一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统的制作方法

本发明涉及杆类零件冷加压加工技术领域，尤其涉及一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统。

背景技术：

冷挤压工艺是一种将金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法；在现有技术中，杆类零件在滚齿机上加工成齿轮轴时，不仅生产效率低，且产出的零件精度较差，因此，采用冷挤压成型的方法代替滚齿机进行加工。

目前，公开号cn102825088a的中国发明专利公开了一种齿轮轴冷挤压模具及其挤压工艺，所述冷挤压模具包括齿轮模，所述齿轮模的上方设置下盖模，所述下盖模上设置上模座，所述上模座内自上而下依次安装垫板、螺纹中径模以及方榫模，且所述方榫模与下盖模之间设置压管模，冷挤压工艺包括以下步骤：将原材料的头部镦粗；采用粗车或粗磨提高工件表面粗糙度，工件表面附着一层润滑膜，让工件与模具接触顺畅，挤齿。

在使用上种齿轮轴冷挤压模具及挤压工艺时，需要工作人员手动将杆类零件放置进齿轮模中，待挤压完毕后，再手动驱动加工成型的齿轮轴，并将其收纳于收料盒中，从而实现杆类零件的连续化生产，但是，这种加工方式受工作人员熟练度影响较大，平均生产效率较低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统，其具有加工自动化、加工效率高的优点。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统，包括压力机，所述压力机包括底座和底座上方沿竖直方向滑移设置的压头，所述底座上设有两端开口设置的压模，还包括分设于压力机两侧的进料机构和收料机构，所述进料机构和收料机构俱包括能够伸入底座和压头之间设置的夹具组件，所述夹具组件包括夹板，夹板中设有两端开口设置的夹环，所述夹环内径与杆类零件外径适配设置，位于所述夹环相对两侧的周壁上分别设有连通进夹环内部的夹孔，所述夹孔中螺纹穿接有能够抵接于夹环中杆类零件外周壁的夹杆；同时，所述压力机一侧设有进料架，所述夹具组件沿竖直方向滑移连接在进料架上，而所述底座中沿竖直方向滑移设有能够插接进压模底端开口中的顶杆，所述顶杆能够滑移插接进压模底端开口中设置。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：一、通过压力机的底座和压头的配合，挤压底座上的压模中插接的杆类零件，从而形成齿轮轴；二、在挤压加工前，通过进料机构夹具组件的设置夹取待加工的杆类零件，利用夹具组件在竖直方向上和水平方向上的滑移将带有待加工杆类零件的夹具组件导入打开的压头和压模之间，并在待加工杆类零件插接进压模后退出压力机部分，实现待加工杆类零件的自动化进料；三、在挤压加工结束后，通过收料机构夹具组件的滑移，配合顶杆的顶升作用，夹住加工完毕的杆类零件，并将其带离压力机部分进行收料，实现杆类零件的自动化收料；四、通过夹环实现对杆类零件的套接，配合夹杆对杆类零件的挤压和放开，即能方便夹具组件夹取、松放杆类零件；而通过上述部分的联动作用，实现了对杆类零件的自动化冷挤压加工，从而减少加工间隙，提高加工效率，进而降低成本。

在一些实施方式中，所述底座上沿其长度方向间隔设有多个定位槽，所述压模配合设置为多个，且其底端分别插接于对应定位槽中，所述压头底部配合设有压板；而所述夹具组件中的夹环配合设置为多个。

采用上述技术方案，通过在底座上沿其长度放排布多个压模，充分利用压力机底座上的空间，而压板的配合设置能够实现对所有压模中的杆类零件的同步挤压工作，从而进一步提高加工效率；而定位槽的设置不仅能够方便工作人员定位安装压模，还能避免压模在使用过程中出现偏移而影响到冷挤压质量。

在一些实施方式中，所述底座中设有卸料气缸，所述顶杆连接于卸料气缸的活塞杆上设置，而所述定位槽槽底开有卸料孔，所述顶杆沿竖直方向滑移插接在卸料孔中。

采用上述技术方案，通过卸料气缸的设置，将顶杆连接在卸料气缸的活塞杆上，从而根据预设参数调整顶杆顶出的杆类零件伸出压模部分的长度，以适应收料机构夹具组件在竖直方向上的滑移，实现加工完毕的杆类零件的精确收料。

