用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构及冲压模具的制作方法

本实用新型涉及一种用于冲压模具的机械机构以及冲压模具，尤其涉及一种用于部件延迟顶出的机构以及模具。

背景技术：

拉延模具是各类型冲压模具的关键部分，是各类零件冲压成形的首道工序，其主要组成部件包括凸模、凹模及压边圈。在采用模具成形的过程中，由压边圈与凹模将料片压紧，然后由凸模与凹模将料片拉延成形。

在现有技术中，对于造型复杂的深拉伸零件，需要在凸模及凹模内部设计浮动压料芯，以用于成形过程中料片流动的辅助控制。一般来说，受限于实际生产条件，浮动压料芯需要满足以下需求：

在拉延成形过程中，浮动压料芯需要提供稳定持续的压边力，以将料片压紧；

当拉延成形完毕后，模具打开，浮动压料芯不可立即顶出，否则会将零件顶歪，影响机械手抓取零件；

当机械手将成形完毕的零件取走后，浮动压料芯需要迅速顶出，从而为下一次拉延成形做好准备；

当冲压零件生产完毕后，模具从压机内移出至仓库内存放，模具内部需放置一件拉延完毕后的零件，此时的浮动压料芯需要保持压缩状态，否则会将零件顶歪，影响模具下一批次的生产。

目前存在有具有延迟顶出功能的浮动压料芯，但是该种延迟顶出是通过电控或气控单向阀控制延迟氮气弹簧内部气体的单向流动，从而实现延迟氮气弹簧的顶出动作延迟可控，进而达到浮动压料芯延迟顶出的目的，但是在实际应用中发现，这种仅通过氮气弹簧实现延迟顶出的浮动压料芯仍存在一些缺点，例如：

1)氮气弹簧压力及行程不可调：由于现有的延迟氮气弹簧的工作原理使其不能像普通氮气弹簧一样，通过调节内部储气量来改变压力，因此其工作行程必须与额定行程相等，而不具备调节余量；

2)延迟氮气弹簧顶出速度慢，难以满足高冲次需求：由于现有的延迟氮气弹簧顶出时，所有气体或介质必须流过电控或气控单向阀，流动速度受限，导致其顶出速度不满足高节拍的冲压生产要求；

3)延迟氮气弹簧的氮气弹簧发热严重，存在安全隐患：由于延迟氮气弹簧工作过程中产生大量的热量，散热不足时将大幅缩短氮气弹簧寿命，甚至会影响损坏模具；

4)延迟氮气弹簧的体积庞大，不利于排布：由于该种延迟氮气弹簧需要额外配备相应的延迟控制系统及冷却系统，导致自身体积庞大，对于体积较小的浮动压料芯而言难以安装排布；

5)延迟氮气弹簧的运动稳定性差，调试困难：由于该种延迟氮气弹簧的顶出速度及顶出力由气体或介质流过单向阀的流速以及已经流过单向阀的气体量所决定，因而，使得延迟氮气弹簧的顶出速度与顶出力均不是定值，可控性差；

6)在模具存放状态下，延迟氮气弹簧无法保持压缩：当生产结束后，模具由压机内移出至仓库内存放，此时所有外界信号均被撤除，电控或气控单向阀失效，氮气弹簧的延迟锁紧功能也相应消失，此时，会导致浮动压料芯被顶出。

7)延迟氮气弹簧的价格昂贵：由于该种延迟氮气弹簧生产及采购成本高昂，是其同规格普通氮气弹簧的五到十倍以上，因而，使得一副拉延模具使用的延迟氮气弹簧价格往往高达数十万元。

基于此，期望获得一种延迟顶出机构，其可以克服现有的延迟氮气弹簧的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构，该种延迟顶出机构采用机械控制形式实现对冲压模具浮动工作部件的延迟顶出，从而克服现有技术依赖于电控或气控形式实现的延迟顶出而产生的缺陷。此外，该延迟顶出机构结构简单，运动稳定，价格低廉，可以同时满足实际生产过程中的各种需求。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构，其包括：

