一种马蹄钉成型机构的制作方法

本发明涉及马术马具领域，尤其是马蹄钉成型结构。

背景技术：

马匹进行体育运动时会经过跑、急停、急转弯等动作，这必须抓牢地面以保持均匀的速度及稳定性才可得到良好表现及最好的比赛成绩。在马蹄和地面接触时会受地面的摩擦并很快出现磨损，将马蹄铁通过马蹄钉来钉到马蹄上，主要是为了延缓马蹄的磨损，并使马匹更坚实地抓牢地面以便提高运动性能。

马蹄钉的制造通常是使用方形钢材作为原材料，进而对方形钢材进行马蹄钉初步成型。常用的马蹄钉成型时采用人工操作，生产效率低，人工操作精度低，容易导致每个马蹄钉的长度不一致，造成大量的报废，极大的增加了成产成本。

为此，目前也已有了马蹄钉自动成型的装置，如申请号为201711203689.8的中国专利公开的一种马蹄钉成型打头机，包括：工作台，其上端设有动力装置；传动机构，其一端连接于动力装置一端；送料机构，其连接于所述传动机构一端，送料机构能够夹持钢材并将钢材向前方运送；墩头机构，其连接于所述传动机构一端，墩头机构能够对送料机构运送来的钢材进行成型；剪断打料机构，其连接于传动机构一端，剪断打料机构能够对已成型的钢材与未成型的钢材进行分离。

上述的马蹄钉成型打头机，其墩头机构通过模具和顶棒两者的相对运动从而对马蹄钉毛坯进行挤压成型，这种成型方式难以成型不同尺寸需求的马蹄钉，除非更换模具或传动机构，而且只能成型均一尺寸的马蹄钉，无法满足实际需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种马蹄钉成型机构，挤压成型操作稳定，能便捷地满足不同尺寸需求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种马蹄钉成型机构，包括模框组件，其特征在于：所述模框组件包括静模框、能朝向静模框或远离静模框方向直线移动的动模框，所述静模框上开设有供马蹄钉毛坯穿过的进料孔，所述动模框和静模框上共同设置有四个能在动模框朝向静模框移动时、将从进料孔伸出的马蹄钉毛坯部分挤压呈长方体的刀具，四个刀具环绕进料孔设置、并且分别从靠近进料孔处向远离进料孔的方向延伸；所述马蹄钉成型机构还包括用于带动动模框朝向静模框移动的动力装置。

为便于将马蹄钉加工装置的驱动装置通常输出的转动转换为直线运动，所述动力装置包括凸轮和杠杆，所述杠杆包括主动杆和在主动杆的其中一个端部成角度延伸的从动杆，所述凸轮设置在主动杆远离从动杆的一端的相邻处，而使得凸轮转动时能对主动杆相应端部施加远离凸轮方向的力，所述动模框设置在从动杆相邻的位置而能被从动杆推动。

为便于凸轮向主动杆施加力，所述凸轮和主动杆之间设置有传动组件。

为满足马蹄钉成型的外围围度整体变化需求，所述凸轮的外周面上形成有径向向内凹陷的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，三个凹槽在周向上间隔布置，所述第二凹槽和第三凹槽相接处设置有径向向外凸出的第一凸块，所述第三凹槽和第一凹槽相接处设置有径向向外凸出的第二凸块，所述传动组件与凸轮外周干涉而能受到凸轮的作用力。

为便于调节马蹄钉外围围度，所述第二凹槽和第三凹槽相接处设置有径向向内凹陷的第一卡槽，所述第三凹槽和第一凹槽相接处设置有径向向内凹陷的第二卡槽，所述第一凸块可拆卸地设置在第一卡槽内，所述第二凸块可拆卸地设置在第二卡槽内。

为减少凸轮转动的阻力，每个凹槽靠近凸轮中间的底面呈圆弧面，由每个凹槽周向上的两侧向中间、逐渐向凸轮的中间弯曲突出而形成，所述传动组件包括与凸轮干涉的滚柱，所述滚柱呈圆柱形。