在一些实施方式中，所述进料机构包括沿竖直方向滑移连接在进料架上的机架，所述夹具组件沿压模排布方向滑移连接于机架设置。

采用上述技术方案，通过机架在进料架上的竖直滑移和夹具组件在机架上的水平滑移，实现进料机构夹具组件的伸入、将杆类零件对接进压模后再拉出压力机部分，完成待加工杆类零件的自动化进料。

在一些实施方式中，所述机架包括水平间隔设置的两横杆，且所述横杆顺延于多个压模的排布方向设置，所述横杆之间沿横杆长度方向滑移设有进料电机，所述进料电机靠近压力机一侧的输出端上同轴设有进料螺杆，所述进料机构的夹具组件设于进料螺杆上，且所述进料螺杆能够完全脱离压板和底座之间空间设置。

采用上述技术方案，通过进料电机在横杆之间的滑移带动进料机构的夹具组件沿压模排布方向滑移，从而带动夹具组件完成伸入和脱离压力机部分的动作，而能够完全脱离压力机部分的进料机构的夹具组件能够避免其卡住压力机的挤压工作。

在一些实施方式中，所述进料机构的夹具组件沿进料螺杆的长度滑移设置，同时，还包括设于进料机构一侧的给料架，所述进料机构的夹具组件完全脱离压力机部分时，所述给料架上设有延伸于进料机构的夹具组件上方设置的给料盒，所述给料盒宽度等于杆类零件最大外径设置，而所述给料盒底端开有内径等于杆类零件最大外径设置的落料孔，所述进料机构的夹环能够对准落料孔设置，所述给料盒底部滑移设有挡板，所述挡板能够遮挡于落料孔设置。

采用上述技术方案，通过给料架的设置，在进料机构的夹具组件上方架上给料盒，在给料盒中依次排布有待加工杆类零件，杆类零件一一通过落料孔进入下方对准设置的夹环中，完成对进料机构夹具组件待加工杆类零件的补充，实现杆类零件的不间断、自动化加工，提高加工效率；而挡板的设置能够在上一杆类零件掉入下方夹具组件对应的夹环中后，利用挡板暂时性封住落料孔，待下一夹环移动至落料孔正下方后才打开挡板，继续落料，以适应家具组件上间隔设置的夹环。

在一些实施方式中，所述给料架上还滑移设有止位板，所述止位板能够滑移至进料机构的夹具组件下方设置，所述止位板能够抵接于进料机构的夹具组件中夹设的杆类零件的底部设置。

采用上述技术方案，在进料机构的夹具组件下方滑移设置上止位板，一方面，滑移设置的止位板在给料盒向对应的夹环投料时，利用止位板挡住下落的杆类零件，对夹环对杆类零件的夹持进行定位，方便后续联动，避免杆类零件完全落出夹具组件或夹持不精准而影响到后续的伸入和对接操作，另一方面，在投料结束后，挡板能够滑离进料机构夹具组件的下方，从而避免其卡住该夹具组件的滑移。

在一些实施方式中，所述止位板下方还设有对应进料机构的夹具组件设置的油盒，所述油盒顺延于杆类零件排布方向呈长条状设置。

采用上述技术方案，在进料机构的夹具组件下方设置上油盒，而在冷挤压加工前，将夹持好的杆类零件的底端下移进油盒中，涂覆上润滑油，方便冷挤压加工，提高成品质量。

在一些实施方式中，所述收料机构包括收料台，所述收料台沿竖直方向滑移设置，且所述收料台上沿压模排布方向滑移设有收料电机，所述收料机构的夹具组件同轴连接于收料电机的输出轴上。

采用上述技术方案，通过沿竖直方向滑移设置的收料台和沿压模排布方向滑移设置的收料电机的配合，带动收料机构的夹具组件在竖直方向和水平方向上滑移，实现夹具组件伸入压力机部分的夹持和取出功能，完成加工完毕的杆类零件的自动化收料。