冲压模具浮动工作部件；

弹性顶出元件，其一端被固定设置，其另一端与冲压模具浮动工作部件接触并向其施加压力；

锁紧滑块，其设置于所述冲压模具浮动工作部件上；

穿梭滑块，其与所述锁紧滑块的外端面接触并且能够与锁紧滑块发生第一相对滑动；

驱动滑块，其与所述穿梭滑块的外端面接触并且能够与穿梭滑块发生第二相对滑动；

其中，在锁紧工位，所述穿梭滑块在驱动滑块的压力下无法与锁紧滑块发生第一相对滑动，以使冲压模具浮动工作部件无法被弹性顶出元件顶出；当所述驱动滑块被释放以使驱动滑块与穿梭滑块发生第二相对滑动至释放工位时，所述穿梭滑块能够与锁紧滑块发生第一相对滑动，以使冲压模具浮动工作部件在弹性顶出元件的压力作用下被顶出。

需要说明的是，在本技术方案中，“内端面”是指对于同一个部件来说其相对靠近模具中心轴线的端面，而“外端面”是指相对远离模具中轴线的端面。

进一步地，在本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构中，所述锁紧滑块为楔形锁紧滑块，所述楔形锁紧滑块具有第一斜面部；所述穿梭滑块为楔形穿梭滑块，楔形穿梭滑块的内端面具有与所述第一斜面部适配的第二斜面部，所述楔形穿梭滑块的外端面具有第三斜面部和第一竖直部；所述驱动滑块为楔形驱动滑块，所述楔形驱动滑块具有第二竖直部以及与第三斜面部适配的第四斜面部；其中，在所述锁紧工位，楔形驱动滑块的第二竖直部压靠在楔形穿梭滑块的第一竖直部上；当所述楔形驱动滑块被释放时，楔形驱动滑块与楔形穿梭滑块发生所述第二相对滑动直到滑动至所述释放工位时，楔形驱动滑块的第四斜面部与楔形穿梭滑块的第三斜面部接触并继续发生第二相对滑动，此时楔形穿梭滑块的第二斜面部也与楔形锁紧滑块的第一斜面部发生所述第一相对滑动，冲压模具浮动工作部件在弹性顶出元件的压力作用下被顶出。

进一步地，在本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构中，所述弹性顶出元件包括氮气弹簧。

进一步地，在本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构中，所述冲压模具浮动工作部件包括浮动式压料芯。

相应地，本实用新型的另一目的在于提供一种冲压模具，该冲压模具包括一种延迟顶出机构，从而实现通过机械控制实现冲压模具中部分工件的延迟顶出，从而克服现有技术由于依赖于电控或气控形式实现的延迟顶出而产生的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型还提出了一种冲压模具，其包括相对上下设置的第一模组件和第二模组件，所述第一模组件和第二模组件能够相对闭合和打开，所述第二模组件包括第二模座、第二模、外侧压边圈和浮动式压料芯；

其中，所述第二模组件还包括：

弹性顶出元件，其一端被固定设置在第二模座上，其另一端与浮动式压料芯接触并向其施加压力；

锁紧滑块，其设置于所述浮动式压料芯上；

穿梭滑块，其设置于所述第二模内，所述穿梭滑块与所述锁紧滑块的外端面接触并且能够与锁紧滑块发生第一相对滑动；

驱动滑块，其设置于外侧压边圈内，所述驱动滑块与所述穿梭滑块的外端面接触并且能够与穿梭滑块发生第二相对滑动；

其中，在锁紧工位，所述穿梭滑块在驱动滑块的压力下无法与锁紧滑块发生第一相对滑动，以使浮动式压料芯无法被弹性顶出元件顶出；当所述驱动滑块被释放以使驱动滑块与穿梭滑块发生第二相对滑动至释放工位时，所述穿梭滑块能够与锁紧滑块发生第一相对滑动，以使浮动式压料芯在弹性顶出元件的压力作用下被顶出。