为便于调节马蹄钉外围围度，所述传动组件还包括底座、调节座和转轴，所述底座与主动杆连接，所述调节座设置在底座内、并能相对底座移动并限位，所述转轴设置在调节座上，所述滚柱套设在转轴外周而与调节座转动连接。

为使得动力装置的杠杆能及时复位而进行下一次操作，所述动力装置还包括杠杆复位件，所述凸轮和杠杆复位件分别位于主动杆相对的两侧，所述杠杆复位件包括两个杠杆复位弹簧，每个杠杆复位弹簧的一端与主动杆连接、一端则用于与外部的安装基础连接，所述主动杆与杠杆复位件的连接处作为杠杆转动的支点。

为使得动模框能及时复位而进行下一次操作，所述模框组件还包括第一模框复位件，所述第一模框复位件包括第一弹簧座和第一复位弹簧，所述第一弹簧座的一端与动模框连接、另一端与从动杆连接，所述第一复位弹簧设置在第一弹簧座上，使得动模框保持向远离静模框方向移动的趋势。

为使得动模框能及时复位而进行下一次操作，所述模框组件还包括第二模框复位件，所述第二模框复位件包括第二弹簧座和第二复位弹簧，所述第二弹簧座的一端通过连杆与动模框连接、另一端用于与外部的安装基础连接，所述第二复位弹簧设置在第二弹簧座上，使得动模框保持向远离静模框方向移动的趋势。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置四个刀具，能方便、稳定地挤压成型截面为矩形的马蹄钉，确保马蹄钉的成型精度；利用凸轮对杠杆施加作用力，而使得杠杆摆动后对模框组件的动模框施加使其直线运动的作用力，将外部驱动装置的转动方便地转换为直线运动，而且便于与整个加工装置的进料机构结合，便于送料和挤压成型联合动作。

附图说明

图1为本发明实施例的马蹄钉成型机构所应用的马蹄钉加工装置的示意图；

图2为本发明实施例的马蹄钉成型机构的示意图；

图3为本发明实施例的马蹄钉成型机构的模框组件的示意图；

图4为本发明实施例的马蹄钉成型机构的模框组件的分解结构示意图；

图5为本发明实施例的马蹄钉成型机构的模框组件的动力装置的局部分解示意图；

图6为图5的动力装置的凸轮机构的示意图；

图7为由本发明实施例的马蹄钉成型机构所初步成型的马蹄钉的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1，一种马蹄钉加工装置，包括工作台1，设置在工作台1上的送料机构2、成型机构3和剪料打断机构4。通过送料机构2将马蹄钉毛坯100送到成型机构3，通过成型机构3将马蹄钉毛坯100初步成型后，由剪料打断机构4将初步成型后的马蹄钉与其余部分的马蹄钉毛坯100剪断，以便下料收集。

再结合图2～图6，成型机构3包括模框组件31和用于带动模框组件31动作的动力装置32。模框组件31包括动模框311、静模框312、第一静刀具313、第二静刀具314、第一动刀具315和第二动刀具316。

动模框311和静模框312相对设置，动模框311可在动力装置32的驱动下，朝向静模框312移动或远离静模框312移动。静模框312上开设有进料孔3121，进料孔3121贯穿静模框312的两个表面，进料孔3121优选的呈圆柱形。马蹄钉毛坯100从进料孔3121的一端(与静模框312的其中一个表面相交的部分)进入，从进料孔3121的另一端(与静模框312的其中另一个表面相交的部分)穿出。