在一些实施方式中，所述收料台上、位于收料机构的夹具组件的一侧对应各个夹环设有收料气缸，所述收料气缸的活塞杆垂直于收料电机的滑移方向设置，所述收料台上、位于收料机构的夹具组件远离收料气缸的一侧配合开有收料槽。

采用上述技术方案，通过收料电机的输出轴的转动，带动夹具组件转动至水平位置，利用收料气缸的推动，将加工完毕的杆类零件，推入一侧设置的收料槽中，方便工作人员集中收集杆类零件。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：通过进料机构的夹具组件、压模底部滑移设置的顶杆和收料机构的夹具组件的联动配合，实现杆类零件的自动化加工，提高加工效率。

附图说明

图1是本发明一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统的整体结构示意图；

图2是一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统的给料架和进料架部分的结构示意图；

图3是给料架和进料架部分的剖视图；

图4是图3中a部分的放大图；

图5是一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统的压力机部分的剖视图。

图中，1、压力机；11、压头；111、压板；12、底座；121、定位槽；13、压模；14、卸料气缸；141、卸料孔；142、顶杆；2、进料机构；21、进料架；211、进料轨；212、进料气缸；22、机架；221、进料槽；222、横杆；223、进料丝杆；224、进料螺块；225、承接板；23、进料电机；231、进料螺杆；3、夹具组件；31、夹板；32、夹环；321、夹孔；33、微型电机；331、夹杆；34、进料块；35、限位块；351、限位杆；4、收料机构；41、收料台；42、调节气缸；43、收料电机；44、推料气缸；45、收料槽；5、给料架；51、给料盒；511、落料孔；52、封堵气缸；521、挡板；53、给料气缸；54、挡料气缸；541、止位板；6、油盒。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种杆类零件冷挤压用全自动成型系统，如图1所示，包括液压压力机1，而压力机1包括底座12和底座12上方沿竖直方向滑移设置的压头11，所述底座12上固定有两端开口设置的压模13，这里，压模13能够根据所需加工的杆类零件进行更换，还包括在压力机1相对两侧分别设置的进料机构2和收料机构4；其中，进料机构2和收料机构4俱包括能够伸入底座12和压头11之间的夹具组件3，而如图3和图4所示，夹具组件3包括夹板31，在夹板31中固定有两端开口设置的夹环32，且夹环32内径与杆类零件外径适配设置，位于夹环32相对两侧的周壁上分别开有连通进夹环32内部的夹孔321，并在夹孔321中螺纹穿接有能够抵接于夹环32中杆类零件外周壁的夹杆331；同时，在压力机1一侧设置有进料架21，而夹具组件3沿竖直方向滑移连接在进料架21上，并在底座12中沿竖直方向滑移设置有能够插接进压模13底端开口中的顶杆142，所述顶杆142能够滑移插接进压模13底端开口中设置。

在需要加工杆类零件时，根据所需加工的杆类零件选择适配的压模13，并将其固定在压力机1的底座12上，而在进料机构2的进料架21上的夹具组件3中放置上待加工杆类零件，并将该夹具组件3插接进压力机1的加工区域中，待夹环32中的待加工杆类零件对准压模13的开口后，下移夹具组件3，使杆类零件插接进压模13中，而在进料机构2的夹具组件3退出压力机1的加工区域后，启动压力机1，杆类零件在压头11的挤压下即能完成杆类零件的成型；杆类零件加工完毕后，压头11上移，此时，收料机构4的夹具组件3即能伸入压力机1的加工区域，使其夹环32对准杆类零件，顶杆142推动压模13中的杆类零件上移伸出压模13，并插接进夹环32中，夹紧杆类零件后脱离压力机1的加工区域即可完成杆类零件的自动化加工，提高加工效率，降低成本和工作人员的劳动强度。

而为了进一步提高加工效率，强化自动化加工的优势，如图1所示，底座12上沿其长度方向间隔开有多个定位槽121，同时，压模13配合设置为多个，并一一插接在对应的定位槽121中，并在压头11底部配合设置上压板111，且夹具组件3中的夹环32配合设置为多个，这里，在本实施例中，压模13、夹环32皆设置为四个。这样，通过多个杆类零件的同步加工，大幅度提供杆类零件的加工效率，降低加工成本。