进一步地，在本实用新型所述的冲压模具中，所述锁紧滑块为楔形锁紧滑块，所述楔形锁紧滑块具有第一斜面部；所述穿梭滑块为楔形穿梭滑块，楔形穿梭滑块的内端面具有与所述第一斜面部适配的第二斜面部，所述楔形穿梭滑块的外端面具有第三斜面部和第一竖直部；所述驱动滑块为楔形驱动滑块，所述楔形驱动滑块具有第二竖直部以及与第三斜面部适配的第四斜面部；其中，在所述锁紧工位，楔形驱动滑块的第二竖直部压靠在楔形穿梭滑块的第一竖直部上；当所述楔形驱动滑块被释放时，楔形驱动滑块与楔形穿梭滑块发生所述第二相对滑动直到滑动至所述释放工位时，楔形驱动滑块的第四斜面部与楔形穿梭滑块的第三斜面部接触并继续发生第二相对滑动，此时楔形穿梭滑块的第二斜面部也与楔形锁紧滑块的第一斜面部发生所述第一相对滑动，浮动式压料芯在弹性顶出元件的压力作用下被顶出。

进一步地，在本实用新型所述的冲压模具中，所述楔形驱动滑块的上端面与外侧压边圈相互抵靠，当外侧压边圈被在竖直方向上被向上顶起时，所述楔形驱动滑块被释放。

进一步地，在本实用新型所述的冲压模具中，其还包括压机顶棒，其被设置为在竖直方向上将外侧压边圈向上顶起。

进一步地，在本实用新型所述的冲压模具中，所述第二模为凸模。

进一步地，在本实用新型所述的冲压模具中，所述弹性顶出元件包括氮气弹簧。

本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构与现有技术相比，其具有如下有益效果：

本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构采用机械控制形式实现对冲压模具浮动工作部件的延迟顶出，相较于现有技术利用电控或气控形式实现的延迟顶出，其结构更为简单，运动更为稳定性，易于调试，并且能够解决模具在存放状态下无法使用延迟顶出机构的锁紧功能的问题。

此外，本实用新型所述的延迟顶出机构价格低廉，适用范围广，很好地满足了实际生产过程的各种需求。

另外，本实用新型所述的冲压模具也具有上述优点。

附图说明

图1为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的闭合状态时各部件剖视图。

图2局部放大地显示了延迟顶出机构在某些实施方式下的立体结构。

图3为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模组件的立体结构示意图。

图4示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的浮动式压料芯与锁紧滑块的爆炸效果。

图5示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的浮动式压料芯与锁紧滑块的装配效果。

图6示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模与穿梭滑块的爆炸效果。

图7示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模与穿梭滑块的装配效果。

图8示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的外侧压边圈与驱动滑块间结构。

图9示意性显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模座与弹性顶出元件的装配效果。

图10示意性地显示了为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下刚刚打开的状态。

图11示意性地显示了为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下进一步打开的状态。

图12、图13和图14逐步显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下浮动式压料芯被释放，从而延迟顶出的状态。

图15显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的存放状态。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构及冲压模具做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本实用新型的技术方案构成不当限定。

需要说明的是，由于本实用新型所述的冲压模具具有所述延迟顶出机构，因此以下将对延迟顶出机构和具有延迟顶出机构的冲压模具一并进行说明。

图1为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的冲压模具闭合状态时各部件的剖视图。

图2局部放大地显示了延迟顶出机构在某些实施方式下的立体结构。

如图1和图2所示，冲压模具1包括相对上、下设置的第一模组件2和第二模组件3。其中，第一模组件2包括第一模座21、第一模22、上部压料芯23以及上部弹性元件231。其中，上部弹性元件231可以为氮气弹簧。上部压料芯23设于第一模22内，第一模22设于第一模座21内。在某些实施方式中，第一模可以为如图中所示的凹模。

第二模具组件3包括第二模座31、第二模32、外侧压边圈34、浮动式压料芯33、弹性顶出元件331、锁紧滑块41、穿梭滑块42以及驱动滑块43。其中，弹性顶出元件331可以为氮气弹簧，弹性顶出元件331的一端固定设置在第二模座31上，另一端与浮动式压料芯33接触，并向浮动式压料芯33施加压力。浮动式压料芯33设于第二模22内，第二模32设于外侧压边圈34内，外侧压边圈34设于第二模座31上。在某些实施方式中，第二模可以为如图中所示的凸模。

