本实用新型属于模具设计技术领域，更具体地说，涉及一种上模具快速夹紧装置及其应用和使用方法。
背景技术：
模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。
折弯机是采用折弯模具对工件进行折弯操作的设备，它通过油缸的上下运动，从而带动安装在滑块上的模具上下运动，与安装在工作台上的下模产生挤压，实现对工件的折弯，加工不同的工件需要更换不同折弯上模，因此更换容易，定位精准，装夹牢固是对折弯机最为基本的要求。
现有的折弯机上模夹紧机构一般采用机械式夹紧机构，是装在连接压板与上模连接板之间的，通常每台折弯机上有一定数量的夹紧装置，每个夹紧装置通过螺丝紧固，这样在安装或更换上模时，就需要松紧几十个螺丝，费时费力并需配备专用扳手，操作不方便。同时，通过螺丝松紧、连接板压板夹紧折弯上模，压板夹紧力不均匀，会造成折弯上模中心不一致，影响了折弯产品的质量。
目前这种采用上述机械式的夹紧结构比较常见，例如，中国专利申请号为：201610433585.5，公开日为：2016年9月7日的专利文献，公开了一种带补偿折弯机上模快速机械夹紧装置，它包括中间板、后压板、调节块、连接板、前压板以及偏心轴手柄，中间板和调节块斜面接触，并分别与连接板固定连接，通过调节块的位置调整可实现折弯上模的挠度补偿；前压板和中间板之间通过套有弹簧二和球面垫圈的固定螺栓连接，前压板可沿球面垫圈弧面转动；前、后压板与中间板固定连接；连接板上安装有滚针轴承，前压板上安装有偏心轴手柄；前压板和后压板上对应位置处安装有橡胶条以及可卡入折弯上模方槽内的活动镶条了。该方案的机械夹紧装置，结构非常复杂，安装费时费力，制造成本高，而且连接上模的中间零部件比较多，加工和安装不可避免的累计误差相对较大。
当然也有其它机械式的夹紧机构，它们在结构形式上略有不同，但原理大同小异，如专利号为：201620459476.6、201611111741.2、201210331803.6等等，它们基本都存在上述所指出的缺陷，在此不再详述。
为了克服纯机械夹紧结构所存在的弊端，现有也有采用液压力进行夹紧的结构形式，例如，中国专利申请号为：201710605599.5，公开日为：2017年9月12日的专利文献，公开了一种折弯机上模液压夹紧装置，它包括与折弯机连接的上模夹紧机构、产生夹紧力的液压系统和上模挠度补偿机构，通过液压系统为上模夹紧机构提供夹紧力以实现折弯机上模的快速夹紧以及快速拆卸更换，通过上模挠度补偿机构实现折弯上模挠度补偿。该方案主要在于对上模进行挠度补偿，就其本身安装到连接板上的结构而言，结构也非常复杂，拆装较为费事，无疑降低了夹装效率，以及提高生产成本，累计误差也较大。
综上所述，针对现有技术中折弯机上模具安装到滑块上结构的复杂性，对夹装效率，生产成本，以及安装精度所带来的不利影响，急需一种简单易行的可靠上模具夹紧结构。
技术实现要素：
1、要解决的问题
本实用新型提供一种上模具快速夹紧装置，其目的在于解决现有折弯机上模具夹紧结构的复杂性，所造成的夹装效率低，生产成本高，以及安装精度差的问题。该夹紧装置巧妙的采用液压力驱动软管膨胀驱动顶针夹紧上模具的结构形式，可快速实现上模具的夹装，且具有双向自定位作用，上模具夹装精度相对较高；该结构相比现有夹紧结构得到极大简化，零部件少，夹装简单，生产成本大幅降低，且夹紧可靠。
本实用新型还提供了该上模具快速夹紧装置的使用方法，将该装置应用在折弯机的上模具夹装中，可方便、高效和精准地夹装上模具。
2、技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
一种上模具快速夹紧装置，包括上模座、上模具、软管座、顶针和软管，所述上模座的底部设有安装上模具的装模孔；
所述软管座固定于上模座的侧面，其与上模座相对的一侧面开设管槽，所述软管位于管槽内；所述上模座的侧面上设有与管槽相对的顶针孔，顶针孔连通装模孔；所述顶针设置于顶针孔内，其靠近装模孔的一端为定位端；
所述上模具的侧面上设有与顶针的定位端相配合的卡槽。
