自动化冲压合模分模装置的制作方法

本发明涉及机械工程领域，尤其是一种自动化冲压合模分模装置。

背景技术：

自动化冲压合模分模装置是在冷冲压加工中，将金属或非金属材料加工成零件的一种工艺设备；具体是指，在室温状态下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或者塑性变形，进而获得所需结构的一种压力加工方法。对于动力源的设置都是根据不同的工况需求，进行采购不同规格或者型号的压力机。压力机的输出端连接有用于放置毛坯的下模座和用于冲压动作的上模座；但是对于一般毛坯件进行冲压工作之后，工件发生塑性变形，由于毛坯件变形之后一旦失去外力，毛坯件会有一定量的回弹，比如说金属件通过自动化冲压合模分模装置进行加工U型件时，一旦上模座与下模座进行分模，U型件的开口处就会外扩而呈喇叭口的结构，无法确保冲压出开口处两侧翻边是平行的工件；也就是说，现有技术中的自动化冲压合模分模装置存在加工精度低的不足；而且，现有技术中自动化冲压合模分模装置在合模与分模时的自动化水平较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种自动化水平更高，且加工精度更高的自动化冲压合模分模装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的自动化冲压合模分模装置：包括基座，基座上滑动连接上模座与下模座，下模座、上模座分别设有支撑杆、滑架，支撑杆、滑架分别通过第一滑动组件、第二滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座上；支撑杆上设有第一直线齿条，基座上转动连接有用于与第一直线齿条啮合传动的第一齿轮，基座上滑动连接有塞杆，塞杆上设有用于与第一齿轮啮合传动的第二直线齿条；基座上连接有阀座，塞杆滑动连接在阀座一端部，阀座另一端部设有第一进气口，阀座上从塞杆到第一进气口依次设有供气体流动的第一空腔、第二空腔和第三空腔，第一空腔与第二空腔通过过渡流道连通，塞杆上位于第一空腔内部一端设有用于与过渡流道配合的第一活塞；第二空腔与第三空腔通过截流孔连通，阀座在截流孔位置转动连接有用于连通或截断第二空腔与第三空腔的阀板，阀板与阀座通过拉动组件连接；第三空腔与第一空腔之间设有第一排气管，第一排气管上转动连接有阀门；基座上设有气箱，第一空腔通过第二排气管与气箱连通；基座上设有定量泵，定量泵输入端与气箱连通，定量泵输出端通过进气管与阀座上的第一进气口连通；阀座在第三空腔侧壁上设置有圆筒，圆筒下端部设有用于与第三空腔连通的第二进气口，圆筒内滑动连接有顶杆，顶杆位于圆筒内部一端设有第二活塞，滑架与顶杆之间设有第一推动组件，顶杆与基座之间设有用于转动阀门的第二推动组件，顶杆先后与第一推动组件、第二推动组件接触工作；基座上设有第三排气管，第三排气管一端与第一排气管连通，另一端与下模座连通，下模座内设有供气体流动的流道，第三排气管上设有单向阀。

作为本发明的一种优选，第三排气管上用于与第一排气管连通的端部位于阀门与第一空腔之间；下模座上设有供气体流动的主流道，且下模座上设有多个分流道，分流道一端与下模座上的凹模连通，另一端与主流道连通，且多个分流道均匀分布下模座上与凹模正对的范围内，主流道通过金属软管与第三排气管连通。

作为本发明的一种优选，支撑杆通过第一滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座上是指，基座上设有压爪，支撑杆上设有用于与压爪抵紧或脱离的凸头，凸头位于压爪下方；基座在支撑杆下方设有用于与支撑杆下端部抵紧或脱离的限位块，支撑杆下端部与基座之间设有用于推动凸头抵靠在压爪上的第一压簧；滑架通过第二滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座上是指，滑架上设有导柱，基座上设有供导柱滑动的导套，导柱上端部设有圆环，基座上设有用于与导柱上端部抵紧或脱离的圆柱销；圆环位于圆柱销与导套之间，导柱上套接有第二压簧，第二压簧一端与圆环抵紧，另一端与导套端部抵紧。