静模框312的被进料孔3121贯穿的其中一个表面，第一表面3122，为马蹄钉毛坯100穿出的一面，在这第一表面3122上，开设有第一导向槽3123和第一容置槽3124，第一导向槽3123由靠近进料孔3121处向远离进料孔3121的方向延伸，第一容置槽3124由靠近进料孔3121处向远离进料孔3121的方向延伸，并且第一导向槽3123和第一容置槽3124之间的夹角为90°(中心线之间的夹角)。第一容置槽3124内设置有与第一容置槽3124同向延伸的第一静刀具313。第一容置槽3124内，第一静刀具313朝向第一导向槽3123的一侧、远离第一导向槽3123的一侧分别设置有调节块3125，调节块3125与第一静刀具313同向延伸，由此可以调节第一静刀具313在第一容置槽3124内的位置(调节与第一容置槽3124周向上两侧的距离，调节后与调节前第一静刀具313的中心线平行)。静模框312上还设置有第一动刀具315，第一动刀具315由靠近进料孔3121处向远离进料孔3121的方向延伸，并且与第一容置槽3124之间的夹角为90°(中心线之间的夹角)，即与第一导向槽3123分别位于进料孔3121相对的两侧、并且互相平行(并不位于同一直线上)。

动模框311具有与静模框312的第一表面3122并列(在动模框311的移动方向上并列)的第二表面3111，第一表面3122和第二表面3111可互相平行或在同一表面上。第二表面3111上开设有第二导向槽3112和第二容置槽3113，第二导向槽3112与第一动刀具315对应，第一动刀具315容置在第二导向槽3112内，并且沿着第二导向槽3112滑动。第二导向槽3112和第二容置槽3113之间的夹角为90°(中心线之间的夹角)。第二容置槽3113内设置有与第二容置槽3113同向延伸的第二静刀具314。第二容置槽3113和第一容置槽3124分别位于进料孔3121相对的两侧，并且处于同一直线上或互相平行。动模框311上还设置有第二动刀具316，第二动刀具316容置在第一导向槽3123内，并且沿着第一导向槽3123滑动。

静模框312上还设置有将第二动刀具316向进料孔3121方向(中心方向)推动的第一螺栓3126。动模框311上还设置有将第一动刀具315向进料孔3121方向(中心方向)推动的第二螺栓3115。当动模框311朝向静模框312移动时，第一螺栓3126逐渐抵紧第二动刀具316远离进料孔3121的端部，将其向进料孔3121方向推动，第二螺栓312逐渐抵紧第一动刀具315远离进料孔3121的端部，将其向进料孔3121方向推动。

静模框312上还设置有用于将第一静刀具313向进料孔3121方向抵紧的第三螺栓3129，动模框311上还设置有用于将第二静刀具314向进料孔3121方向抵紧的第四螺栓3116。其中，第一动刀具315朝向进料孔3121的端部朝向第二容置槽3113的侧面可与第二静刀具314朝向进料孔3121的端部抵紧，第二动刀具316朝向进料孔3121的端部朝向第一容置槽3124的侧面可与第一静刀具313朝向进料孔3121的端部抵紧，由此将两个静刀具的位置限定，避免其移动。

由此，上述的第一静刀具313、第二静刀具314、第一动刀具315和第二动刀具316相对进料孔3121呈放射状分布，并且静刀具和动刀具分别交错布置，即静刀具的周向上的两侧为动刀具，动刀具的周向上的两侧为静刀具，两个静刀具相对设置，两个动刀具相对设置，相邻的两个刀具之间呈90°。上述的第一静刀具313、第二静刀具314、第一动刀具315和第二动刀具316各自朝向进料孔3121的一端为平面，由此四个刀具朝向进料孔3121的一端之间围成长方体，用于使得马蹄钉毛坯100成型。通过调节静模框312上的调节块3125，可以调节长方体的长度，即调节两个动刀具之间的距离，从而改变马蹄钉毛坯100挤压时的形状，改变最终成品的形状(长宽比)。

静模框312上还设置有滑块3127，滑块3127沿着动模框311的滑动方向延伸，动模框311上开设有与滑块3127配合的滑槽3114，通过滑块3127和滑槽3114的配合可对动模框311的移动起到导向的作用。

