一体式水冷冲压装置的制作方法

本发明属于金属件的冲压成型领域，具体涉及一种一体式水冷冲压装置。

背景技术：

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法。在冲压的过程中，金属的塑性变形会导致冲压件和冲压头的温度升高，温度较高的冲压件容易烫伤工作人员，而对于冲压头而言，冲压头通常是持续性地作业，若不采取措施，热量就会不断地累积，导致冲压头的温度达到非常高的水平，造成冲压头的损坏。

为了解决上述问题，现有技术中通常都会在冲压装置上设置冷却装置，目前的冷却装置通常为固定于机架上的冷却水管，冷却水管对准冲压下模。操作时，冷却水管通入冷却水，冷却水对准冲压下模，即对准冲压件发生塑性变形处进行喷水冷却，以降低冲压件和冲压头的温度。然而，现有冲压装置中，冷却水管和冲压头的动作是相互独立的，互不干涉，因此，冲压头无论如何运动，冷却水管都会持续性地向冲压下模喷水。但当冲压头向上做回复运动时，冲压头会远离喷出的冷却水，此时冲压好的物件也已经转移开，即需要降温的物件都已经与冷却水脱离，那此时喷出的冷却水就无法实现相应的作用效果，造成冷却水的浪费。

技术实现要素：

本发明意在提供一种一体式水冷冲压装置，以解决现有冲压装置中冷却水无法在冲压头向上回复时停止喷洒，而导致冷却水浪费的技术问题。

本方案中的一体式水冷冲压装置，包括内部储有冷却水的储水箱，储水箱底部设有导向孔，储水箱内设有冲压柱，冲压柱穿过导向孔延伸至储水箱下方，且冲压柱的下端设有冲压头，冲压柱与导向孔之间的间隔距离为0.3-1mm，冲压柱与储水箱底端之间设有多根拉簧，多根拉簧位于储水箱外；储水箱内位于水面上方设有活塞，活塞上端设有活塞杆，活塞杆连接有可控制其做竖向往复运动的动力装置，储水箱的侧壁上位于活塞与水面之间设有注水口和抽气口。

采用本方案中的一体式水冷冲压装置，冲压柱上下移动，可带动冲压头上下移动，从而实现持续性地对物件进行冲压。储水箱底部设置的导向孔一方面可对冲压柱起到导向的作用，避免冲压柱上下移动移动时位置发生偏离，减少冲压装置上导向机构的设置，使得冲压装置结构简单。另一方面，冲压柱与导向孔之间的间隔距离为0.3-1mm，在冷却水受到压力的状态下，冷却水会从冲压柱与导向孔之间的间隙之间向下喷射，对冲压头和冲压件起到冷却的作用。而且该间隔距离过大会导致导向孔的导向效果不好，间隔距离过小会导致冷却水不易喷出。活塞向下运动可对冷却水施压，而且当活塞向下运动至与冲压柱上端相抵时可推动冲压柱向下移动，完成冲压作业；冲压柱与储水箱之间的拉簧可以在活塞向上运动时带动冲压柱向上做回复运动。储水箱侧壁上的注水口用于向储水箱内注入冷却水，抽气口用于抽取储水箱内的气体，以使储水箱内形成负压状态。

本发明的技术原理及技术效果为：

1、初始状态下，通过抽气口对储水箱抽气，储水箱内为负压状态，冷却水在大气压的作用下不会向下流动。

2、活塞在动力装置的作用下向下移动，可推动冲压柱向下移动，进行冲压作业，与此同时，活塞对储水箱内的冷却水施加压力，迫使冷却水从冲压柱与冲压孔之间的缝隙向下喷射，对冲压头和冲压件进行冷却，实现了冲压和冷却的同步进行。