作为本发明的一种改进，基座上滑动连接有塞杆是指，基座上设有导向块，塞杆通过燕尾槽滑动连接在导向块上；塞杆与支撑杆交错设置，且塞杆运动方向与支撑杆运动方向垂直。

作为本发明的一种改进，第一空腔与第二空腔通过过渡流道连通是指，第一空腔与第二空腔交界处设有供气体流动的流道，该流道轴截面形状为等腰梯形，第一活塞的轴截面形状是与过渡流道截面形状相配的等腰梯形；第二空腔与第三空腔通过截流孔连通是指，第二空腔内周壁孔径小于第三空腔内周壁孔径，在第二空腔与第三空腔交界处形成台阶面；阀板与阀座通过拉动组件连接是指，阀板通过第一铰接点转动连接在第三空腔内部，阀座在第三空腔内设有第一限位杆与第二限位杆，第一限位杆与阀板抵紧或脱离，第一限位杆到第一铰接点的距离小于第二限位杆到第一铰接点的距离；阀板与第二限位杆之间设有用于拉动阀板抵靠在第一限位杆上的第一拉簧，第一拉簧一端与阀板转动连接，另一端与第二限位杆转动连接。

作为本发明的一种改进，圆筒内部设有供第二活塞滑动的第四空腔，第二进气口与第四空腔连通，圆筒上端设有供顶杆滑动的圆孔，顶杆上套接有用于推动第二活塞抵靠在第二进气口上的第三压簧。

作为本发明的一种改进，滑架与顶杆之间设有第一推动组件是指，基座通过第二铰接点转动连接有第一摆板，滑架上设有第三直线齿条，第一摆板一端与顶杆上端部抵紧或脱离，另一端设有以第二铰接点为圆心的第一弧形齿条，第一弧形齿条与第三直线齿条啮合传动，第三直线齿条与导柱平行设置。

作为本发明的一种改进，顶杆与基座之间设有用于转动阀门的第二推动组件是指，基座通过第三铰接点转动连接有第二摆板，第二摆板一端与顶杆上端部抵紧或脱离，另一端设有以第三铰接点为圆心的第二弧形齿条，基座上转动连接有用于与第二弧形齿条啮合传动的第二齿轮，阀门外周壁设有用于与第二齿轮啮合传动的第三齿轮；阀门外壁设有转块，基座在阀门外围设有用于与转块抵紧的第一挡条与第二挡条，第一挡条与第二挡条绕阀门轴线间隔分布，且转块位于第一挡条与第二挡条之间的间隙内，第二摆板通过限位组件与基座连接。

作为本发明的一种改进，顶杆先后与第一推动组件、第二推动组件接触工作是指，第二摆板位于第一摆板上方，且第三铰接点位于第二铰接点上方，顶杆位于第二铰接点与第三铰接点之间的间隙内，顶杆先后与第一摆板、第二摆板抵紧。

作为本发明的一种改进，第二摆板通过限位组件与基座连接是指，基座上设有用于与第二摆板抵紧或脱离的卡销，基座与第二摆板之间设有用于拉动第二摆板抵靠在卡销上的第二拉簧，第二拉簧一端与第二摆板上靠近卡销一端转动连接，另一端与基座转动连接。