在本实施例中，静模框312呈大致的u型，开口朝向动模框311，上述的第一导向槽3123和第一容置槽3124均开设在u型模框的其中一个臂上，上述的滑块3127设置在u型模框的另一个臂朝向开口内的内侧。动模框311的形状与静模框312适配，尤其是具有能插入到u型模框的开口内的模框插入部3117，上述的滑槽3116设置在模框插入部3117上。

动力装置32包括凸轮321、杠杆322、传动组件323以及杠杆复位件324。其中凸轮321支撑在外部的安装基础(工作台1)上，由马蹄钉加工装置的驱动机构(未示出)经过一个或多个轴的传动而被驱动转动。凸轮321的外周面上形成有径向向内凹陷的第一凹槽3211、第二凹槽3212和第三凹槽3213，三个凹槽在周向上间隔布置，并且每个凹槽靠近凸轮321中间的底面呈圆弧面，由每个凹槽周向上的两侧向中间、逐渐向凸轮321的中间弯曲突出而形成。各凹槽之间的夹角角度由马蹄钉成型的要求而定，夹角角度影响挤压成型的时间。第二凹槽3212和第三凹槽3213相接处设置有径向向内凹陷的第一卡槽3214，第三凹槽3213和第一凹槽3212相接处设置有径向向内凹陷的第二卡槽3215。第一卡槽3214内设置有第一凸块3216，第二卡槽3215内设置有第二凸块3217，并且第一凸块3216向外延伸出第一卡槽3214外，第二凸块3217向外延伸出第二卡槽3215外。两个凸块可相对相应的卡槽拆装，以便安装合适的凸块。

杠杆322包括主动杆3221以及在主动杆3221的其中一个端部成角度延伸的从动杆3222，上述的传动组件323设置在主动杆3221远离从动杆3222的端部。在本实施例中，主动杆3221和从动杆3222大致垂直，并且主动杆3221水平延伸，而从动杆3222竖直延伸，上述的模框组件31设置在主动杆3221的上方，并且与从动杆3222相邻。动模框311朝向从动杆3222的侧面设置有推块3118，从动杆3222朝向动模框311的一侧设置有能与推块3118作用的推杆3223，静模框312可通过其他部件安装在工作台1上，从而从动杆3222能推动动模框311向静模框312方向水平移动。传动组件323设置在主动杆3221的上方，能在凸轮321的作用下使得主动杆3221的这一端向下压，由此主动杆3221与从动杆3222相连的一端向上抬起，使得从动杆3222摆动，由于动模框311和静模框312之间u型开口和模框插入部3117的配合，再结合滑块3127和滑槽3116的配合，完全限定了动模框311相对静模框312的移动路径，从而由从动杆3222摆动时带动动模框311直线移动(水平移动)。

传动组件323位于凸轮321和杠杆323之间，包括底座3231、调节座3232、转轴3233和滚柱3234，其中底座3231可与主动杆3221固定，调节座3232设置在底座3231内、并能相对底座3231移动进而调节调节座3232与主动杆3221之间的距离，调节座3232由底座3231远离主动杆3221的一侧向主动杆3221方向插入到所需的位置后，可由锁紧螺栓3235将调节座3232和底座3231相对固定。转轴3233设置在调节座3232上，而滚柱3234套设在转轴3233外周、并能相对转轴3233转动。在本实施例中，转轴3233呈水平，与主动杆3221垂直(从图5看主动杆3221在左右方向上延伸，而转轴3233在前后方向上延伸)。

滚柱3234与凸轮321配合，并且滚柱3234和凸轮321至少部分干涉，因此当滚柱3234与凸轮321的凹槽对应时，滚柱3234不受向下的压力，杠杆322不动，当滚柱3234与凸轮321的凹槽之间的位置对应，滚柱3234受到向下的压力，杠杆322的这一端被下压。通过设置可旋转的滚柱3234、以及弧形的凹槽，当滚柱3234与凸轮321接触时，摩擦力较小，能便于凸轮321的转动。

