧轴7旋转，进而使得冲头6在工作时安装高度不会发生变化。在调整冲头6高度时，可向外拉出拔块111-2并旋转，使得凸脊1110-2与长条形凹槽1210-2相交错，从而使得定位杆113-2缩回至小孔二 122-2中并与锁紧轴7分离，使得锁紧轴7可自由旋转；在高度调整完成后，可旋转拔块111-2，使得凸脊1110-2嵌入长条形凹槽1210-2中，从而使得定位杆113-2顶住锁紧轴7并与弹性球头柱塞13同时作用对锁紧轴7进行锁紧。此外，在调整冲头6安装高度时，弹性球头柱塞13每次从一个凹槽71进入下一个凹槽71时均会发出一次“嘀嗒”的声响，这样，可根据“嘀嗒”声响的次数来确定锁紧轴7的旋转圈数，即上模座5和冲头6的旋转圈数，结合其旋转圈数和上模座5外表面上外螺纹的螺距，即可推算出冲头6位移的距离，从而大幅提升了冲头6安装时的位置精度。本发明中同步旋转结构的第一种实施方式为:所述锁紧轴7的底部呈多边形，所述上模座5中开设有与所述锁紧轴7的底部相适配的多边形孔槽，所述锁紧轴7底部的多边形伸入所述上模座5的多边形孔槽内。通过多边形可有效的传递旋转载荷，使得锁紧轴7可与其下方的上模座5和冲头6同步转动，同时，也大幅提升了设备的可靠性。本发明中同步旋转结构的第二种实施方式为:所述锁紧轴7的底面上设有若干与所述锁紧轴7连为一体的锁紧轴销72，所述上模座5的顶部开设有若干与所述锁紧轴销72相适配的销槽51，所述锁紧轴销72伸入所述上模座的销槽51内(如图14所示)。通过锁紧轴销72与销槽51配合，使得上模座5和锁紧轴7可同步转动；这样，在安装或拆卸时，转动冲头6即可实现上模座5与锁紧轴7的同步转动；同理，在使用时，锁住锁紧轴7即可有效锁住上模座5和冲头6。此外，装入锁紧轴销72可有效缩短锁紧轴7的长度，降低了设备成本、简化了加工工艺的同时，也在一定程度上提高了设备的连接稳定性。本发明中，所述锁紧轴7与所述打击头I通过限位环73相连，使得所述锁紧轴7与所述打击头I之间轴向自由度被限制、且所述锁紧轴7能绕轴心转动。装入限位环73可有效避免锁紧轴7产生向下位移，有效提升了设备的可靠性。本发明的技术效果是:结构简单、使用方便且加工精度高，无需操作人员始终保持解锁姿态，便于进行冲头安装高度的调节操作(如图16所示)。
权利要求
1.一种免保持式数控转塔冲床的上模，所述上模从上到下依次包括具有中孔的打击头、弹簧、弹簧座、导套和冲头，所述弹簧座呈筒状、且下部的内壁上设有内螺纹；所述弹簧座的筒内设有上模座，所述上模座的外表面上设有外螺纹，所述上模座的外螺纹连接所述弹簧座的内螺纹；所述冲头设在所述导套内、且顶面连接于所述上模座的底面；所述上模座与所述打击头之间设有与所述打击头可拆卸连接的锁紧轴，所述锁紧轴的下部与所述上模座顶部以同步旋转结构相连接；其特征在于，在所述锁紧轴与打击头之间设有免保持式锁定装置，使得所述锁紧轴与打击头保持锁定、分离两种状态。
2.根据权利要求1所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模，其特征在于，所述免保持式锁定装置包括固定杆，所述固定杆包括直径依次递减的杆帽、杆身和杆头；所述杆身上设有外连接螺纹； 所述打击头内开设有外大内小的径向阶梯孔一，所述径向阶梯孔一包括外端与所述杆身适配的大孔和内端与所述杆头适配的小孔一；所述大孔内设有与所述杆身的外连接螺纹相适配的内连接螺纹； 所述锁紧轴的外壁上设有若干均匀分布的凹槽，所述凹槽用于容置所述杆头。