采用以上结构后，本发明一种自动化冲压合模分模装置与现有技术相比，本发明通过将毛坯件放置在下模座的凹模内，下模座由于受到毛坯件重力作用而下降，进而带动支撑杆一起下降，支撑杆通过第一齿轮带动塞杆滑动，塞杆端部的第一活塞超过渡流道方向进给，使得第一活塞与过渡流道的开口变小；原先定量泵排出的气体稳定地依次流经进气管、第一进气口、第三空腔、截流孔、第二空腔、过渡流道、第一空腔、第二排气管后回到气箱内，而一旦第一活塞与过渡流道开口减小，会导致第二空腔和第三空腔内气体流动的速度加快，这是因为定量泵在单位时间内排出等量的气体，这部分等量的气体要在同一单位时间内流经过渡流道至第一空腔内，进而只会引起这部分等量的气体在第二空腔与第三空腔内的流速加快才能实现；其中，流经第二空腔与第三空腔气体速度加快会导致阀板绕第一铰接点转动，进而阀板与第一限位杆脱离，直到阀板将截流孔堵死，那么气体就无法顺利进入到第二空腔，进而第三空腔内的压力逐渐升高；第三空腔升高的压力会通过第二活塞推动圆筒内的顶杆升高，顶杆上端部率先通过与第一摆板接触以推动第一弧形齿条转动，第一弧形齿条通过与第三直线齿条啮合以带动滑架上的上模座下降，进而实现上模座与下模座合模来进行冲压动作；当第一摆板与顶杆抵紧保持静止之后，顶杆继续升高而与第二摆板接触以推动第二弧形齿条转动，第二弧形齿条通过第二齿轮带动阀门转动，进而阀门打开第一排气管，即第二空腔与第三空腔内压力得到释放，顶杆下降复位，第一摆板与第二摆板各自反转复位，上模座与下模座分模；其中，第一排气管中排出的一部分气体进入第一空腔，另一部分气体进入第三排气管并流经单向阀进入到下模座内，也就是说，下模座与单向阀之间的气体压力升高，一旦上模座与下模座分开，下模座内冲压完成的工件就会被升高的气压顶出，方便操作人员取出工件；在整个顶杆升高过程中，从第一摆板与顶杆抵紧而保持静止开始到顶杆上端部与第二摆板接触这段时间是上模座与下模座一个保压的时间段，这段时间的工件已经完成冲压，只是保持冲压后的结构一段时间，进而使得冲压后的工件结构更加稳定，在上模座与下模座分模后不会回弹，这也就提高了该装置冲压得到工件的精度，该装置通过下模座的一次升降不但可以实现对毛坯件的冲压，还能够实现一个保压的动作，大大提高了整个装置的自动化水平。综上所述，本发明提供一种自动化水平更高，且加工精度更高的自动化冲压合模分模装置。