其中，为了实现夹具组件3对杆类零件的夹持功能，如图4所示，位于夹环32两侧的夹板31中的中空部位中设置有微型电机33，而夹杆331远离夹环32的端部同轴连接在微型电机33的输出轴上，同时，微型电机33沿夹杆331的长度方向滑移连接在夹板31中（滑移方式为在夹板31中空部位中布置有导轨，而在微型电机33底部配合设置有导槽，利用导轨和导槽的配合实现微型电机33的往复滑移）。这样，通过微型电机33的正反转动，带动夹杆331在夹孔321中往复移动，实现对夹环32中杆类零件的挤压抵接和松放，从而实现夹具组件3为杆类零件的夹持和松放功能，而微型电机33的滑移设置能够配合夹杆331的滑移，避免其卡住夹杆331的滑移。

为了实现进料机构2的精确进料和退出，需要夹具组件3在竖直方向上和水平方向上往复滑移，一方面，为了实现夹具组件3在竖直方向上的往复滑移，如图2所示，在进料架21上沿竖直方向滑移连接有机架22，这里，进料架21的一侧沿竖直方向设置有进料轨211，而机架22背侧配合设置有进料槽221，且进料轨211滑移卡接于进料槽221设置，并在进料架21底端设置有进料气缸212，进料气缸212的活塞杆连接在机架22的底部设置，而进料机构2的夹具组件3连接于机架22设置。这样，通过进料气缸212的推动，机架22部分能够在竖直方向上沿进料轨211滑移，从而带动机架22上安装的夹具组件3沿竖直发方向滑移，实现进料机构2的夹具组件3中的杆类零件的插接和插接完毕后夹具组件3的脱离。

另一方面，为了实现夹具组件3在水平方向上的滑移，如图3所示，机架22包括两根水平间隔设置的横杆222，这里，横杆222之间相互连接设置，且沿竖直方向滑移连接在进料架21上，而在两根横杆222中沿其长度方向装有转动设置的进料丝杆223（这里，进料丝杆223的转动由一端设置的电机带动），而在两根进料丝杆223上螺纹穿接有伸出横杆222设置的进料螺块224，在两进料螺块224上连接有呈l形设置的承接板225，而在承接板225上固接有进料电机23，在进料电机23靠近压力机1一侧的输出轴上同轴连接有进料螺杆231，且夹具组件3设于进料螺杆231上。这样，通过转动设置的进料丝杆223带动承接板225及承接板225上的进料电机23沿水平方向滑移，从而带动进料电机23的进料螺杆231上的夹具组件3滑移，实现该夹具组件3的伸入和退出；另外，进料电机23的滑移时不仅能够带动夹具组件3进入压力机1加工区域，对准压模13，还能带动该夹具组件3完全脱离压力机1的加工区域，避免其卡住压板111的下压。

而在将夹具组件3伸入压力机1部分进行进料前，需要在进料机构2的夹具组件3中夹装上待加工杆类零件，因此，为了实现进料机构2的夹具组件3的填装，如图3所示，一方面，在进料架21一侧设置有给料架5，当进料机构2的夹具组件3完全脱离压力机1的加工区域时，在给料架5顶端设置有能够延伸至进料螺杆231上方的给料盒51，而且给料盒51底端与夹具组件3的距离等于杆类零件一半长度设置，这里，给料盒51顶端开口设置，且其在垂直于进料螺杆231方向上的宽度等于一杆类零件的最大外径设置，同时，如图4所示，在给料盒51靠近夹具组件3的一端底部开有落料孔511，且落料孔511内径等于一杆类零件的最大外径设置，并在落料孔511下方封堵有挡板521，这里，挡板521给料盒51上封堵气缸52的设置来回滑移，实现挡板521对落料孔511的封堵和打开；另外，在给料盒51远离落料孔511的一端设置有给料气缸53，这里，给料气缸53的活塞杆伸入给料盒51中设置，且其垂直于给料盒51中放置的杆类零件设置。