3、一次冲压完成后，活塞向上运动，冲压柱也向上运动，冲压件转移，此时是冲压的空档期，冲压件和冲压头均与冲压下模脱离，与此同时，储水箱内的压力逐渐减小，冷却水向下喷射的速度也逐渐减小，直至完全停止向下喷出，避免了在冲压的空档期冷却水还在持续不断的喷射出，造成浪费。另外，导向孔冲压柱之间的间隙较小，两者之间会形成毛细现象，导向孔和冲压柱的固体表面会与冷却水之间的表面张力较大，对冷却水有一个吸附作用，在储水箱内从高压到负压的过渡过程中，加快冷却水停止向下流动，也就进一步减少了冷却水的浪费。

综上所述，本方案实现了冲压和冷却的同步执行和间断，避免了冷却水的浪费。本方案中储水箱起到储水作用的同时，还起到了对冲压柱的导向作用，减少了冲压装置上导向装置的设置，结构简单。而且起导向作用的导向孔势必需要与导向柱之间留有间隙，而这个间隙刚好为冷却水的喷出提供了通道，另外，为了导向效果，间隙需要控制在一定的范围内，而这个范围又恰巧产生了毛细现象，使得减少冷却水浪费的效果得到了进一步的加强，整个结构设计非常的巧妙，而且结构简单。

以下是基于上述方案的优选方案：

优选方案一：所述注水口处连接有注水管，注水管连通有阀门管，阀门管位于储水箱上方，阀门管内设有将阀门管隔断的阻水管，阻水管沿阀门管的径向设置，阻水管靠近储水箱的一端穿过阀门管侧壁，阻水管上沿阀门管的轴向贯通有第一通水孔；阻水管内设有通水柱，通水柱与阻水管的内壁接触且可于阻水管内滑动，通水柱上沿阀门管的轴向设有与第一通水孔相通的第二通水孔，通水柱靠近储水箱的一端延伸至阻水管外，且与阀门管的外壁之间设有多根处于压缩状态的压簧，压簧处于自然状态时第二通水孔可被阻水管的管壁密封；所述活塞杆上设有与通水柱外侧端部相抵的抵压件。

注水管用于向储水箱内补充冷却水，阀门管用于控制注水管的连通与否，阻水管和通水柱的配合可以导通阀门管或隔断阀门管，当第一通水孔与第二通水孔相通时，则阀门管导通，当第二通水孔被阻水管的管壁密封时，阀门管关闭。活塞杆设有与通水柱外侧端部相抵的抵压件，此时冲压头和冲压柱均位于向上的极限位置，阀门管导通，注水管向储水箱内补充冷却水，以保证储水箱内的冷却水足量。当冲压柱向下移动对物件进行冲压时，抵压件与通水柱脱离，压簧可处于自然状态，带动通水柱往外运动至第二通水孔被阻水管的管壁密封，注水管停止往储水箱内充水。由此实现了冲压过程中，储水箱向下喷洒冷却水，冲压结束后的空档期，注水管向储水箱内补充前一次冲压过程中喷出的水，以保证冷却水的足量，非常的智能，而且在整个操作过程中，无需设其他的动力装置和控制装置，活塞杆的运动即可对注水管进行准确控制，设计巧妙，结构简单。

优选方案二：基于优选方案一，所述导向孔的高度为2-5cm。保证导向效果好，过高储水箱底部太厚重，过低，导向效果不好。

优选方案三：基于优选方案二，所述冲压柱上端设有挤压圆盘，挤压圆盘与储水箱内壁之间的间隔距离大于2cm。活塞与挤压圆盘相抵进行挤压，相对于直接挤压冲压柱，两者接触面积大，动力传动更平稳。

优选方案四：基于优选方案三，所述活塞下端设有橡皮层。橡皮层具有弹性，而且摩擦系数大，其与挤压圆盘直接接触，可避免挤压圆盘与坚硬的活塞直接接触而导致打滑、磨损等不利影响的产生。

优选方案五：基于优选方案四，所述储水箱内设有导向筒，导向筒与导向孔同轴，导向筒的内径与导向孔的内径相等，导向筒的上端为倒锥形。以导向筒的形式增长冲压柱的导向路径，在保证导向效果好的情况下，还能避免增加储水箱底部的厚重感。导向筒的上端为倒锥形可以对冷却水起到一个导向的作用，便于冷却水在受压的状态下进入至导向筒内，即便于冷却水的喷出。