附图说明

图1为本发明自动化冲压合模分模装置的示意图。

图2为本发明中阀板关闭截流孔时的状态图。

图3为本发明中顶杆在圆筒内上升以驱动上模座与下模座合模的状态图。

图4为本发明中顶杆推动第二摆板转动以驱动阀门转动的状态图。

图5为本发明中下模座内部结构示意图。

图中所示：1、阀座，1.1、第一空腔，1.2、第二空腔，1.3、第三空腔，1.4、第一进气口，1.5、过渡流道，1.6、截流孔，2、基座，3、上模座，4、下模座，5、支撑杆，6、滑架，7、第一齿轮，8、塞杆，9、阀板，10、第一活塞，11、第一排气管，12、阀门，13、气箱，14、第二排气管，15、定量泵，16、进气管，17、圆筒，18、第二进气口，19、顶杆，20、第二活塞，21、第三排气管，22、单向阀，23、主流道，24、分流道，25、金属软管，26、压爪，27、凸头，28、限位块，29、第一压簧，30、导柱，31、导套，32、圆环，33、圆柱销，34、第二压簧，35、导向块，36、第一铰接点，37、第一限位杆，38、第二限位杆，39、第一拉簧，40、第四空腔，41、第三压簧，42、第二铰接点，43、第一摆板，44、第三直线齿条，45、第一弧形齿条，46、第三铰接点，47、第二摆板，48、第二弧形齿条，49、第二齿轮，50、转块，51、第一挡条，52、第二挡条，53、卡销，54、第二拉簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明自动化冲压合模分模装置包括基座2，基座2上滑动连接上模座3与下模座4，上模座3与下模座4之间可以设置用于导向以确保上模座3与下模座4在同一直线方向上滑动的导向柱，即上模座3与下模座4滑动连接在同一根导向柱上；下模座4、上模座3分别设有支撑杆5、滑架6，支撑杆5、滑架6分别通过第一滑动组件、第二滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座2上；支撑杆5上设有第一直线齿条，基座2上转动连接有用于与第一直线齿条啮合传动的第一齿轮7，基座2上滑动连接有塞杆8，塞杆8上设有用于与第一齿轮7啮合传动的第二直线齿条；基座2上连接有阀座1，塞杆8滑动连接在阀座1一端部，阀座1另一端部设有第一进气口1.4，阀座1上从塞杆8到第一进气口1.4依次设有供气体流动的第一空腔1.1、第二空腔1.2和第三空腔1.3，第一空腔1.1与第二空腔1.2通过过渡流道1.5连通，塞杆8上位于第一空腔1.1内部一端设有用于与过渡流道1.5配合的第一活塞10；第二空腔1.2与第三空腔1.3通过截流孔1.6连通，阀座1在截流孔1.6位置转动连接有用于连通或截断第二空腔1.2与第三空腔1.3的阀板9，阀板9与阀座1通过拉动组件连接；第三空腔1.3与第一空腔1.1之间设有第一排气管11，第一排气管11上转动连接有阀门12；基座2上设有气箱13，第一空腔1.1通过第二排气管14与气箱13连通，这里的气箱13是指与大气相通的箱体结构；基座2上设有定量泵15，定量泵是指单位时间内输出等量的气体；定量泵15输入端与气箱13连通，定量泵15输出端通过进气管16与阀座1上的第一进气口1.4连通；阀座1在第三空腔1.3侧壁上设置有圆筒17，圆筒17下端部设有用于与第三空腔1.3连通的第二进气口18，圆筒17内滑动连接有顶杆19，顶杆19位于圆筒17内部一端设有第二活塞20，滑架6与顶杆19之间设有第一推动组件，顶杆19与基座2之间设有用于转动阀门12的第二推动组件，顶杆19先后与第一推动组件、第二推动组件接触工作；基座2上设有第三排气管21，第三排气管21一端与第一排气管11连通，另一端与下模座4连通，下模座4内设有供气体流动的流道，第三排气管21上设有单向阀22；单向阀22的设置可以限定第三排气管21内气体的流向，如图中所示，气体只能向左流动，而无法向右流动，这样才能确保下模座4内主流道23与分流道24进入气体后压力会不断升高。

第三排气管21上用于与第一排气管11连通的端部位于阀门12与第一空腔1.1之间；下模座4上设有供气体流动的主流道23，且下模座4上设有多个分流道24，分流道24一端与下模座4上的凹模连通，另一端与主流道23连通，且多个分流道24均匀分布下模座4上与凹模正对的范围内，主流道23通过金属软管25与第三排气管21连通，通过使用金属软管25可以允许下模座4在升降过程中发生一定的变形，而且金属软管25可以承受的气体压力范围更大。

支撑杆5通过第一滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座2上是指，基座2上设有压爪26，支撑杆5上设有用于与压爪26抵紧或脱离的凸头27，凸头27位于压爪26下方；基座2在支撑杆5下方设有用于与支撑杆5下端部抵紧或脱离的限位块28，支撑杆5下端部与基座2之间设有用于推动凸头27抵靠在压爪26上的第一压簧29；滑架6通过第二滑动组件沿竖直方向滑动连接在基座2上是指，滑架6上设有导柱30，基座2上设有供导柱30滑动的导套31，导柱30上端部设有圆环32，基座2上设有用于与导柱30上端部抵紧或脱离的圆柱销33；圆环32位于圆柱销33与导套31之间，导柱30上套接有第二压簧34，第二压簧34一端与圆环32抵紧，另一端与导套31端部抵紧。