作为进一步改进，所述的卡槽为V型槽，顶针的定位端上侧具有与V型槽的槽面相配合的上斜面。
作为进一步改进，所述上模座内设有压紧顶针的复位弹簧，复位弹簧用于使顶针复位。
作为进一步改进，所述管槽靠内侧为圆弧面；所述顶针的另一端为受压端，受压端伸入管槽内，并设有圆弧槽；复位弹簧压紧受压端，使圆弧槽的弧面与软管表面接触。
作为进一步改进，所述顶针设有限位面，用于限制顶针在复位弹簧作用力下复位的移动距离。
作为进一步改进，还包括锁扣件；所述上模具的侧面上设有锁扣槽，所述锁扣件位于锁扣槽内，并通过锁止弹簧压紧，锁扣件的上端设有卡勾；所述装模孔的内侧面上设有与卡勾配合的锁止槽。
作为进一步改进，所述锁扣件的下端设有锁止块，当锁扣件的卡勾卡入锁止槽时，锁止块与软管座的底面配合限位。
作为进一步改进，所述上模座上设有定位槽，软管座上设有与定位槽配合的定位凸台。
上述的一种上模具快速夹紧装置在折弯机中的应用。
一种上模具快速夹紧装置的使用方法，其步骤包括：
一、上模具安装
①将上模具的上端对准上模座的装模孔，并插入装模孔内；
②随着上模具插入装模孔，锁扣件的卡勾与装模孔下端开口处接触，并推动锁扣件向锁扣槽内移动，锁止弹簧被压缩；
③当上模具移动到锁扣件的卡勾与锁止槽相对时，在锁止弹簧的作用下，锁扣件向外移动，卡勾卡入锁止槽内；
④向软管内充入压力油，软管膨胀，并推动顶针移动，复位弹簧被压缩，顶针的定位端插入上模具的卡槽中，上模具被锁紧定位，安装完毕；
二、上模具拆卸
⑤外力推动锁扣件向锁扣槽内移动，卡勾脱离上模座的锁止槽；
⑥软管内液压油泄油，在复位弹簧的作用力下，顶针向外移动，顶针的定位端从卡槽内抽出，松开上模具；
⑦将上模具取出装模孔，即完成上模具的拆卸。
3、有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型上模具快速夹紧装置，颠覆现有机械式复杂的固定方式，巧妙的采用液压力使软管在相对封闭空间内可控性的膨胀，以驱动顶针夹紧上模具的结构形式，可快速实现上模具的装夹，无需中间连接部件即可直接将上模具装夹到连接座上，省去大量的过渡连接件，有效减小装配误差；该结构相比现有夹紧结构得到极大简化，零部件少，夹装简单，可大幅降低生产成本，且夹紧可靠。
(2)本实用新型上模具快速夹紧装置，通过顶针的定位端上的上斜面与上模具的V型槽斜面配合，可推动上模具同时沿横向和纵向移动，使上模具的侧面和上端面与装模孔的侧面和顶面分别配合定位，从而达到双向自定位作用，提高上模具夹装精度。
(3)本实用新型上模具快速夹紧装置，通过复位弹簧压紧顶针，使顶针的受压端与软管充分接触，并配合软管的充泄油，驱动顶针前后移动，实现对上模具的夹紧或松开动作。
(4)本实用新型上模具快速夹紧装置，软管在管槽内，由于管槽内侧为圆弧面，顶针的受压端也具有圆弧槽，因此，软管被限制在一个大小可变的封闭腰型孔内，当软管内充入液压油时，软管被挤压成椭圆形，整个表面受力相对均匀，可提高软管的受压力，软管不易破裂，使用稳定可靠。
(5)本实用新型上模具快速夹紧装置，顶针上的限位面可限制其在复位弹簧作用下的复位移动距离，在软管泄油时，顶针不会压紧软管，软管能够保持自然状态，有利于延长软管使用寿命。
(6)本实用新型上模具快速夹紧装置，为了夹装的可靠性，在上模具中加入了锁扣件，锁扣件上端的卡勾可卡入上模座的锁止槽中，且锁扣件下端的锁止块与软管座底面配合配合限位，从而上模具在竖直方向上的位置被锁扣件完全限制，在折弯操作过程中，顶针基本不受折弯冲击力，因此对顶针的强度要求不高，一般的铸件即可，也基本不会产生磨损，保证长久使用的定位精度。
(7)上模具快速夹紧装置的使用方法，将该夹紧装置应用在折弯机的上模具夹装中，可方便、高效和精准地夹装上模具，降低上模具装卸难度，缩短上模具更换时间。
附图说明
图1为本实用新型上模具快速夹紧装置中上模座的结构示意图；
图2为本实用新型上模具快速夹紧装置中上模具的机构示意图；
图3为本实用新型上模具快速夹紧装置中顶针的结构示意图；