3.根据权利要求2所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模，其特征在于，所述打击头内还设有弹性球头柱塞；所述弹性球头柱塞与所述固定杆的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞的球头能进入所述凹槽。
4.根据权利要求2所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模，其特征在于，在所述杆身上还套设有压紧弹簧；所述杆身的外连接螺纹与所述所述杆头之间设有直径小于所述外连接螺纹的外径的柱面，所述压紧弹簧套设在所述柱面上。
5.根据权利要求1所 述的一种免保持式数控转塔冲床的上模，其特征在于，所述免保持式锁定装置包括拔块、压圈、定位杆和拉紧弹簧；所述拔块的内端面中间位置设有凸脊，所述定位杆的外端固定连接所述拔块的内端面； 所述定位杆的内端头的内侧设有挡圈；所述压圈空套在所述定位杆的杆身上、且处于所述凸脊和所述挡圈之间；所述拉紧弹簧套接在所述定位杆的杆身上、且设在所述压圈和所述挡圈之间； 所述打击头内开设有用于容置所述免保持锁定装置的径向阶梯孔二，所述径向阶梯孔二包括与所述压圈适配的大螺纹孔和与所述定位杆的内端头适配的小孔二，所述大螺纹孔的外孔口还开设有与所述凸脊相适配的长条形凹槽； 所述拔块设在所述大螺纹孔的外孔口，所述压圈可拆卸的连接在所述大螺纹孔内； 所述锁紧轴的外壁上设有若干均匀分布的凹槽，所述凹槽用于容置所述定位杆的内端头。
6.根据权利要求5所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模，其特征在于，所述打击头内还设有弹性球头柱塞；所述弹性球头柱塞与所述定位杆的轴心的高度一致，使得所述弹性球头柱塞的球头能进入所述凹槽。
7.根据权利要求1-6中任一所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模,其特征在于，所述同步旋转结构为:所述锁紧轴的底部呈多边形，所述上模座中开设有与所述锁紧轴的底部相适配的多边形孔槽，所述锁紧轴底部的多边形伸入所述上模座的多边形孔槽内。
8.根据权利要求1-6中任一所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模,其特征在于，所述同步旋转结构为:所述锁紧轴的底面上设有若干与所述锁紧轴连为一体的锁紧轴销，所述上模座的顶部开设有若干与所述锁紧轴销相适配的销槽，所述锁紧轴销伸入所述上模座的销槽内。
9.根据权利要求1-6中任一所述的一种免保持式数控转塔冲床的上模,其特征在于，所述锁紧轴与所述打击头通过限位环相连，使得所述锁紧轴与所述打击头之间轴向自由度被限制、且所述锁紧 轴能绕轴心转动。
全文摘要
一种免保持式数控转塔冲床的上模。本发明提供了一种无需操作人员始终保持解锁姿态，便于进行调节操作，使得操作更加轻松、安全的免保持式数控转塔冲床的上模。所述上模从上到下依次包括具有中孔的打击头、弹簧、弹簧座、导套和冲头，所述弹簧座的筒内设有上模座；所述冲头设在所述导套内、且顶面连接于所述上模座的底面；所述上模座与所述打击头之间设有与所述打击头可拆卸连接的锁紧轴，所述锁紧轴的下部与所述上模座顶部以同步旋转结构相连接；在所述锁紧轴与打击头之间设有免保持式锁定装置，使得所述锁紧轴与打击头保持锁定、分离两种状态。本发明在调节上模芯伸出量时，无需始终保持人手紧压状态。
文档编号B21D37/10GK103084487SQ20131004243
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者卞正文, 王利平, 文家明, 吕万长, 庄瑞斌, 韩林 申请人:扬州恒德模具有限公司