另一方面，如图2所示，在进料机构2的夹具组件3一侧设置有进料块34，而进料螺杆231螺纹转接于进料块34设置，而如图4所示在该夹具组件3的相对一侧设置有限位块35，而承接板225上设置有滑移插接于限位块35中的限位杆351，这里，限位杆351平行于进料螺杆231设置。

这样，工作人员在给料盒51中排布上多个杆类零件，通过给料气缸53将待加工杆类零件一一推向落料孔511，在夹具组件3被拉住压力机1后，通过进料螺杆231和进料块34的螺纹穿接配合限位块35和限位杆351的滑移插接带动夹具组件3滑移，使一个夹环32对准落料孔511并滑动挡板521，打开落料孔511，杆类零件即能进入夹环32中，依次封闭挡板521，推动杆类零件前移，并调整空装的夹环32移动至落料孔511正下方即能实现进料机构2的夹具组件3的填装。

另外，为了实现填装时，夹环32对杆类零件的精确夹持，如图2所示，在给料架5上还设置有挡料气缸54，而挡料气缸54的活塞杆上连接有位于进料机构2夹具组件3下方的止位板541，这里止位板541与夹具组件3的距离等于杆类零件底端抵接于止位板541上时，其顶端刚好脱离给料盒51底部设置。这样，通过止位板541的设置不仅能够对杆类零件进行限位，精确定位杆类零件，还能避免杆类零件在下落时完全脱离夹环32。

其中，在将杆类零件进行冷挤压时，需要在杆类零件底端涂覆上润滑油，便于挤压，提高加工质量，因此，如图2所示，在挡板521下方设置有对准进料机构2的夹具组件3设置的油盒6，且油盒6沿上方杆类零件的排布方向层长条形设置。这样，在油盒6中放置上润滑油，待杆类零件填装完毕后，下移进料机构2的夹具组件3，使杆类零件底端浸入润滑油中即可。

在加工完毕杆类零件，压板111上移时，为了实现对杆类零件的收料，需要收料机构4的夹具组件3沿竖直方向和水平方向往复滑移的功能，因此，一方面，为了实现收料机构4的夹具组件3在竖直方向上的滑移，如图1所示，在压力机1一侧设置有剪式升降台，而在剪式升降台的顶部设置有收料台41，夹具组件3设置于收料台41上。

另一方面，为了实现收料机构4的夹具组件3在水平方向上的滑移，如图1所示，在收料台41上沿压模13排布方向滑移设置有收料电机43，而收料电机43通过其远离压力机1的一侧设置的调节气缸42带动滑移，且收料机构4的夹具组件3同轴连接在收料电机43的输出轴上。

这样，在杆类零件加工完毕后，调节气缸42推动收料机构4的夹具组件3进入压力机1的加工区域中，顶杆142上移，推动杆类零件上移进入对应的夹环32中，待夹环32夹紧杆类零件后，收料台41上移将杆类零件完全带出压模13，此时，调节气缸42回拉夹具组件3脱离压力机1部分即可。

这里，为了实现顶杆142对杆类零件的推动作用，如图5所示，在底座12中设置有卸料气缸14，而顶杆142连接在卸料气缸14的活塞杆上，同时，在卸料气缸14和定位槽121之间开有连通进定位槽121设置的卸料孔141，且顶杆142滑移插接在卸料孔141中。这样，通过卸料气缸14的带动即能实现顶杆142的上升和下移，从而在杆类零件加工完毕后退出杆类零件。

待加工完毕杆类零件被收料机构4的夹具组件3带回收料台41后，为了方便工作人员集中收集加工完毕的杆类零件，如图1所示，在收料台41上的夹具组件3的一侧沿垂直于收料电机43的输出轴的方向一一对应夹环32设置有推料气缸44，而位于夹具组件3远离推料气缸44的一侧开有收料槽45。这样，在夹具组件3收回收料台41后，通过启动收料电机43转动夹具组件3，使杆类零件处于水平位置，待夹杆331松开杆类零件后，启动推料气缸44，推动杆类零件进入收料槽45中，即能方便工作人员集中收集处理加工完毕的杆类零件，十分方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。