一种气化炉体的加工设备及加工方法与流程

本发明涉及冷镦机技术领域，特别地，涉及一种多工位侧面双孔冷镦机。

背景技术：

冷镦：就是利用金属的可塑性，采用冷态力学进行冲压或冷拔，达到金属固态变形的目的。在室温下把棒材或线材的顶部加粗的锻造成形方法。冷镦主要用於制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80～90％。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便於实现连续、多工位、自动化生产。棒料由送料机构自动送进一定长度，切断机构将其切断成坯料，然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行成形。

现就对一种气化炉炉体的结构加工而言，传统采用锌溶解压铸工艺，锌溶解后产生气体，气体中含有大量的金属，对环境造成污染，难以处理。

现如今采用冷镦工艺，不采用锌金属材料，需要另行设计冷镦机设备。

对于气化炉炉体的结构为现有产品，可以参考外观专利，公开(公告)号：cn303388634s。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。有鉴于此，本发明目的在于提出一种多工位侧面双孔冷镦机架以及加工方法，具有高效的生产效率，快速可靠的对气化炉炉体进行加工生产的优势。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多工位侧面双孔冷镦机，包括设装模具箱的机体，所述机体的后端设装曲轴，曲轴的一端通过皮带大轮连接有控制曲轴进行转动的电机，所述曲轴上设有连杆，机体上设置有受连杆带动的滑块；机体上安装有冲压产品成型的双孔冲压装置，所述双孔冲压装置与曲轴传动连接；所述双孔冲压装置包括传动齿轮轴、固定套接于传动齿轮轴上的传动凸轮、受传动凸轮推动的双孔顶杆、固定于双孔顶杆端部的双向推板、转动连接于机体内的模具箱上的上压块和下压块、嵌装在模具箱内的上冲针和下冲针，上冲针和下冲针对应产品的冲孔部位并分别套接有复位弹簧。

通过上述设置，对于气化炉炉体产品的生产采用冷镦工艺，借助此冷镦机进行生产，产品在模具箱中，完成了对产品侧面双孔冲压成型，机体上的电机通过皮带传动原理带动曲轴旋转，从而滑块能够进行前后移动，另外在机体上安装的双孔冲压装置是本方案的重点，为了完成对产品的侧面打孔，需要传动齿轮轴旋转，带动传动凸轮和传动齿轮轴同轴旋转，双孔顶杆受传动凸轮推动而将双向推板进行直线运动，双向推板推动上压块和下压块同步摆动，采用杠杆原理，上压块撞击上冲针，同时下压块撞击下冲针，由于上冲针和下冲针对应模具箱内的产品的打孔加工位置，则此动作同时完成对产品的侧面冲压通孔，加工过程一步到位。由此可见，效率提高，工作可靠。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述曲轴与传动齿轮轴呈90度，曲轴上设置有第一传动伞齿，传动齿轮轴的端部设置有配合第一传动伞齿的第二传动伞齿，所述传动齿轮轴上通过轴座安装于机体的一侧。

通过上述设置，曲轴相对于机体的设置方向定位纵向，则为了结构优化，采用一个动力驱动的方案，解决动力传动的连贯性和同步性，采用了有曲轴的动力作为输入，借助第一传动伞齿和第二传动伞齿完成动力方向的转换，从而将动力输入给横向的传动齿轮轴，以便于传动齿轮轴上的传动凸轮旋转，也使得双孔冲压装置能够运行，动作过程中传动可靠、连贯。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述双向推板的两侧设置有局部下凹的滑移部，所述上压块和下压块分别位于双向推板的两侧并抵触在滑移部上，上压块和下压块的中部分别枢接在模具箱上，上压块和下压块的另一端分别抵触在上冲针和下冲针上，所述模具箱内设置有供产品成型的模具腔，位于模具腔的两侧设置有分别供上冲针和下冲针安装的活动槽，所述复位弹簧安装于活动槽内。

通过上述设置，双向推板的作用在于同步推动上压块和下压块，因而设计下凹的滑移部，以便于上压块和下压块抵触在滑移部上实现受力方向的改变，从而完成杠杆动作，之后能够同时驱动上冲针和下冲针动作，由于活动槽的设计，能够对复位弹簧起到安装和限位的作用，对上冲针和下冲针起到运动导向的作用，复位弹簧能够在上冲针和下冲针相互靠近时积聚复位势能，在传动凸轮远离双孔顶杆时复位并将上冲针和下冲针带离产品，以便于后续的下料操作。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述双向推板和模具箱之间设有线轨并实现直线滑移运动。