基座2上滑动连接有塞杆8是指，基座2上设有导向块35，塞杆8通过燕尾槽滑动连接在导向块35上；塞杆8与支撑杆5交错设置，且塞杆8运动方向与支撑杆5运动方向垂直。

第一空腔1.1与第二空腔1.2通过过渡流道1.5连通是指，第一空腔1.1与第二空腔1.2交界处设有供气体流动的流道，该流道轴截面形状为等腰梯形，第一活塞10的轴截面形状是与过渡流道1.5截面形状相配的等腰梯形；第二空腔1.2与第三空腔1.3通过截流孔1.6连通是指，第二空腔1.2内周壁孔径小于第三空腔1.3内周壁孔径，在第二空腔1.2与第三空腔1.3交界处形成台阶面；阀板9与阀座1通过拉动组件连接是指，阀板9通过第一铰接点36转动连接在第三空腔1.3内部，阀座1在第三空腔1.3内设有第一限位杆37与第二限位杆38，第一限位杆37与阀板9抵紧或脱离，第一限位杆37到第一铰接点36的距离小于第二限位杆38到第一铰接点36的距离；阀板9与第二限位杆38之间设有用于拉动阀板9抵靠在第一限位杆37上的第一拉簧39，第一拉簧39一端与阀板9转动连接，另一端与第二限位杆38转动连接。

圆筒17内部设有供第二活塞20滑动的第四空腔40，第二进气口18与第四空腔40连通，圆筒17上端设有供顶杆19滑动的圆孔，顶杆19上套接有用于推动第二活塞20抵靠在第二进气口18上的第三压簧41。

滑架6与顶杆19之间设有第一推动组件是指，基座2通过第二铰接点42转动连接有第一摆板43，滑架6上设有第三直线齿条44，第一摆板43一端与顶杆19上端部抵紧或脱离，另一端设有以第二铰接点42为圆心的第一弧形齿条45，第一弧形齿条45与第三直线齿条44啮合传动，第三直线齿条44与导柱30平行设置。

顶杆19与基座2之间设有用于转动阀门12的第二推动组件是指，基座2通过第三铰接点46转动连接有第二摆板47，第二摆板47一端与顶杆19上端部抵紧或脱离，另一端设有以第三铰接点46为圆心的第二弧形齿条48，基座2上转动连接有用于与第二弧形齿条48啮合传动的第二齿轮49，阀门12外周壁设有用于与第二齿轮49啮合传动的第三齿轮；阀门12外壁设有转块50，基座2在阀门外围设有用于与转块50抵紧的第一挡条51与第二挡条52，第一挡条51与第二挡条52绕阀门12轴线间隔分布，且转块50位于第一挡条51与第二挡条52之间的间隙内，第二摆板47通过限位组件与基座2连接。

顶杆19先后与第一推动组件、第二推动组件接触工作是指，第二摆板47位于第一摆板43上方，且第三铰接点46位于第二铰接点42上方，顶杆19位于第二铰接点42与第三铰接点46之间的间隙内，顶杆19先后与第一摆板43、第二摆板47抵紧。

第二摆板47通过限位组件与基座2连接是指，基座2上设有用于与第二摆板47抵紧或脱离的卡销53，基座2与第二摆板47之间设有用于拉动第二摆板47抵靠在卡销53上的第二拉簧54，第二拉簧54一端与第二摆板47上靠近卡销53一端转动连接，另一端与基座2转动连接。