附图说明

图1为本发明实施例一体式水冷冲压装置的结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：注水管1、阀门管2、气缸4、活塞杆5、活塞6、储水箱7、挤压圆盘8、冲压柱9、导向筒10、导向孔11、拉簧12、冲压头13、阻水管14、第一通水孔15、第二通水孔16、通水柱17、压簧18、抵压件19。

如图1所示，包括内部储有冷却水的储水箱7，储水箱7底部设有导向孔11，导向孔11的高度为3cm，当然2-5cm范围内的其他数值也是可以的。储水箱7内位于导向孔11处设有导向筒10，导向筒10与导向孔11同轴，导向筒10的内径与导向孔11的内径相等，导向筒10的上端为锥形。储水箱7内设有冲压柱9，冲压柱9的上端设有挤压圆盘8，冲压柱9依次穿过导向筒10和导向孔11延伸至储水箱7下方，且冲压柱9的下端设有冲压头13，用于对物件实行冲压。冲压柱9与导向孔11之间的间隔距离为0.5cm，当然0.3-1mm范围内的其他数值也是可以的，冲压柱9与储水箱7底端之间设有多根拉簧12，多根拉簧12位于储水箱7外。

储水箱7内位于水面上方设有活塞6，活塞6下端设有橡皮层，活塞6上端设有活塞6杆5，活塞6杆5连接有气缸4，气缸4可控制其做竖向的往复运动，储水箱7的侧壁上位于活塞6与水面之间设有注水口和抽气口。注水口处设有连接有注水管1，注水管1连通有阀门管2，阀门管2位于储水箱7的上方，且阀门管2水平设置。

如图2所示，阀门管2内设有将阀门管2隔断的阻水管14，阻水管14沿阀门管2的径向设置，且位于竖向方向，阻水管14靠近储水箱7的一端穿过阀门管2侧壁，阻水管14上沿阀门管2的轴向贯通有第一桶水孔15。阻水管14内设有通水柱17，通水柱17与阻水管14的内壁接触且可于阻水管14内滑动，通水柱17上沿阀门管2的轴向设有第二通水孔16，第二通水孔16与第一桶水孔15相通，通水柱17靠近储水箱7的一端，即通水柱17的下端延伸至阻水管14外，且通水柱17的下端与阀门管2的外壁之间设有多根处于压缩状态的压簧18，压簧18处于自然状态时第二通水孔16可被阻水管14的管壁密封。活塞6杆5上设有抵压件19，抵压件19与通水柱17外侧端部，即通水柱17的下端相抵，随着活塞6杆5向下移动，通水柱17在压簧18的作用下会向下移动，最后抵压件19和通水柱17脱离，压簧18呈自然状态。

在具体实施过程中，通过抽气口对储水箱7进行抽气，此时冷却水通过注水管1进入至储水箱7内，形成储水箱7的初始状态。封闭抽气口和注水管1，将待冲压的物件放置于冲压下模上，开启气缸4，活塞6杆5向下移动，抵压件19逐渐与通水柱17脱离，阻水管14逐渐将阀门管2封堵；与此同时，活塞6杆5推动活塞6向下运动，储水箱7内的压力增大，逐渐挤压冷却水从冲压柱9与导向孔11之间的缝隙向下喷出，活塞6向下运动的同时，挤压冲压柱9向下运动，冲压头13亦向下运动，对物件进行冲压。冲压完成后，活塞6杆5带动冲压头13向上运动，转移冲压好的物件，储水箱7内的压力逐渐减小，冷却水逐渐停止向下喷出，随着活塞6杆5的向上运动，抵压件19与通水柱17逐渐相抵，直至第一桶水孔15与第二通水孔16相通，注水管1向储水箱7内补充冷却水，完成一次冲压。将下一个待冲压物件放置于冲压下模上，重复上述操作，即可进行下一个物件的冲压。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。