通过上述设置，双向推板进一步提高移动的稳定性，能够更加可靠的驱动上压块和下压块。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述滑块上设置有若干工位槽，所述工位槽上对应设置机械手机构，所述机械手机构包括位于机身上的机械手座、呈线性排列的多个旋转大齿轮、数量和旋转大齿轮对应的旋转小齿轮、套接在旋转大齿轮和旋转小齿轮之间的双眼圈、套接所有旋转小齿轮的连接板、以及固定于每个旋转小齿轮中心位置的机械夹子，所述连接板通过连杆机构与曲轴传动连接。

通过上述设置，设置多个工位槽能够便于多工位冷镦，能够对产品进行多次冷镦冲压成型，而机械手机构能够将产品进行180度旋转和移动，能够适应于多个工位槽。机械夹子的运动和旋转小齿轮同步，转小齿轮受双眼圈作用而在旋转大齿轮上旋转，从而旋转小齿轮自转并且按照连接板的移动方向进行移动，从而能够提高机械夹子的效率，将产品的位移和旋转同时进行。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述小齿轮的齿轮部为圆周的一半。

通过上述设置，实现产品的180度旋转。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述双眼圈套于旋转大齿轮的一端不动，多个双眼圈和连接板形成平行四边形结构。

通过上述设置，实现产品的位置移动。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述机体的前端设置有出料机构，所述出料机构包括滑移连接在机体上的顶杆螺套和出料顶杆、以及通过摆杆机构连接于曲轴的出料轴，所述出料轴带动出料顶杆推动顶杆螺套内的顶杆在机体内伸缩动作并将产品从模具箱的型腔中顶出，所述顶杆螺套调节螺套内顶杆的长度。

通过上述设置，还是兼顾连贯性设计，采取曲轴动力输出以带动摆杆机构来带动出料轴旋转，从而将顶杆螺套内的顶杆进行滑移，而螺套内顶杆进行伸缩动作，从而能够将产品从模具腔中顶出，完成脱料。另外为了提高适用程度，通过螺套还可以控制螺套内顶杆的长度，通过螺纹调节出料杆的装配长度，以适用不同的产品。

另一方面，还提供了一种采用上述的多工位侧面双孔冷镦机进行加工的加工方法，

步骤1：盘圆切料成段件送入模具箱；

步骤2：模具箱中预备的成型模具设置在工位槽中并通过滑块前后运动实现段件在成型模具中塑形，成型模具按照成型步骤设置；

步骤3：机械手机构从上一成型模具中夹取锻件至下一成型模具；

步骤4：出料机构将最后一个成型模具中的锻件顶出。

所述成型步骤包括：a1倒角-a2内槽冲压延展一次-a3同向内槽冲压延展一次制台阶-a4反向内槽冲压延展一次-a5冲压延展一次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型；或，

a1倒角-a2内槽冲压延展一次-b1双向内槽冲压延展一次制台阶-b2冲压延展两次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型；或，

a1倒角-a2内槽冲压延展一次-a3同向内槽冲压延展一次制台阶-a4反向内槽冲压延展一次-b2冲压延展两次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型。

本发明技术效果主要体现在以下方面：机械结构运行可靠，加工效率有显著的提高，能够对产品进行多工位的加工，并且通过机械手机构实现产品的旋转和移动。

附图说明

图1为实施例中整机结构原理示意图；

图2为实施例中主要展示的双孔冲压装置的结构原理；

图3为实施例中主要展示的机械手机构中的连接板传动结构；

图4为实施例中主要展示的机械手机构示意图；

图5为实施例中气化炉体的产品形状剖视图；

图6为实施例中加工方法的成形步骤图。

附图标记：1、机体；2、模具箱；21、模具腔；22、活动槽；23、线轨；24、工位槽；3、曲轴；31、第一传动伞齿；4、皮带大轮；5、电机；6、连杆；7、滑块；8、双孔冲压装置；81、传动齿轮轴；811、第二传动伞齿；82、传动凸轮；83、双孔顶杆；84、双向推板；841、滑移部；85、上压块；86、下压块；87、上冲针；88、下冲针；89、复位弹簧；9、机械手机构；91、机械手座；92、旋转大齿轮；93、旋转小齿轮；94、双眼圈；95、连接板；96、机械夹子；10、出料机构；101、顶杆螺套；102、出料顶杆；103、出料轴；104、摆杆机构；a、连杆机构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，以使本发明技术方案更易于理解和掌握，而不能理解为对本发明的限制。