图4为本实用新型上模具快速夹紧装置的装配示意图。
附图中的标号分别为：
100、上模座；110、装模孔；120、顶针孔；130、锁止槽；140、定位槽；
200、上模具；210、锁扣槽；220、卡槽；230、弹簧槽；
300、软管座；310、管槽；320、定位凸台；
400、锁扣件；410、卡勾；420、锁止块；
500、顶针；510、受压端；511、圆弧槽；520、定位端；530、限位面；
600、软管；
700、复位弹簧；
800、锁止弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。
实施例
本实施例的一种上模具快速夹紧装置，主要用在需要对模具进行夹装，更换的生产设备中，例如折弯机，以实现高效精准的模具装夹更换。本实施例以折弯机为例，对该夹紧装置的结构，以及其装夹和拆卸的方法进行详细说明，具体如下。
上模具快速夹紧装置主要包括相互配合使用的上模座100和上模具200，其中，上模座100用于连接折弯机的滑块，而上模具200可拆卸安装在上模座100上，用于对上模具上工件进行折弯，根据不同折弯机工件形状，所采用的上模具200也随之改变，本实施例的重点在于上模具200与上模座100的连接形式，并不涉及上模具200的工作端形状。
如图1所示，在上模座100上安装有软管座300、顶针500、软管600和复位弹簧700。其中，上模座100的底部设有安装上模具200的装模孔110；软管座300通过螺栓可拆卸式的固定于上模座100的侧面上，其与上模座100相对的一侧面开设管槽310，软管600位于管槽310内；当然，管槽310可以是沿上模座100长度方向的长槽，而软管600则沿整个管槽310布置，软管600的一端封闭，另一端外接相应的液压设备，可向软管600中通入压力油，使其受压膨胀。上模座100的侧面上开设有与管槽310相对的顶针孔120，顶针孔120连通装模孔110；当然，顶针孔120沿上模座100长度方向可以多个；每个顶针孔120内都设置一个顶针500。
为了能够软管座300安装能够精确定位，上模座100上设有定位槽140，软管座300上设有与定位槽140配合的定位凸台320，软管座300安装到上模座100上时，定位凸台320插入定位槽140能精确定位。
顶针500的结构如图3所述，它靠近装模孔110的一端为定位端520，另一端为受压端510，且受压端510位于管槽310内。由此可见，软管600被限制在一个相对封闭的空间中，当软管600中充入压力油使其膨胀，可推动顶针500移动。为了使顶针500基本位于水平方向，同时也保护软管600，管槽310靠内侧为圆弧面，顶针500的受压端510设有圆弧槽511，它们的弧度与软管600自然状态时外径相等，从而能与软管600很好的贴合。从而软管600被限制在一个大小可变的封闭腰型孔内，当软管600内充入液压油时，软管600被挤压成椭圆形，整个表面受力相对均匀，可提高软管600的受压力，软管600不易破裂，使用稳定可靠，且对顶针500的推力也基本为水平方向。
软管600充油膨胀推动顶针500实现夹紧动作，但软管600泄油时，顶针500需要复位。本实施例，在上模座100上的弹簧孔内设有压紧顶针500的复位弹簧700，复位弹簧700用于使顶针500复位。复位弹簧700压紧受压端510，在软管600泄油时，使顶针500反向复位，圆弧槽511的弧面与软管600表面接触。此种结构，通过复位弹簧700压紧顶针500，使顶针500的受压端510与软管600充分接触，并配合软管600的充泄油，驱动顶针500在顶针孔120内前后移动，实现对上模具200的夹紧或松开动作。
另外，为了在软管600泄油时不会受到顶针500的较大压力，本实施例在顶针500的受压端510下侧具有一个豁口，形成一个限位面530，用于限制顶针500在复位弹簧700作用力下复位的移动距离。当软管600泄油时，顶针500在复位弹簧700作用力下后移，限位面530与软管座300侧面接触限位，顶针500不会压紧软管600，软管600能够保持自然状态，有利于延长软管600使用寿命。