进一步参考图1可以看出，锁紧滑块41的外端面与穿梭滑块42的内端面接触，穿梭滑块42的外端面与驱动滑块43接触。其中在延迟顶出的过程中，穿梭滑块42能够与锁紧滑块41发生第一相对滑动，驱动滑块43能够与穿梭滑块42发生第二相对滑动。具体来说，当延迟顶出机构在锁紧工位时，穿梭滑块42在驱动滑块43的压力下无法与锁紧滑块41发生第一相对滑动，这使得浮动式压料芯33无法被弹性顶出元件331顶出；而当驱动滑块43被释放以使驱动滑块43与穿梭滑块42发生第二相对滑动至释放工位时，穿梭滑块42能够与锁紧滑块41发生第一相对滑动，以使浮动式压料芯33能够在弹性顶出元件331的压力作用下被顶出。更进一步的详细描述将在后文结合图10-图15进行进一步的说明。

图3为本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模组件的立体结构示意图。

如图3所示，锁紧滑块41设置于浮动式压料芯33上，穿梭滑块42设置于第二模32内，驱动滑块43设置于外侧压边圈34内。

图4进一步示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的浮动式压料芯与锁紧滑块的爆炸效果。

图5进一步示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的浮动式压料芯与锁紧滑块的装配效果。

如图4和图5所示，锁紧滑块41可以成对设置于浮动式压料芯33上。在某些实施方式中，锁紧滑块41可以设置有两对，即四个，其中每一对锁紧滑块41中的两个分别安装在浮动式压料芯33的两个相对侧面上。当然，在一些其他的实施方式中，锁紧滑块41也可以根据实际需要设置为其他数量，例如一对或三对等。此外，由图4和图5还可以看出，在某些实施方式中，锁紧滑块41可以为楔形锁紧滑块，其具有第一斜面部411。

图6示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模与穿梭滑块的爆炸效果。

图7示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的第二模与穿梭滑块的装配效果。

如图6和图7所示，穿梭滑块42可以成对设置于第二模32上。在某些实施方式中，穿梭滑块42设置有两对，即四个，其中每一对穿梭滑块42中的两个分别安装在第二模32的两个相对侧面上。当然，在一些其他的实施方式中，穿梭滑块42也可以根据具体情况设置为其他数量，例如一对或三对等。此外，由图6和图7还可以看出，穿梭滑块42可以为楔形穿梭滑块，在楔形穿梭滑块42的内端面具有与第一斜面部411适配的第二斜面部421，在楔形穿梭滑块42的外端面具有第三斜面部422和第一竖直部423。

图8示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的外侧压边圈与驱动滑块的结构。

如图8所示，驱动滑块43可以成对设置于外侧压边圈34内。在某些实施方式中，驱动滑块43设置有两对，即四个，其中每一对驱动滑块43中的两个分别相对地安装在外侧压边圈34的两个相对侧面上。当然，在一些其他的实施方式中，驱动滑块43也可以根据具体情况设置为其他数量，例如一对或三对等。此外，从图7中还可以看出，驱动滑块43可以为楔形驱动滑块，楔形驱动滑块43具有第二竖直部432以及与第三斜面部422适配的第四斜面部431。

图9示意性地显示了本实用新型所述的冲压模具在一种实施方式下的第二模座与弹性顶出元件的装配效果。

如图9所示，弹性顶出元件331的一端固定设置在第二模座31上，并且结合图1可以看出，弹性顶出元件331的另一端与浮动式压料芯接触并向其施加压力。

为了进一步说明延迟顶出机构在冲压模具1所起到的延迟顶出作用，以下将结合图1以及图10至图15中的冲压模具1闭合和打开过程中的状态对其进行进一步说明。

如图1所示，冲压模具1处于闭合状态，此时，第一模座21已经将第一模22压向第二模32，从而将料片压紧，由第一模22与第二模32将料片拉延成形，并且通过上部压料芯23与浮动式压料芯33对料片在成形过程中的流动进行辅助控制。在本技术方案中，上部压料芯23由上部弹性元件231，例如氮气弹簧驱动，其不具备延迟顶出功能。浮动式压料芯33在此状态下处于锁紧工位，此时穿梭滑块42在驱动滑块43的压力下无法与锁紧滑块41发生第一相对滑动，从而使得浮动式压料芯33无法被弹性顶出元件331顶出。此外，结合图1以及图4至图8还可以看出，在锁紧工位时，驱动滑块43通过其第二竖直部432压靠在穿梭滑块42的第一竖直部423上来实现对穿梭滑块42的压紧。