实施例：

参考图1所示的整机结构原理示意图，示意图采用俯视视角，以及方位、横向纵向以附图1示意，一种多工位侧面双孔冷镦机，包括设装模具箱2的机体1，机体1的后端设装曲轴3，曲轴3的一端通过皮带大轮4连接有控制曲轴3进行转动的电机5，曲轴3上设有连杆6，机体1上设置有受连杆6带动的滑块7。电机5作为主要动力输出并通过皮带以及皮带大轮4实现曲轴3的旋转。曲轴3安置在机体1上实现对滑块7的前后驱动。滑块7上设置模具箱2，物料进入模具箱2中受前后冲击进行冷墩成型。

结合图1和图2所示，具体在图2的双孔冲压装置8上示意结构原理，机体1上安装有冲压产品成型的双孔冲压装置8。双孔冲压装置8与曲轴3传动连接。曲轴3与传动齿轮轴81呈90度，曲轴3上设置有第一传动伞齿31，传动齿轮轴81的端部设置有配合第一传动伞齿31的第二传动伞齿811，传动齿轮轴81上通过轴座安装于机体1的一侧。曲轴3相对于机体1的设置方向定位纵向，则为了结构优化，采用一个动力驱动的方案，解决动力传动的连贯性和同步性，采用了有曲轴3的动力作为输入，借助第一传动伞齿31和第二传动伞齿811完成动力方向的转换，从而将动力输入给横向的传动齿轮轴81，以便于传动齿轮轴81上的传动凸轮82旋转，也使得双孔冲压装置8能够运行，动作过程中传动可靠、连贯。

双孔冲压装置8包括传动齿轮轴81、固定套接于传动齿轮轴81上的传动凸轮82、受传动凸轮82推动的双孔顶杆83、固定于双孔顶杆83端部的双向推板84、转动连接于机体1内的模具箱2上的上压块85和下压块86、嵌装在模具箱2内的上冲针87和下冲针88，上冲针87和下冲针88对应产品的冲孔部位并分别套接有复位弹簧89。

双向推板84的两侧设置有局部下凹的滑移部841，上压块85和下压块86分别位于双向推板84的两侧并抵触在滑移部841上，上压块85和下压块86的中部分别枢接在模具箱2上，上压块85和下压块86的另一端分别抵触在上冲针87和下冲针88上，模具箱2内设置有供产品成型的模具腔21，位于模具腔21的两侧设置有分别供上冲针87和下冲针88安装的活动槽22，复位弹簧89安装于活动槽22内。

双向推板84的作用在于同步推动上压块85和下压块86，因而设计下凹的滑移部841，以便于上压块85和下压块86抵触在滑移部841上实现受力方向的改变，从而完成杠杆动作，之后能够同时驱动上冲针87和下冲针88动作，由于活动槽22的设计，能够对复位弹簧89起到安装和限位的作用，对上冲针87和下冲针88起到运动导向的作用，复位弹簧89能够在上冲针87和下冲针88相互靠近时积聚复位势能，在传动凸轮82远离双孔顶杆83时复位并将上冲针87和下冲针88带离产品，以便于后续的下料操作。

对于气化炉炉体产品的生产采用冷镦工艺，借助此冷镦机进行生产，产品在模具箱2中，完成了对产品侧面双孔冲压成型，机体1上的电机5通过皮带传动原理带动曲轴3旋转，从而滑块7能够进行前后移动，另外在机体1上安装的双孔冲压装置8是本方案的重点，为了完成对产品的侧面打孔，需要传动齿轮轴81旋转，带动传动凸轮82和传动齿轮轴81同轴旋转，双孔顶杆83受传动凸轮82推动而将双向推板84进行直线运动，双向推板84推动上压块85和下压块86同步摆动，采用杠杆原理，上压块85撞击上冲针87，同时下压块86撞击下冲针88，由于上冲针87和下冲针88对应模具箱2内的产品的打孔加工位置，则此动作同时完成对产品的侧面开设通孔，加工过程一步到位。由此可见，效率提高，工作可靠。

如图2所示，双向推板84和模具箱2之间设有线轨23并实现直线滑移运动。双向推板84进一步提高移动的稳定性，能够更加可靠的驱动上压块85和下压块86。

参考图1所示，滑块7上设置有若干工位槽24，工位槽24上对应设置机械手机构9。机械手机构9的作用在于将产品进行工位移步，即将产品从上一个工位槽24移动到下一个工位槽24中，工位槽24是沿纵向直线等距排布。