工作原理：如图所示，原先处于图1的状态，当有毛坯件放入到下模座4的凹模内时，下模座4由于毛坯件的重力作用而沿竖直方向下降，下模座4下端支撑杆5的第一直线齿条与第一齿轮7啮合以带动第一齿轮7作逆时针转动，第一齿轮7通过与塞杆8上的第二直线齿条啮合以带动塞杆8向右滑动，进而塞杆8右端部的第一活塞10与过渡流道1.5的开口减小；原先定量泵15排出的气体气体稳定地依次流经进气管16、第一进气口1.4、第三空腔1.3、截流孔1.6、第二空腔1.2、过渡流道1.5、第一空腔1.1、第二排气管14后回到气箱13内，现在过渡流道1.5与第一活塞10之间的开口变小，那么就会引起第二空腔1.2与第三空腔1.3内气体流动的速度就会加快；这是因为，定量泵15单位时间内排出等量的气体，为了在同一单位时间内将该等量的气体流经过渡流道1.5进入第一空腔1.1，那么只会引起流经第二空腔1.2与第三空腔1.3内气体速度加快，而这加快的气体会推动阀板9绕第一铰接点36作逆时针转动，直到阀板9与截流孔1.6抵紧而截断第二空腔1.2与第三空腔1.3的连通，如图2所示；

随着定量泵15不断地排出气体，第三空腔1.3内的压力不断升高，第三空腔1.3内的气体流经圆筒17下端部的第二进气口18而进入第四空腔40内，并且升高的气压会推动第二活塞20在圆筒17内滑动以带动顶杆19升高，顶杆19上端部先是与第一摆板43左端部接触，并推动第一摆板43绕第二铰接点42作顺时针抓动，第一摆板43右端部的第一弧形齿条45通过与滑架6上的第三直线齿条44啮合以带动滑架6下降，滑架6带动左端的上模座3下降，在上模座3下降过程中会与下模座4配合以对下模座4内的毛坯件进行冲压，如图3所示；当第一摆板43左端部抵靠在顶杆19侧壁上保持静止时，上模座3与下模座4就完成合模，保持配合状态；

接着，随着第三空腔1.3压力不断升高，顶杆19会继续上升，直到顶杆19上端部与第二摆板47右端部接触并推动第二摆板47绕第三铰接点46作逆时针转动，第二摆板47左端部的第二弧形齿条48通过与第二齿轮49啮合来带动阀门12上的第三齿轮作逆时针转动，阀门12上的转块50与第一挡条51脱离，直到转块50抵靠在第二挡条52上为止，如图4所示；其中，在图3状态下，上模座3与下模座4已经完成合模，对下模座4内的毛坯件已经完成冲压，到图4状态时，上模座3与下模座4已经开始分模，这就是说，顶杆19上端部从完成与第一摆板43的配合到驱动第二摆板47转动这个时间段是对下模座4内工件进行保压的时间，或者说，从第一摆板43保持静止到第二摆板47开始转动这个时间段是下模座4内工件保压的时间；也就是说，从图3的状态至图4的状态，是一个对冲压完成工件进行保压；阀门12被开启后，第三空腔1.3内的气体可以顺利通过阀门12而在第一排气管11内流动，流经第一排气管11的气体一部分进入到第一空腔1.1内，另一部分流经第三排气管21上的单向阀22和金属软管25进入到下模座4内的主流道23和分流道24内，进而使得下模座4内主流道23与分流道24内气体压力升高；

当第三空腔1.3内的压力得到释放之后，第一拉簧拉动阀板9绕第一铰接点36作顺时针转动，阀板9继续抵靠在第一限位杆37上，第二空腔1.2与第三空腔1.3继续连通；顶杆19下端第二活塞20在第三压簧41的弹力作用下而下降复位，顶杆19上端部依次与第二摆板47、第一摆板43脱离，第二摆板47反转带动阀门12转动以关闭第三排气管21，第一摆板43反转以带动滑架6上升，上模座3与下模座4脱离；一旦下模座4失去上模座3的约束，那么下模座4内主流道23与分流道24内升高的气体压力会推动下模座4内冲压完成的工件升高，即冲压完成的工件从下模座4的凹模内脱离，这就完成了对一个毛坯件的冲压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。