如图10所示，当完成料片的拉延成形后，冲压模具1打开，此时，第一模组件2整体向上(沿F1方向)移动，施加于上部弹性元件231的压力被撤除，上部弹性元件231的弹性力将上部压料芯23顶出。在第一模组件2向上移动的过程中，第二模组件中的外侧压边圈34保持不动，因而，延迟顶出机构仍处于锁紧工位，驱动滑块43仍然压靠在穿梭滑块42上，穿梭滑块42仍然将锁紧滑块41压紧，浮动式压料芯33继续保持静止，弹性顶出元件331保持压缩状态。

如图11所示，第一模组件2继续整体向上(沿F1方向)移动，此时第一模组件2与第二模组件3完全脱离。此时，延迟顶出机构仍处于锁紧工位，驱动滑块43继续将穿梭滑块42压紧，穿梭滑块42继续将锁紧滑块41压紧，使得浮动式压料芯33保持静止，弹性顶出元件331保持压缩状态。

图12、图13和图14逐步显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下浮动式压料芯被释放，从而延迟顶出的状态。

如图12所示，在此状态下，压机顶棒5将外侧压边圈34沿竖直方向向上(F2所示方向)顶起，则外侧压边圈34施加在驱动滑块43的上端面上的压力被撤除，驱动滑块43与穿梭滑块42之间开始发生第二相对滑动，结合图6至图8可以看出，此时的第二相对滑动发生在穿梭滑块42的第一竖直部423与驱动滑块43的第二竖直部432之间。而此时，穿梭滑块42与锁紧滑块41之间尚未发生第一相对滑动，因而，穿梭滑块42仍将锁紧滑块41压紧，浮动式压料芯33仍保持静止，弹性顶出元件331仍保持压缩状态。

如图13所示，压机顶棒5继续沿竖直方向向上(F2所示方向)将外侧压边圈34顶起。此时，驱动滑块43与穿梭滑块42之间继续发生第二相对滑动，结合图6至图8可以看出，此时的第二相对滑动发生在驱动滑块43的第四斜面部431与穿梭滑块42的第三斜面部422之间，这种斜面与斜面之间的相对滑动，使得穿梭滑块42能够在水平方向上朝着远离模具中心轴的方向移动，由此穿梭滑块42与锁紧滑块41之间开始发生第一相对滑动，结合图4至图7可以看出，第一相对滑动发生在锁紧滑块41的第一斜面部411与穿梭滑块42的第二斜面部421之间，此时，穿梭滑块42不再将锁紧滑块41压紧，浮动式压料芯33则在弹性顶出元件331的压力作用下被顶出。

如图14所示，第二模组件2向上运动至压机上死点，外侧压边圈34被顶至最高，冲压模具1完全打开，浮动式压料芯33也被完全顶出。

图15显示了本实用新型所述的冲压模具在某些实施方式下的存放状态。

如图15所示，冲压模具1在完成冲压后处于存放状态，此时，压机顶棒5被撤除，外侧压边圈34重新回到第二模座31上从而重新压靠在驱动滑块43的上端面上，此时，驱动滑块43重新将穿梭滑块42压紧，穿梭滑块42将锁紧滑块41压紧，从而使得浮动式压料芯33被压紧以保持静止，弹性顶出元件331保持压缩。

基于上述描述可以看出，本实用新型所述的用于冲压模具浮动工作部件的延迟顶出机构及冲压模具采用机械控制形式实现了对冲压模具浮动工作部件的延迟顶出，相较于现有技术利用电控或气控形式实现的延迟顶出，其结构更为简单，运动更为稳定性，易于调试，并且解决了在模具存放状态下无法使用延迟顶出机构的锁紧功能的问题。此外，本案的延迟顶出机构级冲压模具价格低廉，适用范围广，很好地满足了实际生产过程的各种需求。

需要说明的是，本实用新型的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本实用新型的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本实用新型的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。