参考图3所示的齿轮旋转驱动原理以及图4的机械夹子96动作原理结构示意图。图3是以俯视视角展示，图4以侧向剖视视角展示。结合图3和图4所示，机械手机构9包括位于机身上的机械手座91、呈线性排列的多个旋转大齿轮92、数量和旋转大齿轮92对应的旋转小齿轮93、套接在旋转大齿轮92和旋转小齿轮93之间的双眼圈94、套接所有旋转小齿轮93的连接板95、以及固定于每个旋转小齿轮93中心位置的机械夹子96，连接板95通过连杆机构a与曲轴3传动连接。小齿轮的齿轮部为圆周的一半。实现产品的180度旋转。双眼圈94套于旋转大齿轮92的一端不动，多个双眼圈94和连接板95形成平行四边形结构。实现产品的位置移动。

通过上述设置，设置多个工位槽24能够便于多工位冷镦，能够对产品进行多次冷镦冲压成型，而机械手机构9能够将产品进行180度旋转和移动，能够适应于多个工位槽24。机械夹子96的运动和旋转小齿轮93同步，转小齿轮受双眼圈94作用而在旋转大齿轮92上旋转，从而旋转小齿轮93自转并且按照连接板95的移动方向进行移动，从而能够提高机械夹子96的效率，将产品的位移和旋转同时进行。

参考图1所示，机体1的前端设置有出料机构10，出料机构10包括滑移连接在机体1上的顶杆螺套101、与顶杆螺套101活动连接的出料顶杆102、以及通过摆杆机构104连接于曲轴3的出料轴103，出料轴103推动顶杆在机体1内伸缩动作并将产品从模具箱2的型腔中顶出，顶杆螺套101调节顶杆的长度。

还是兼顾连贯性设计，采取曲轴3动力输出以带动摆杆机构104来带动出料轴103旋转，从而将顶料螺套101进行滑移，而出料顶杆102进行伸缩动作，从而能够将产品从模具腔21中顶出，完成脱料。另外为了提高适用程度，通过顶料螺套101还可以控制螺套内顶杆的长度，通过螺纹调节顶料螺套101内出料顶杆102的装配长度，以适用不同的产品。

设计合理，加工工艺环保和减少产品工艺流程。增加了设备利用率，提高了模具和冲针的使用寿命，扩大了设备加工产品能力的范围。通过改进设备结构，在产品原有成型工艺基础上，可以同时将产品外圆两边横孔冲压成型，节约了多道产品生产工序，提高了效率。

上述的工位槽24可以自由组合采用4模，5模，6模，7模，8模等多模具，利用工位间传递工件的机械手可以自由组合翻转的优势，本发明最突出的优点在于可生产产品的外圆横孔双头一次成型，机构设计合理，结构简单，生产工艺环保无污染，增加了设备利用率，提高了模具和冲针的使用寿命，扩大了设备加工产品能力的范围。

本发明中的各部件之间的连接关系，在未详细说明为固定连接时，其连接方式可以为可拆卸连接或固定连接。

参考图5所示，需要完成或制造的产品尺寸示意图，其尺寸的单位为mm。由于可以从附图中毫无疑义的得出，因此不再赘诉述尺寸。

另外，继续参考图6所示，展示了一种采用上述的多工位侧面双孔冷镦机进行加工的加工方法，

步骤1：盘圆切料成段件送入模具箱2；

步骤2：模具箱2中预备的成型模具设置在工位槽24中并通过滑块7前后运动实现段件在成型模具中塑形，成型模具按照成型步骤设置；

步骤3：机械手机构9从上一成型模具中夹取锻件至下一成型模具；

步骤4：出料机构10将最后一个成型模具中的锻件顶出。

成型步骤包括，

方案①：a1倒角-a2内槽冲压延展一次-a3同向内槽冲压延展一次制台阶-a4反向内槽冲压延展一次-a5冲压延展一次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型。

方案②：a1倒角-a2内槽冲压延展一次-b1双向内槽冲压延展一次制台阶-b2冲压延展两次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型。

方案③：a1倒角-a2内槽冲压延展一次-a3同向内槽冲压延展一次制台阶-a4反向内槽冲压延展一次-b2冲压延展两次制通孔-a6侧面双孔冲压一次成型。

上述方案可以根据需求进行选择，在高效生产前提下，优选方案①或②；在品质前提下可以优选方案③。上述方案都相比于现有技术，具有较好的生产效率和加工品质。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。