杠杆复位件324设置在主动杆3221远离从动杆3222的端部，传动组件323和杠杆复位件324分别位于主动杆3221相对的两侧。杠杆复位件324包括两个杠杆复位弹簧3241，每个杠杆复位弹簧3241的一端与主动杆3221连接，另一端则与外部的安装基础(工作台1)连接。从而主动杆3221与杠杆复位件324的连接处作为杠杆323转动的支点，并能在杠杆323不再受到凸轮321的力后及时复位。

模框组件31还包括第一模框复位件317和第二模框复位件318，其中，第一模框复位件317包括第一弹簧座3171和第一复位弹簧3172，第一弹簧座3171的一端与动模框311连接，另一端与从动杆3222连接，第一复位弹簧3172设置在第一弹簧座3172上，一端与第一弹簧座3171远离动模框311的端部抵接、另一端则与从动杆3222上的第一止挡部32221抵接，从而使得动模框311保持向远离静模框312方向移动的趋势。第二模框复位件318包括第二弹簧座3181和第二复位弹簧3182，第二弹簧座3181的一端通过连杆3183与动模框311连接。第二复位弹簧3182的一端与第二弹簧座3181远离连杆3183的一端抵接、另一端则与外部的安装基础(工作台1)上的第二止挡部11抵接，从而使得动模框311保持向远离静模框312方向移动的趋势。连杆3183上开设有滑动槽3184，以便第二弹簧座3181保持相对工作台1固定。

参见图2，马蹄钉毛坯100的成型过程为：

1)启动凸轮321转动，首先第一凹槽3211转动到与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234不受到凸轮321向下的压力，杠杆322保持不动，马蹄钉毛坯100开始进料；

2)当凸轮321逆时针转动使得第一凹槽3211和第二凹槽3212之间的位置转动到与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234受到凸轮321周边向下的压力，将主动杆3221的这一端向下压，则从动杆3222抬起，推动动模框311向静模框312方向移动，对马蹄钉毛坯100进行第一次挤压成型；

3)启动剪料打断机构4，将马蹄钉毛坯100端部上一次已成型的部分剪断；

4)当凸轮321继续转动使得第二凹槽3212与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234不受到凸轮321向下的压力，杠杆322在杠杆复位件324的作用下复位，动模框311在两个模框复位件的作用下复位，马蹄钉毛坯100再次进料，使得未成型的部分或者可包括部分已成型的部分置于四个刀具围成的空间内；

5)当凸轮321继续转动使得第一凸块3216与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234受到凸轮321向下的压力，将主动杆3221的这一端向下压，则从动杆3222抬起，推动动模框311向静模框312方向移动，对马蹄钉毛坯100进行第二次挤压成型；

6)当凸轮321继续转动使得第三凹槽3212与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234不受到凸轮321向下的压力，杠杆322在杠杆复位件324的作用下复位，动模框311在两个模框复位件的作用下复位，马蹄钉毛坯100再次进料，使得未成型的部分或者可包括部分已成型的部分置于四个刀具围成的空间内；

6)当凸轮321逆时针转动使得第二凸块3217与滚柱3234相对应时，此时滚柱3234受到凸轮321向下的压力，将主动杆3221的这一端向下压，则从动杆3222抬起，推动动模框311向静模框312方向移动，对马蹄钉毛坯100进行第三次挤压成型，得到初步成型的马蹄钉200，参见图7，马蹄钉200的尺寸由上至下减小；此后，回到步骤1)。

在上述过程中，凸轮321保持连续转动状态。此外，通过采用不同的第一凸块3216、第二凸块3217，可以调节凸块延伸出各自卡槽外的部分的高度，从而可调节主动杆3221下压的距离，从而调节动模框312移动的距离，进而对马蹄钉200后两段的外围围度(长方体的长和宽，即两个动刀具之间的间距、两个静刀具之间的间距)进行调节。同样的，通过调节调节座3232和底座3231的相对位置，也可马蹄钉200各段的外围围度(长方体的长和宽，即两个动刀具之间的间距、两个静刀具之间的间距)进行调节。