如图2所示，上模具200的侧面上设有与顶针500的定位端520相配合的卡槽220，从而上模具200插入上模座100的装模孔110中，顶针500的定位端520可插入卡槽220中进行限位固定。当然，为了能够达到高精度的定位，卡槽220采用V型槽，顶针500的定位端520上侧具有与V型槽的槽面相配合的上斜面，通过斜面配合，顶针500移动插入卡槽220时，可推动上模具200同时沿横向和纵向移动，使上模具200的侧面和上端面与装模孔110的侧面和顶面分别配合定位，从而达到双向自定位作用，提高上模具夹装精度。同时，为了配合上模具200插入装模孔110能够顺利推动顶针500，顶针500的定位端520下侧具有下斜面，保证上模具200能够顺利插入。
需要说明的是，在折弯机的使用过程中，上模具200所受到的折弯力，冲击力都非常大，虽然通过顶针500能够对上模具200初始安装时进行精准定位，且折弯力基本作用于装模孔110的顶面，但是顶针500的定位端520也耐受不了折弯操作的震动，长时间工作会出现磨削，甚至断裂。因此，本实施例在上模具200上安装锁扣件400，具体地，上模具200的侧面上设有锁扣槽210，锁扣件400位于锁扣槽210内；锁扣槽210的后侧开设弹簧槽230，弹簧槽230内装入锁止弹簧800，从而锁止弹簧800可从锁扣件400进行压紧。锁扣件400的上端设有卡勾410，而对应装模孔110的内侧面上设有与卡勾410配合的锁止槽130，当上模具200插入装模孔110后，卡勾410可卡入锁止槽130内。同时，锁扣件400的下端设有锁止块420，当锁扣件400的卡勾410卡入锁止槽130时，锁止块420与软管座300的底面配合限位。
通过锁扣件400的设计，上模具200在竖直方向上的位置被锁扣件400完全限制，在折弯操作过程中，顶针500基本不受折弯冲击力，因此对顶针600的强度要求不高，一般的铸件即可，也基本不会产生磨损，保证长久使用的定位精度，夹装可靠。
综上所述，本实施例上模具快速夹紧装置，颠覆现有机械式复杂的固定方式，巧妙的采用液压力使软管600在相对封闭空间内可控性的膨胀，以驱动顶针500夹紧上模具200的结构形式，可快速实现上模具200的装夹，无需中间连接部件即可直接将上模具200装夹到连接座100上，省去大量的过渡连接件，有效减小装配误差；该结构相比现有夹紧结构得到极大简化，零部件少，夹装简单，可大幅降低生产成本，且夹紧可靠。
采用上述装置对折弯机中的上模具200进行装夹和更换，主要包括上模具200的安装和拆卸两大步骤，下面对操作步骤进行详细说明。
一、上模具安装
①将上模具200的上端对准上模座100的装模孔110，并插入装模孔110内；
②随着上模具200插入装模孔110，锁扣件400的卡勾410与装模孔110下端开口处接触，并推动锁扣件400向锁扣槽210内移动，锁止弹簧800被压缩；
③当上模具200移动到锁扣件400的卡勾410与锁止槽130相对时，在锁止弹簧800的作用下，锁扣件400向外移动，卡勾410卡入锁止槽130内；
④向软管600内充入压力油，软管600膨胀，并推动顶针500移动，复位弹簧700被压缩，顶针500的定位端520插入上模具200的卡槽220中，上模具200被锁紧定位，安装完毕，安装后结构如图4所示。
二、上模具拆卸
⑤外力推动锁扣件400向锁扣槽210内移动，卡勾410脱离上模座100的锁止槽130；
⑥软管600内液压油泄油，在复位弹簧700的作用力下，顶针500向外移动，顶针500的定位端520从卡槽220内抽出，松开上模具200；
⑦将上模具200取出装模孔110，即完成上模具200的拆卸。
由此可见，本实施例上模具快速夹紧装置的使用方法，将该夹紧装置应用在折弯机的上模具200夹装中，可方便、高效和精准地夹装上模具，降低上模具装卸难度，缩短上模具更换时间。
本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。